Тяговый электродвигатель транспортного средства Советский патент 1989 года по МПК H02K5/04 H02K3/28 

11457076

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности касается тяговых электродвигателей локомотивов

(ТЭД).

Цель изобретения - сокращение осевых габаритов ТЭД.

На фиг. 1 представлен ТЭД, общий вид; на фиг. 2 - катушка главного палюса; на фиг. 3 - подшипниковьй узел со стороны коллектора, сечение по линии подачи смазки в подшипник; на фиг. 4 - то же, сечение по линии сброса смазки из подшипника; на

по шпонке 9, который напрессовывается одновременно на поверхность У корпуса якоря и на поверхность Ф

с . кольцевого выступа задней нажимной шайбы. Затем на поверхность У корпуса якоря напрессовьшается пакет 3 основных листов железа якоря, после чего напрессовывается второй пакет

10 4 концевых листов, сориентированны по шпонке 9, и передняя.нажимная шайба 7. В якоре для запирания пакета листов железа якоря от сдвига применена гайка 10, которая навинчивается

сброса смазки из подшипника; на нена гаикл lu, .--. -

фиг. 5 - подшипниковый щит подшипнике-15 на корпус 2 якоря после напрессовки „,-,, тт,,л.рнпг1пг)ппж- прпепней нажимной шайбы 7.

вого узла со стороны, противоположной коллектору; на фиг . 6 - разрез А-А на фиг.5; на фиг.7 - сектор; на фиг. 8 - вид Б на фиг.7; на фиг.9 - сектор, йид сверху; на фиг. 10 - подшипниковый узел со стороны, .противоположной коллектору.

ТЭД (фиг.1) содержит якорь, полый вал 1 которого закреплен в корпусе 2

передней нажимной шайбы 7.

На фиг.1 представлены также добавочный полюс 12 и главный полюс 13 магнитной системы ТЭД. Главный полюс 20 содержит катушку главного полюса 14. Вьшоды 15 катушки главного полюса 14 (фиг.2 расположены в лобовой части катушки на радиусных участках под наклоном в 45° к продольной оси 16 ТЭД.

вал 1 которого закреплен в корпусе клиним г, - .х ..

, а™™др„,ес„ой посадкой, через « Со -онь, „ро.ополо ои ко„лек™ПОЛЫЙ вал 1 при установке ТЭД на тепловозе проходит торсионный вал передачи (не показан).

На корпусе 2 закреплены основной и концевые пакеты 3-5 железа якоря, в пазах которых уложена якорная обмотка 6. Лобовые части обмотки 6 под держиваются передней 7 и задней 8 нару, установлен подшипниковый щит 17 с ободом 18.

На фиг. 1, 3 и 4 показан подшипниковый узел со стороны коллектора 19. 30 в подшипниковый узел со стороны коллектора входят щит 20, крышка 21 подшипника, кольцо 22 уплотнительное, шариковый подшипник 23, роликовый подшипник 24, подвижное дистанцион-.

„Г:«йа а:Г :р;и:а Г„;ке- ,5 но; кольцо 23, -,; «;

„„ ттплиипр кп.пьио 20. кольцо г/ yiiJiu 1

fbi 3-5 железа якоря в сжатом состоянии. Шпонка 9 и гайка 10 служат для фиксирования на корпусе пакетов 3-5 железа якоря и передней нажимной шайбы 7, шпонка 11 служит для фиксирования на корпусе 2 задней нажимной шайбы 8, Как видно из фиг. 1 и 10, каждый пакет 4 и 5 концевых листов железа якоря состоит из листов двух

ционное кольцо 26, кольцо 27 уплотнительное. Шариковый подшипник 23 воспринимает преимущественно осевую нагрузку, а роликовый подшипник 24 40 воспринимает преимущественно радиальную нагрузку. Цля обеспечения парал лелльной работы подшипников 23 и 24 с учетом возможной разности их радиальных зазоров роликовый подшипник

:г тГа:ггг;.г;-« ..rs.

ти у корпуса якоря и концевых листов с посадкой на поверхности Ф кольцевого выступа нажимной шайбы.Эти листы вместе и свариваются в единый JQ пакет. При этом концевые листы с посадкой на поверхности У корпуса якоря служат для ориентации каждого пакета 4 и 5 концевых листов на корпусе якоря относительно шпонки 9. 55

При сборке якоря на корпус 2 вначале напрессовьшается задняя наяГим

. С а Okt

„ая шайба 8, затем пакет 5 концевых листов железа, сориентированный

до :таточно большим посадочным зазоро как на валу 1, так ив щите 20.

