Ротор синхронной неявнополюсной электрической машины Советский патент 1986 года по МПК H02K3/51 

Изобретение относится к электромашиностроению и касается конструкции ротора неявнополюсной электрической машины, преимущественно турбогенератора, точнее узла крепления бандажного кольца.

Известен ротор синхронной неявнополюсной электрической машины с обмоткой возбуждения, закрепленной в лобовых частях бандажным кольцом, которое удерживается от осевых сдвигов относительно бочки ротора с помощью внутренней разрезной гайки, установленной в кольцевой канавке на бочке ротора. Гайка снабжена резьбой на своей наружной поверхности, а ответная резьба выполнена на внутренней поверхности бандажного кольца. Гайка завинчивается после насадки бандажного кольца на бочку ротора.

Недостатками такой конструкции являются дополнительное нагружение бандажного кольца центробежными силами разрезной гайки, а также возможность пригорания гайки к бочке ротора при несимметричных режимах работы генератора и, как следствие этого, нарушение разъемности бандажного узла.

Наиболее близким к предлагаемому является ротор синхронной неявнополюсной электрической машины, преимущественно турбогенератора, содержащий бандажное кольцо, закрепленное на бочке ротора от осевых перемещений накидной гайки, навинченной на резьбовой конец бандажного кольца до упора внутреннего колцевого выступа в щпонку, установленную на бочке ротора. Гайка заводится на бочку ротора до установки бандажного кольца, а после насадки и остывания последнего навинчивается на него в нагретом состоянии. Бандажное кольцо и гайка испытывают значительные механическое напряжения от центробежных сил и посадки и изготавливаются из аустенитной стали с высокими механическими свойствами.

Однако влага, содержащаяся в той или иной степени в среде, циркулирующей в корпусе статора, проникает во внутренние полости ротора, в том числе между бочкой ротора, гайкой и бандажным кольцом, накапливается там и благодаря действию центробежных сил сосредотачивается на внутреннем диаметре гайки, входящем в указанную полость. Наличие влаги ври значительном уровне напряжения, который имеет место б гайке и бандажном кольце, может привести к транскристаллитному растрескиванию материала или к так называемому коррозионному растрескиванию под напряжением. Длительная работа материала в таких условиях может сопровождаться значительными повреждениями деталей с необходимостью их замены.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности конструкции путем удаления влаги из полости между

0

0

5

0

5

0

5

бочкой ротора, гайкой и бандажным кольг цом.

Поставленная цель достигается тем, что в роторе синхронной неявнопа1юсной электрической машины, преимущественно турбогенератора, содержащем бандажное кольцо, закрепленное на бочке ротора от осевых перемещений накидной гайкрй, навинченной на резьбовой конец бандажного кольца до упора внутреннего кольцевого выступа в шпонку, установленную на бочке ротора, внутренняя поверхность гайки снабжена несколькими аксиальными каналами, выполненными в аксиальном направлении на всю длину нарезки резьбы, а в радиальном направлении - на ее глубину.

С целью улучшения вентиляции аксиальные каналы выполнены с уклоном в сторону торца гайки, обращенного к бандажному кольцу.

С целью улучшения вентиляции аксиальные каналы выполнены наклонными в.тангенциальном направлении в сторону вращения ротора при виде на гайку с торца, обращенного к бандажному кольцу..

Связь положительного эффекта с совокупностью новых признаков обеспечивается наличием указанных аксиальных каналов, через которые под действием центробежных сил и вентилирующего эффекта ротора происходит выбрасывание влаги в зазоре ма- щины.

Применение предлагаемых аксиалвных каналов предохраняет гайку и бандажное кольцо от воздействия влаги, т.е. исключает их коррозионное растрескивание.

На фиг. 1 изображен узел крепления бандажного кольца от осевых сдвигов относительно бочки ротора с помощью накидной гайки; на фиг. 2 и 3-узел I на фиг. 1 без бандажного кольца; на фиг. 4-сечение А-А на фиг. 2 и 3; на фиг. 5 - узел II на фиг. 4; на фиг. 6 - вид В на фиг. 2 и 3.

