Ротор электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K3/51 

Изобретение относится к электромашиностроению, а конкретнее - к устройству крупных электрических машин, например, турбогенераторов.

Известен ротор электрической машины, содержащий сердечник, обмотку возбуждения,лобовые части которой удерживаются от перемещения посредством бандажного кольца, насаженного на сердечник ротора. Предотвращение осевого смещения бандажа обеспечивается в конструкции с помощью гайки, навернутой на наружную поверхность бандажного кольца |1).

Недостатком данной конструкции является высокая степень концентрации напряжений в бандажном кольце и гайке из-за наличия резьбы, а также трудность нарезания резьбы на значительном диаметре бандажного кольца и особенно тонкостенной гайки.

Наиболее близким к изобретению является ротор электрической машины, содержащий массивный сердечник, обмотку возбуждения с лобовыми частями, бандажное кольцо, насаженное на сердечник и обхватывающее лобовые части, закрепленное от аксиального смещения кольцевой разрезной пружинной шпонкой, часть которой установлена в кольцевой канавке бандажного кольца, сопрягаясь с ним по поверхности тела вращения, а другая - в кольцевой канавке сердечника, причем шпонка при монтаже и демонтаже имеет возможность перемещения в кольцевую канавку сердечника 2.

Отжим кольцевой шпонки для снятия бандажного кольца осуществляется через радиальные отверстия в его теле. Указанные отверстия бандажного кольца, работающего при очень высоких уровнях напряжений, близких к пределу текучести материала бандажа, являются местами концентраторов напряжений и резко снижают его прочность.

Кроме того, при такой конструкции возможен ожог внутренней поверхности носика бандажного кольца уравнительными токами, протекающими в поверхностных слоях торцовой зоны сердечника ротора при переходных режимах работы электрической машины.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что в роторе электрической машины, содержащем массивный сердечник, обмотку возбуждения с лобовыми частями, бандажное кольцо, насаженное на сердечник и обхватывающее лобовые части, закрепленное от аксиального смещения кольцевой разрезной пружинной щпонкой, часть которой установлена в кольцевой канавке бандажного кольца, сопрягаясь с ним по поверхности тела вращения, а другая - в кольцевой канавке сердечника, причем шпонка при монтаже и демонтаже имеет возможность перемещения в кольцевую канавку сердечника, поверхности со пряжения бандажного кольца и шпонки вы полнены коническими с большим основанием конуса,, обращенным к сердечнику. 5 На фиг. I показан предлагаемый ротор электрической машины, продольный разрез; на фиг. 2 -- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - ротор в процессе демонтажа бандажного кольца, продольный разрез.

Ротор 1 содержит обмотку 2 возбуждения с лобовыми частями 3. Лобовые части обмотки удерживаются с помощью бандажного кольца 4, насаженного с помощью горячей посадки на заточку сердечника 5 ротора через изоляционную прокладку 6. 5 На стороне 7 бандажного кольца 4, обращенной к сердечнику 5, выполнена кольцевая канавка 8 сечением в виде прямоугольного треугольника с катетом, обращенным в сторону сердечника ротора.

В сердечнике ротора напротив канавки 8 0 в бандажном кольце 4 выполнена кольцевая канавка 9 прямоугольного сечения.

Бандажное кольцо 4 удерживается от сдвига в аксиальном направлении с помощщью кольцевой разрезной шпонки 10 сече нием в виде прямоугольной трапеции. Бандажное кольцо и шпонка сопрягаются по конической поверхности. Высота шпонки 10 выполняется меньшей глубины шпоночной канавки 9. На наружной поверхности шпонки 10 выполнены пазы 11 для удержания 0 шпонки в утопленном состоянии с помощью планок 12.

Бандажное кольцо в тыльной части насажено на упорное кольцо 13. Между упорным кольцом и торцом лобовых частей 3 обмотки установлены изоляционные планки 14 5 и диск 15, выполненный из стали. Расстояние между торцом упорного кольца 13 и торцом диска 15 выполнено большим ширины шпонки 10. Обмотка 2 возбуждения удерживается в пазах, ротора с помощью клиньев 16. Расстояние между торцами конце0вых клиньев 16 и торцом бандажного кольца 7 также превышает ширину шпонки.

Торец лобовух частей 3 обмотки зажат в аксиальном направлении с помощью упорных винтов 17.

5 Устройство работает следующим образом.

Для съема бандажного кольца 4 упорные винты 17 вывинчиваются для создания возможности сдвига бандажного кольца в сторону сердечника ротора I. 0 Бандажное кольцо нагревается и сдвигается в аксиальном направлении в сторону сердечника ротора до упора внутреннего торца упорного кольца 13 в торец лобовых частей 3 обмотки возбуждения.

При этом наклонная конусная поверхность кольцевой шпоночной канавки 8 стороны бандажного кольца отожмет шпонку 10 в ее крайнее нижнее положение, утопив ее в кольцевую канавку 9. Затем через пазы

шпонки 10 устанавливаются планки 12, удерживающие шпонку в утопленном состоянии, после чего бандажное кольцо 4 снимается штатным приспособлением.При. надевании бандажного кольца 4 шпонка 10 предварительно устанавливается в канавку 9 в утопленное положение, фиксируясь в нем планками 12. Затем нагретое до необходимой температуры бандажное кольцо 4 надевается на сердечник ротора I, на котором предварительно установлена изоW 9 16 17

ляционная прокладка 6. Планки 12 удаляются и шпонка 10 под действием упругости занимает рабочее положение, удерживая бандажное кольцо от осевого сдвига.

Экономический эффект от использования устройства образуется за счет повышения надежности путем сокращения сроков простоя турбогенераторов в ремонте, а также за экономии стоимости поковок, необ ходимых для замены бандажных колец.

А- А 76 П % / / X / / . / / / X X / / / X / / X //У /X XXVNiX XX X X X X / / / х Х/ХХХХ/Х / / / 7чГ Х ХУ X X х X Х X / XXX

Фи2. 2 .X X X X у Фиг. хХУ

РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ,содержащий массивный сердечник. / / / / 7 // С. ЧЧ / / / /X /7 / / / / ///ТХх 7 / / // / / / / у / / / у / / / / / / /у .л. 4 ч V чххчхч у iC r WsiiAil If iiTEBTK. .;., TPJfHIfiWa lS. ИвМ«ТШ{: обмотку возбуждения с лобовыми частями, баи.|1ажное кольцо, насаженное на сердечник и обхватывающее лобовые части, закрепленное от аксиального смещения кольцевой разрезной пружинной шпонкой, часть которой установлена в кольцевой канавке баидажного кольца, сопрягаясь с ним по поверхности тела вращения, а другая - в кольцевой канавке сердечника, причем шпонка при монтаже и демонтаже имеет возможность перемещения в кольцевую канавку сердечника, отличающийся тем, что, с целью повышения надежиости работы, поверхности сопряжения бандажного кольца и шпонки выполнены коническими с большим основанием конуса, обращенным к сердечнику. ({77 Фи. 1 7/J