Электровентилятор с внешним ротором Советский патент 1988 года по МПК H02K9/04 

9 ff 13 & а 12

сл

00 О5 ел

to

СП

7 10

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения заключается в повьш ении ресурса работы путем сокращения потерь масла. Электровентилятор с внешним ротором содержит опору-3 для установки статора, подшипники 6, 7 и размещенную между ними пористую пропитанную маслом гильзу 11. Благодаря тому, что гильза 11 ограничена втулкой 12 с отверстиями и капсулой 14, обеспечивается достижение поставленной цели. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

Фиг.-f

11

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в отраслях промьшшенности, гд требуются малогабаритные электровен- тиляторы с повьппенньм ресурсом работы, например в устройствах вычислительной техники для охлаждения силовых элементов, в устройствах микрокриогенной техники.

Цель изобретения - повьшение ресурса работы электровентилятора путем сокращения потерь масла.

На фиг. 1 изображен электровентил тор с внешним ротором, разрез; на фиг. 2 и 3 - схемы перемещения масл под воздействием молекулярных сил сцепления до и после применения капсулы соответственно (подшипники.

втулка и пористая гильза условно раз

вернуты).

Электровентилятор содержит внешний ротор 1, корпус 2 с опорой 3, на внешнем диаметре которой размещен статор 4. Во внешней части опоры размещены вал 5, подшипники 6 и 7 качения, закрепленные на валу при помощи втулки 8 и гайки 9. Положение вала с подшипниками фиксируется в опоре 3 при помощи пружинного кольца 10.

Между подщипниками размещена пористая гильза, например, из пенополиуретана, пропитанная маслом входящим в состав пластичной смазки, заложенной в Подшипники 6 и 7 качения.

Объем пористой гильзы 11 ограничен жесткой тонкостенной втулкой 12 с прорезями 13 и капсулой 14, плотно прилегающей к торцовым стенкам втулки 12, обеспечив.ая тем самым выделение масла только через прорези 13 (фиг. 3).

Втулка 12 и капсула 14 выполнены из маслонепроницаемого материала с низкой теплопроводимостью. Например, капсула выполнена из стеклолакотка- ни, а втулка - из полиамида стекло- наполненного. Осевое положение втулки 12 зафиксировано уступом на опоре 3 и внешней обоймой подшипника 7.

Между опорой 3, втулкой 12 и капсулой 14 существует зазор, обеспечивающий установку в опору втулки с капсулой без деформации и зацепления. Наличие зазора между втулкой 12 и валом 5 обеспечивает свободу вращения ротора.

Количество вводимого в пористую гильзу масла и величина объема пористой гильзы для каждого конкретного значения заданной величины ресурса работы электровентилятора определяется по формулам.

Объем пористой гильзы определяется по формуле

Vr

К,

G

к

J

(1)

0

5

0

где К - коэффициент, учитывающий степень заполнения объема гильзы пористым материалом, значения которого, например, для пенополиуретана находятся в пределах 5-6; Ку - коэффициент, учитывающий

степень заполнения пористого материала маслом, значения которого, например, для пенополиуретана находятся в пределах 0,3-0,4; j - удельный вес применяемого

масла,

G - количество масла, необходимое для обеспечения заданного ресурса работы электровентилятора, г. При этом количество необходимого

масла, вводимого в пористую гильзу,

определяется из соотношения

V

pv

и(1

+ К

ост

),

(2)

где

.. в

скорость расхода масла подшипниках, г/ч; заданная величина ресурса работы злектровентилятора, ч;

К

ост

коэффициент, учитывающий остаточное количество масла, не участвующее в процессе подпитки подшипников, значения которого, нап- 45 ример, для пенополиуретана лежат в пределах 0.1 - 0,15.

Формулы позволяют связать объем пористой гильзы и закладываемое в нее количество масла с заданным ресурсом 50 работы электровентилятора.

