СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА КАРЬЕРНОГО САМОСВАЛА И ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА Российский патент 2023 года по МПК H02K9/06 H02K7/14 

Изобретение относится к технологии ремонта тяговых генераторов карьерных самосвалов и может быть использовано в автомобильной промышленности.

Карьерные самосвалы предназначены для транспортирования горной массы в разрыхлённом состоянии по технологическим дорогам на открытых разработках полезных ископаемых с различными климатическими условиями. Могут использоваться на строительстве крупных промышленных и гидротехнических сооружений, при сооружении дорожных магистральных комплексов, а также в технологических подразделениях предприятий перерабатывающей промышленности. Силовая установка такого автомобиля включает в себя два электродвигателя постоянного тока и синхронный тяговый генератор, выход из строя которых в процессе эксплуатации требует срочного ремонта, так как влечет за собой большие экономические потери из-за простоя дорогостоящей техники. Конструктивные особенности вентиляционной системы применяемых тяговых генераторов таковы, что при попадании инородных тел, например, кусков породы, внутрь работающего генератора, а это наиболее часто встречающаяся на практике причина выхода из строя, летящие с большой скоростью частицы породы не только повреждают крыльчатку вентилятора охлаждения, но и повреждают расположенные за ним элементы обмотки генератора.

Технология ремонта вентиляционной системы генератора карьерного самосвала известна из Руководства [ГЕНЕРАТОР СИНХРОННЫЙ ТЯГОВЫЙ ГСН - 1600/8. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ГПИН.528454.001 РЭ http://ssep.ru/files/subcontent/743/gpin528454001-re.pdf]. Ремонт вентилятора охлаждения тяговых машин согласно Руководству, заключается в заварке трещин, замене прокладок в случае повреждения или износа, замене вентиляторного колеса. Вентиляторное колесо не ремонтопригодно в случае разрушения, так как, согласно Руководству, при демонтаже вентиляторного колеса на составляющие нарушается взаимное расположение деталей сбалансированного комплекта, что при последующей сборке приводит к увеличению дисбаланса сверх установленных норм, и вследствие чего, к повышенной вибрации генератора и уменьшению ресурса его подшипников. Этот факт, в сочетании с частыми повреждениями токоведущих частей, сопутствующими повреждению или даже разрушению вентиляторного колеса, явился основанием для разработки заявляемой группы изобретений.

Технической задачей, решаемой в данной заявке, явилось создание способа восстановления вентиляционной системы тягового генератора автосамосвала «Белаз» и создание вентиляционной системы генератора, стойкой к повреждениям, вызываемым попаданием инородных тел внутрь работающего генератора, и сводящей к минимуму вероятность повреждений элементов обмотки статора генератора.

Технический результат – повышение надежности тягового генератора и увеличение безаварийного срока его работы.

Технический результат достигается тем, что разбирают вышедший из строя тяговый генератор, при этом с ротора генератора демонтируют поврежденный вентилятор заводской конструкции, на корпусе статора устанавливают элементы крепления и фиксируют ими диск диффузора на корпусе статора со стороны, обращенной к вентилятору, после чего на роторе с помощью болтов, штифтов и крепежного фланца крепят вентилятор, выполненный в виде плоского стального диска с закрепленными на нем в плоскости, обращенной к диффузору, стальными лопастями и , при необходимости, дистанционной проставкой, обеспечивающей требуемый вылет вентилятора, а затем собирают тяговый генератор в обратном порядке.

Технический результат достигается также тем, что вентиляционная система тягового генератора карьерного самосвала, включающая центробежный вентилятор состоит из вентилятора, выполненного в форме размещаемого на роторе диска с центральным отверстием и приваренными к нему со стороны, обращенной к статору, лопастями, и диффузора, выполненного в форме диска, неподвижно закрепленного на статоре со стороны лопастей вентилятора, и выполняющего функцию механической защиты токоведущих частей статора в случае возникновения аварийной ситуации.

Целесообразно в вентиляционную систему электрогенератора карьерного самосвала при необходимости добавить дистанционную проставку между диском вентилятора и диффузором, обеспечивающую требуемый вылет вентилятора.

Рекомендуется выполнить лопатки диска вентилятора из стального уголка, либо вырезать и согнуть из листовой стали.

