ВЕРХНЯЯ КРЕСТОВИНА ГИДРОГЕНЕРАТОРА Российский патент 2006 года по МПК H02K5/16 

Изобретение относится к области крупного электромашиностроения, а преимущественно к гидрогенераторам вертикального исполнения подвесного типа, а более конкретно к конструктивным элементам верхней крестовины.

Известен гидрогенератор вертикального исполнения подвесного типа, содержащий ротор, статор, маслоохладители, верхнюю крестовину, имеющую верхний и нижний диски, и радиальные ребра, в котором между радиальными ребрами расположены тангенциальные ребра и по меньшей мере одно из тангенциальных ребер сдвинуто в сторону вертикальной оси гидрогенератора по сравнению с другими тангенциальными ребрами, а в дисках в местах упомянутого сдвига выполнены окна. При этом верхняя крестовина выполнена в виде лучевой конструкции, к центральной части которой присоединены лапы, и включает нижний диск, цилиндр, ребра и верхний диск, скрепленные между собой тангенциальными ребрами, которые с внешней стороны соединены со стыковыми плитами [1]. Посредством данной конструкции решена задача совмещенного расположения подпятника и подшипника непосредственно в центральной части крестовины, что обеспечивает удобство при монтажных и ремонтных работах в период эксплуатации гидрогенератора.

В известном устройстве для крепления крестовины гидрогенератора к фундаменту [2], содержащем крестовину, состоящую из центральной части и радиальных лап, распертых в фундаментную плиту с помощью домкратов, между которыми установлен упругий пластичный элемент тарельчатого типа с кольцевым буртиком, имеющий паз и сферическую лунку под болт и зафиксированный на фундаментной плите с помощью крепления, имеющего паз, соединенный с пазом буртика посредством сварки, что обеспечивает равномерное усилие распора и в целом повышает эксплутационную надежность. Однако в известных устройствах [1-2] положительный технический эффект достигается за счет усложнения узлов сопряжения центральной части крестовины с другими элементами как самой крестовины, так с элементами крепления с фундаментной плитой, что увеличивает трудоемкость изготовления крестовины и монтажно-сборочных операций, проводимых непосредственно на ГЭС. При этом повышается металлоемкость, а с учетом того, что между фундаментной плитой и упругим элементом должен быть обеспечен зазор, который рассчитывается из условий прочности и контролируется в ходе эксплуатации гидрогенератора [2], то отмеченные недостатки негативно сказываются на трудозатратах.

Известно также устройство [3], представляющее собой крестовину вертикального гидрогенератора, состоящую из центральной части, выполненной в виде барабана, имеющую верхний и нижний диски, соединенные между собой вертикальными ребрами и сопряженные с ней радиальные лапы двутаврового сечения с верхними и нижними полками и вертикальными ребрами, каждое из которых между полками лапы выступает за их внутренние торцы и расположено в одной плоскости с вертикальным ребром центральной части крестовины и прикреплено к последнему. При этом вертикальные стыки сопряжении ребер расположены на меньшем диаметре, чем внешние диаметры верхнего и нижнего дисков. В данной конструкции сопряжение лап с центральной частью верхней крестовины без применения комплектов стыковых плит и соединительных колец со стяжными элементами позволяет значительно снизить металлоемкость и трудоемкость при ее изготовлении. Однако такая конструкция обеспечивает положительный эффект только при ее использовании в гидрогенераторах малой и средней мощности при величине диаметра статора не более 500 мм и соответствующих величинах давления на подпятник крестовины.

В гидрогенераторах большой мощности, имеющих значительные величины вертикального усилия и длину пролета перекрываемого крестовиной, верхние крестовины имеют лучевую форму с отъемными радиально расположенными лапами. При этом верхние крестовины опираются на верхний фланец статора и являются опорой для станин возбудителей вспомогательных и регуляторных генераторов и несут на себе верхние перекрытия гидрогенераторов. Они с установленными в них направляющими подшипниками сопрягаются концами лап с винтовыми упорами, предназначенными для центровки крестовин и передачи радиальных усилий на фундамент.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство, описанное в [4], представляющее собой верхнюю крестовину, выполненную в лучевом варианте и содержащую центральную часть, состоящую из верхних и нижних дисков, цилиндра, ребра, скрепленного с диском, опорные лапы, соединенные с центральной частью посредством стыковых плит с крепежными элементами, которая опирается на верхний фланец статора и является опорой для станин возбудителей, вспомогательных и регуляторных генераторов, и несет на себе верхние перекрытия гидрогенератора с установленными в ней направляющими подшипниками и сопрягается концами лап с винтовыми упорами, предназначенными для центровки самой крестовины и передачи радиальных усилий на фундамент.