Бандажное кольцо 1, удерживающее лобовую часть обмотки 2 (фиг. 1), в горячем состоянии насажено на бочку 3 ротора и закреплено относительно нее от осевых сдвигов с помощью накидной гайки 4 с резьбой 5 на внутренней поверхности, ответная резьба 6 выполнена на бандажном кольце 1. Накидная гайка 4 со стороны бочки ротора имеет внутренний кольцевой выступ 7 для упора в щпонку 8, установленную на бочке ротора 3.

Для предотвращения накапливания влаги в полости 9 между бочкой ротора 3, гайкой 4 и бандажным кольцом 1 и связанного с ней коррозионного растрескивания гайки 4 и бандажного кольца 1 под напряжением на внутренней поверхности гайки 4 выполнено несколько аксиальных каналов 10 (фиг. 4 и 5), прерывающих винтовую нарезку 5 на всю ее длину в аксиальном направлении (фиг. 2 и 3) и на всю глубину резьбы в радиальном направлении (фиг. 1, 2 и 4).

Для улучшения вентиляции полости 9 аксиальные каналы 10 выполнены с уклоном в сторону торца 11 гайки 4, обращенного к бандажному кольцу I, причем уклон может колебаться в диапазоне 1:20 - 1:2. Таким образом, радиальная глубина каналов 10 постепенно увеличивается в направлении от кольцевого выступа 7 гайки 4 к торцовой поверхности 11 (фиг. 3).

Для улучшения вентиляции полости 9 аксиальные каналы 10 выполнены наклонными в тангенциальном направлении в сторону вращения ротора при виде на гайку с торца 11 (фиг. 6).

В процессе работы турбогенератора влага, содержащаяся в среде, циркулирующей в корпусе статора, например в водороде, проникает в полость 9 и через каналы 10 под действием центробежных сил или совместного действия центробежных сил и вентилирующего эффекта ротора выбрасывается в зазор между ротором и статором. В результате исключается возможность коррозионного растрескивания гайки 4 и бандажного кольца 1 под напряжением, вызванного наличием влаги в полости 9.

Возможность возникновения указанного коррозионного растрескивания под напряжением приводит к необходимости периодического осмотра гайки и бандажного кольца на роторах мощных турбогенераторов, сопровождаемого трудоемкими и длительными операциями, связанными с выемом ротора из статора, разборкой бандажного узла.

Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить эксплуатационную на

0

5

о

5

дежность ротора и удлинить период между осмотрами данного узла до обычного, равного 4-5 годам.

Формула изобретения

1.Ротор синхронной неявнополюсной электрической мащины, преимущественно турбогенератора, содержащий бочку с обмоткой, лобовьш части которой охвачены бандажным кольцом, имеющим резьбу на одном конце и закрепленным на бочке ротора от осевых перемещений накидной гайкой, имеющей на внутренней поверхности кольцевой выступ с закрепленной на конце с резьбой бандажного кольца с образованием полости между бочкой ротора,бандажным кольцом и гайкой до упора кольцевого выступа в щпонку, уста)овленную на бочке ротора, отличающийся тем, что, с целью повыщения эксплуатационной надежности путем удаления влаги из полости, на внутренней резьбовой поверхности гайки расположено несколько аксиальных каналов, выполненных в аксиальном направлении на всю длину н а- резки резьбы, а в радиальном направлении - на ее глубину.

2.Ротор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения вентиляции, аксиальные каналы имеют уклон в сторону торца гайки, обращенного к бандажному кольцу.

3.Ротор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью улучшения вентиляции, аксиальные каналы выполнены наклонными в тангенциальном направлении в сторону вращения ротора при виде на гайку со стороны торца гайки, обращенного к бандажному кольцу.

Изобретение относится к электромашиностроению и направлено на повышение эксплуатационной надежности узла крепления бандажного кольца 1 от осевых сдвигов относительно бочки 3 ротора неявно- полюсной электрической машины. Для этого, согласно изобретению, в роторе машины, содержашем бочку 3 с обмоткой 2, лобовые части которой охвачены бандажным кольцом, закрепленным на бочке посредством накидной гайки 4, на внутренней поверхности последней выполнено несколько аксиальных каналов. Через эти каналы под действием центробежных сил и вентилирующего эффекта ротора происходит выбрасывание влаги в зазоры машины. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. ьо to 4 СО о СХ)

Риг2

Фиг-З

I