Крепление лопаток на диск вентилятора целесообразно выполнить с помощью сварки, с целью предотвращения отрыва лопаток от диска при деформации детали вследствие попадания инородного тела.

Диск диффузора оптимально выполнить в виде глухой детали, вырезанной из листовой стали.

Возможно также выполнение диска диффузора в виде решетки, изготовленной из листа, либо сваренной из проката, либо металлической сетки, натянутой на сварном каркасе.

При осуществлении заявляемого способа восстановления вентиляционной системы тягового генератора повышается надежность генератора и увеличивается срок его безаварийной работы за счет замены неремонтопригодной конструкции вентилятора, используемого в прототипе на вентиляционную систему, состоящую из неподвижного диффузора, закрепленного на статоре внутри корпуса генератора и вращающегося диска с лопатками, размещенными на стороне обращенной к диффузору, и устанавливаемого на валу ротора генератора. При этом исключается контакт попадающих внутрь генератора инородных тел и осколков от разрушенного вентилятора с обмотками статора генератора благодаря наличию диффузора, установленного между обмотками статора и вращающимся диском вентилятора.

Заявляемые способ восстановления вентиляционной системы тягового генератора карьерного самосвала и вентиляционная система тягового генератора взаимосвязаны настолько, что образуют единый изобретательский замысел. Действительно, специально для восстановления вентиляционной системы тягового генератора была разработана конструкция, позволяющая осуществить заявляемый способ. Следовательно, заявленные изобретения удовлетворяют требованию единства изобретения.

Заявляемая группа изобретений поясняется примером конкретной реализации и следующими чертежами.

На Фиг.1 представлена заводская конструкция вентилятора тягового генератора.

На Фиг.2 схематично показана конструкция тягового генератора.

На Фиг.3 представлена конструкция вентиляционной системы тягового генератора после восстановления: а) модернизированная конструкция вентиляционной системы генератора с раздельными вентилятором и неподвижным диффузором; б) диск вентилятора и дистанционная проставка.

На Фиг.4 схематично показано направление перемещения охлаждающего воздуха в электрогенераторе.

Способ реализуют следующим образом. Типовой тяговый генератор, вышедший из строя в процессе эксплуатации карьерного самосвала (Фиг.2), разбирают - демонтируют подшипниковый узел 1, снимают подшипниковый щит 2, выводят ротор 3 из статора 4 и устанавливают места повреждений. Затем с ротора генератора демонтируют поврежденный вентилятор заводской конструкции 5, представляющий собой набор лопаток, закрепленных между двумя дисками (Фиг.1). На корпусе статора со стороны вентилятора устанавливают элементы крепления диффузора, в которых затем закрепляют диск диффузора 7 (Фиг.3а), после чего на роторе с помощью штифтов и крепежного фланца фиксируют вентилятор, выполненный в виде плоского стального диска 6 с закрепленными на нем в плоскости обращенной к диффузору 7, стальными лопатками 8 и дистанционной проставкой 9 (в одном из вариантов исполнения), обеспечивающей требуемый вылет вентилятора, а затем собирают электрогенератор в обратном порядке.

Заявляемая вентиляционная система тягового генератора включает центробежный вентилятор, выполненный в форме диска с центральным отверстием и закрепленными на нем лопатками, и также содержит диск диффузора, неподвижно закрепленный на статоре со стороны лопастей вентилятора.

Вентиляционная система работает следующим образом. При вращении ротора центробежный вентилятор выбрасывает воздух из внутренней полости генератора (Фиг.4), создавая зону пониженного давления в близи центральной части вентилятора. Охлаждающий воздух подается по подводящему патрубку через окно подшипникового щита в полость узла токосъема и разделяется на два потока, один из которых поступает в пространство между катушками полюсов ротора, омывает обмотку полюсов, и за счет разницы давления перемещается в осевом направлении в сторону вентилятора. Второй поток омывает лобовую часть обмотки статора, проходит через внутренние каналы сердечника, огибает диффузор и через центральное отверстие диффузора перемещается к центральной части вентилятора, затем оба потока соединяются и выбрасываются вентилятором через отверстия в корпусе генератора в окружающую среду.

Замеры скорости потока охлаждающего воздуха и температуры обмоток генераторов с модернизированной системой вентиляции показали, что введение в конструкцию дополнительно детали диффузора позволяет сохранить интенсивность системы охлаждения, в тоже время повышая его надежность за счет предупреждения механических повреждений обмоток статора частицами породы или разрушенными частицами вентилятора.