Сопряжение центральной части крестовины с лапами осуществляется по одному из двух вариантов, заключающихся в том, что в первом варианте верхний диск центральной части соединен с верхними полками лап при помощи стыковых брусьев или плит, а нижний диск соединяют с нижними полками лап внахлест и крепят коническими шпильками, а во втором варианте центральная часть соединяется с лапами стыковыми брусьями (плитами) и стяжными шпильками.

В известной конструкции верхней крестовицы крепление центральной части осуществлено по второму варианту, что существенно снижает трудоемкость изготовления крестовины. Однако в ходе эксплуатации гидрогенераторов в установившемся режиме на подшипники действуют вращающие силы, которые периодически изменяются во времени в любом радиальном направлении и вызывают вибрации, для гашения которых на роторе предусматриваются необходимые для балансировки конструктивные приспособления, которые увеличивают вращающие силы, что влечет за собой увеличение габаритов конструкции крестовины с целью обеспечения надежного крепления центральной части с лапами, так как конструкция каждой конкретной крестовины определяется величиной вертикального усилия и длиной пролета, перекрываемого крестовиной. Увеличение габаритов крестовины негативно сказывается при ее транспортировке от места изготовления до местонахождения объекта использования гидрогенератора, что вынуждает часть монтажно-сборочных работ выполнять непосредственно на объекте, так как транспортировка осуществляется в разобранном виде.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности верхней крестовины без увеличения габаритов.

Поставленная задача решается за счет того, что в верхней крестовине гидрогенератора, содержащей нейтральную часть, состоящую из верхних и нижних дисков, цилиндра, ребра, скрепленного с диском, и соединенную с лапами стыковыми плитами с крепежными элементами - каждая нижняя внутренняя стыковая плита снабжена верхним упорным зубом, выступающим в сторону каждой внешней плиты и опирающимся на верхний торец нижней плиты каждой лапы.

Выполнение каждой нижней внутренней стыковой плиты с верхним упорным зубом, выступающим в сторону каждой внешней плиты и опирающимся на верхний торец нижней плиты каждой лапы, повышает надежность соединения центральной части с лапами, передающими через статор на фундамент вертикальную нагрузку от веса вращающихся частей гидрогенератора и турбины, а также гидравлического усилия.

Новым в заявляемом изобретении является выполнение каждой нижней внутренней стыковой плиты с верхним упорным зубом, выступающим в сторону каждой внешней плиты и опирающимся на верхний торец нижней плиты каждой лапы.

Совокупность новых признаков из известного уровня техники не выявлена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Центральная часть крестовины содержит верхние и нижние диски 1 и 2, соответственно, цилиндр 3, ребро 4, скрепленное с дисками 1 и 2, и соединенную с лапами 5 стыковых плит 6, 7 с крепежными элементами 8. Каждая нижняя внутренняя плита 6 снабжена верхним упорным зубом 9, выступающим в сторону каждой внешней плиты 7. Зуб 9 опирается на верхний торец 10 нижней плиты 7 каждой лапы 5.

Выполнение нижних внутренних стыковых плит с верхним упорным зубом, выступающим в сторону каждой внешней плиты и опирающимся на верхний торец нижней плиты, технической трудности не представляет и может быть реализовано с использованием стандартного оборудования, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "промышленная применимость".

Источники информации

1. Патент РФ №2044383.

2. Авторское свидетельство СССР №1339767.

3. Авторское свидетельство СССР №1341699.

4. 3унделевич М.И, Прутковский С.А. Гидрогенераторы. М.-Л., Энергия, 1966, с.253-262.

Изобретение относится к области крупного электромашиностроения, преимущественно к гидрогенераторам вертикального исполнения подвесного типа, более конкретно к конструктивным элементам, а именно к верхним крестовинам. Верхняя крестовина гидрогенератора содержит центральную часть, состоящую из верхних и нижних дисков, цилиндра, ребра, скрепленного с диском, и соединенную с лапами стыковыми плитами с крепежными элементами, в которой каждая нижняя внутренняя стыковая плита снабжена верхним упорным зубом, выступающим в сторону каждой внешней плиты и опирающимся на верхний торец нижней плиты каждой лапы. Техническим результатом является повышение надежности верхней крестовины без увеличения габаритов. 1 ил.

Верхняя крестовина гидрогенератора, содержащая центральную часть, состоящую из верхних и нижних дисков, цилиндра, ребра, скрепленного с диском, и соединенную с лапами стыковыми плитами с крепежными элементами, отличающаяся тем, что каждая нижняя внутренняя стыковая плита снабжена верхним упорным зубом, выступающим в сторону каждой внешней плиты и опирающимся на верхний торец нижней плиты каждой лапы.