При этом, например, для условий работы электровентиляторов серии ЭВ на частоту 50 Гц экспериментально установлены следующие значения коэф- 55 фициентов: Кп 5 для пенополиуретана с размером ячеек 0,8 мм, К „ 0,4 для температуры 20-70°С, К 0,15 для пенополиуретана с размером ячеек 0,8 мм и температуры 20-70 с, а также

скорость расхода масла Vp,2-Ю г/ч для подшипников качения с габаритными размерами 3x10x4 и 4x13x5,

Оптимальная величина суммарной площади прорезей 8,покоторьм масло из пористой гильзы поступает в подшипники, должна находиться в пределах

S Ф

(D2 - d )

(3)

где D и d - диаметры по бортикам

наружного и внутреннего колец подшипника; - коэффициент, зависящий от рабочей температуры подшипника и конструктивных особенностей втулки и капсулы. При работе электровентилятора мас- ло из пористой гильзы в подшипники перемещается через прорези 13. за счет двух основных факторов: испарения и перемещения в тонкой пленке за счет молекулярных сил сцепления масла с поверхностью металла, растекаясь по ней.

Испарение масла из объема, ограниченного втулкой 12 и капсулой 14, удерживаемое материалом пористой гильзы 11J происходит под воздействием нагрева подшипников 6 и 7 по мере расхода жидкой фазы в пластичной смазке, заложенной в них.

При этом между каждым из подшипников 6 и 7 и торцами втулки 12 образуется зона повьш1енного давления масляных паров, а в полости каждого из подшипников 6 и 7 - зона пониженного давления. При выравнивании давления масляных паров осуществляется перемещение масла из объема пористой гильзы в полости подшипников 6 и 7.

Масло,, соприкасаясь с пластичной смазкой, покрывающей рабочие поверхности подшипников, впитывается в нее и восполняет утраченную жидкую фазу пластичной смазки. Интенсивность испарения определяется степенью наг- рева подшипников и при изменении температура режимов регулируется автоматически.

Материал с низкой теплопроводностью, использованньш для изготовления втулки 12 и капсулы 14, выполняет тепловую защиту пористой гильзы 11, пропитанной маслом, от воздействия температуры нагрева обмотки статора.

0

5

0

0 5

0

5 0

5

снижая тем самым непроизводительньш расход масла,

Маслонепроницаемый материал, из которого изготовлены втулка 12 и капсула 14, а также плотное прилегание капсулы к торцовым стенкам втулки позволяют исключить контакт материала пористой гильзы 11 с поверхностями опоры 3, вала 5 и подшипников 6 и 7, имеюпщй место на фиг. 2. При этом площадь сечения, через которую из пористой гильзы масло под воздействием молекулярных сил сцепления и динамической вытяжки перемещается в тонкой пленке, уменьшена до величины суммарной площади прорезей (фиг. 3). Следовательно, непроизводительньш расход масла снижается и существует возможность его регулирования, изменяя число и площадь прорезей.

Таким образом, предлагаемая конструкция электровентилятора с внешним ротором благодаря использованию жесткой тонкостенной втулки с прорезями в торцовых стенках и капсулы, плотно прилегающей в торцовым стенкам втулки, выполненных из маслонепроницаемого материала с низкой теплопроводностью, дает возможность избежать или значительно сократить непроизводительные потери масла, возникающие от воздействия нагрева обмотки статора, а также от воздействия молекулярных сил сцепления масла в тонкой пленке и динамической вытяжки, что в конечном итоге позволяет повысить ресурс работы электровентилятора без увеличения его габаритов в среднем на 20-30%.

При этом исключается необходимость проведения регламентных работ с целью пополнения масла.

Одновременно происходит экономия масла, так как оно закладывается в пористую гильзу в оптимальном количестве.

Формула изобретения

втулкой с прорезями в торцовых стенках, а с наружной стороны - капсулой, прилегающей к торцовым стенкам втулки, выполненными из маслонепроница- емого материала с низкой теплопро- водимостью, а между опорой для статора, подшипниками и валом образован зазор, обеспечивающий свободу вращения ротора, и между втулкой и капсулой образован зазор для установки втулки с капсулой в опору,

2, Электровентилятор по п. 1, отличающийся тем, что капсула выполнена из стеклоткани, а втулка из стеклонаполненного полиамида .