Пример практической реализации.

Вентиляционная система заявляемой конструкции была изготовлена из листовой стали и стального проката (уголка) и установлена в процессе восстановления генератора типа СГТ-1400 №136096 с карьерного самосвала Белаз 75310 для ООО «Разрез Березовский». Генератор сдан в эксплуатацию 27.02.21г. Аналогичная система установлена при ремонте тягового генератора типа ГСН-500 №803 для ООО «Барзасское Товарищество», дата сдачи генератора в эксплуатацию 21.05.21г. Во всех случаях после ремонта система показала устойчивую работу в сложных условиях эксплуатации в течение длительного времени и работает по настоящий момент.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технологии ремонта тяговых генераторов карьерных самосвалов. Техническим результатом является повышение надежности тягового генератора и увеличение безаварийного срока его работы. Технический результат достигается за счет создания способа восстановления вентиляционной системы тягового генератора и создания вентиляционной системы генератора, стойкой к повреждениям, вызываемым попаданием инородных тел внутрь работающего генератора, и сводящей к минимуму вероятность повреждений элементов обмотки статора генератора. В способе разбирают вышедший из строя тяговый генератор, при этом с ротора генератора демонтируют поврежденный вентилятор заводской конструкции. На корпусе статора устанавливают элементы крепления и фиксируют ими диск диффузора на корпусе статора со стороны, обращенной к вентилятору. Далее на роторе с помощью болтов, штифтов и крепежного фланца крепят вентилятор, выполненный в виде плоского стального диска с закрепленными на нем в плоскости, обращенной к диффузору, стальными лопастями. При необходимости крепят дистанционную проставку, обеспечивающую требуемый вылет вентилятора. Затем собирают тяговый генератор в обратном порядке. Вентиляционная система тягового генератора карьерного самосвала включает центробежный вентилятор, состоящий из вентилятора, выполненного в форме размещаемого на роторе диска с центральным отверстием и приваренными к нему со стороны, обращенной к статору, лопастями, и диффузора, выполненного в форме диска, неподвижно закрепленного на статоре со стороны лопастей вентилятора, и выполняющего функцию механической защиты токоведущих частей статора в случае возникновения аварийной ситуации. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ восстановления работоспособности вентиляционной системы электрогенератора карьерного самосвала, в котором разбирают вышедший из строя электрогенератор, при этом с ротора электрогенератора демонтируют поврежденный вентилятор заводской конструкции, на корпусе статора устанавливают элементы крепления и фиксируют ими диск диффузора со стороны, обращенной к вентилятору, после чего на роторе с помощью болтов, штифтов и крепежного фланца крепят вентилятор, выполненный в виде плоского стального диска с закрепленными на нем в плоскости, обращенной к диффузору, стальными лопастями и, при необходимости, дистанционной проставкой, обеспечивающей требуемый вылет вентилятора, а затем собирают электрогенератор в обратном порядке.

2. Вентиляционная система электрогенератора карьерного самосвала, включающая центробежный вентилятор и отличающаяся тем, что состоит из вентилятора, выполненного в форме диска с центральным отверстием и приваренными к нему со стороны, обращенной к статору, лопастями, и диффузора, выполненного в форме диска, неподвижно закрепленного на статоре со стороны лопастей вентилятора, и выполняющего функцию механической защиты токоведущих частей статора в случае возникновения аварийной ситуации.

3. Вентиляционная система по п.2, отличающаяся наличием дистанционной проставки между диском вентилятора и диффузором, обеспечивающая требуемый вылет вентилятора.

4. Вентиляционная система по п.2, в которой лопасти диска вентилятора выполнены из стального уголка либо из листовой стали.

5. Вентиляционная система по п.2, в которой лопасти диска вентилятора закреплены на диске вентилятора с помощью сварки.

6. Вентиляционная система по п.2, в которой диск диффузора выполнен в виде глухой детали, вырезанной из листовой стали.

7. Вентиляционная система по п.2, в которой диск диффузора выполнен в виде решетки, изготовленной из листа.

8. Вентиляционная система по п.6, в которой диск диффузора выполнен из металлической сетки, натянутой на сварном каркасе.