Оба подшипника разделены между собой дистанционными кольцами: подвижным внутренним 25 и неподвижным наружным 26. Шариковый подшипник 23 прижат в осевом направлении к крышке подшипника 21 дозированным усилием, обеспечивающим, с одной стороны, самоустановку его относительно роликового подшипника 24 в радиальном направлении и, с другой стороны, отсутствие проворота наружного кольца

7076

по шпонке 9, который напрессовывается одновременно на поверхность У корпуса якоря и на поверхность Ф

с . кольцевого выступа задней нажимной шайбы. Затем на поверхность У корпуса якоря напрессовьшается пакет 3 основных листов железа якоря, после чего напрессовывается второй пакет

10 4 концевых листов, сориентированны п шпонке 9, и передняя.нажимная шайба 7. В якоре для запирания пакета листов железа якоря от сдвига применена гайка 10, которая навинчивается

нена гаикл lu, .--. -

15 на корпус 2 якоря после напрессовки прпепней нажимной шайбы 7.

на корпус 2 якоря после напрессовки прпепней нажимной шайбы 7.

передней нажимной шайбы 7.

На фиг.1 представлены также добавочный полюс 12 и главный полюс 13 магнитной системы ТЭД. Главный полюс содержит катушку главного полюса 14. Вьшоды 15 катушки главного полюса 14 (фиг.2 расположены в лобовой части катушки на радиусных участках под наклоном в 45° к продольной оси 16 ТЭД.

клиним г, - .х ..

Со -онь, „ро.ополо ои ко„лек™о -онь, „ро.ополо ои ко„лек™ру, установлен подшипниковый щит 17 с ободом 18.

На фиг. 1, 3 и 4 показан подшипниковый узел со стороны коллектора 19. в подшипниковый узел со стороны коллектора входят щит 20, крышка 21 подшипника, кольцо 22 уплотнительное, шариковый подшипник 23, роликовый подшипник 24, подвижное дистанцион-.

но; кольцо 23, -,; «;

но; кольцо 23, -,; «;

ттплиипр кп.пьио 20. кольцо г/ yiiJiu 1

ционное кольцо 26, кольцо 27 уплотнительное. Шариковый подшипник 23 воспринимает преимущественно осевую нагрузку, а роликовый подшипник 24 воспринимает преимущественно радиальную нагрузку. Цля обеспечения парал лелльной работы подшипников 23 и 24 с учетом возможной разности их радиальных зазоров роликовый подшипник

..rs.

..rs.

до :таточно большим посадочным зазором как на валу 1, так ив щите 20.

Оба подшипника разделены между собой дистанционными кольцами: подвижным внутренним 25 и неподвижным наружным 26. Шариковый подшипник 23 прижат в осевом направлении к крышке подшипника 21 дозированным усилием, обеспечивающим, с одной стороны, самоустановку его относительно роликового подшипника 24 в радиальном направлении и, с другой стороны, отсутствие проворота наружного кольца

шарикового подшипника 23 за счет трения о крышку подшипника 21, Дозированное усилие обеспечивается двенадцатью винтовьми пружинами 28, размещенными в сквозных гнездах неподвижного дистанционного кольца 26 и дающими суммарное усилие порядка 120кГс. Для осевой фиксации шарикового 23 и роликового 24 подшипников на валу применено уплотнительное коль- цо 22 (фиг.З), которое насажено поверхностью с диаметром И на внутреннюю поверхность внутреннего кольца шарикового подшипника 23, выстзшаю- щего за торец вала, при этом уплотнительное кольцо 22 крепится болтами 29 к полому валу 1. Смазка подается по трубке 30, разделяется на два потока в канале 31 (фиг.З) и поступает в шариковый подшипник 23 со стороны наружной камеры смазки, образованной крышкой 21, а в роликовый подшипник 24 - со стороны внутренней камеры смазки, образованной щитом. Сброс 25 раллельными стенками, собранные в

лишней и отработанной смазки в этом узле (фиг,41 происходит через выемку 32 неподвижного дистанционного кольца, установленного между наруж- ными кольцами шарикового 23 и роликового 24 подшипников, далее по каналу 33 в щите 20 в с; щиальную камеру 34 сброса смазки, которая закрыта крышкой 35.

кольцо и соединенные с помощью сва с ободом и ступицей в единое целое При этом сектора 43 (фиг.7) своими полками 44 образуют ребра жесткост 30 щита, а стенками 45 (фиг.8) - поло ти для прохода охлаждающего воздух К секторам 43 приварены дополнител ные козырьки 46 (фиг. 5), которые препятствуют свободному выходу воз

ронних предметов, атмосферных осадков и моющей жидкости при автоматической обмьшке ТЭД..

Особенности конструкции подшипни- 25 3-j ° предохраняют внутреннюю по- кового узла-ТЭД со стороны, ротиво- лость ТЭД от попадания в него посто- положной коллектору, показан на фиг. 1 и 10. В ступице 36 подшипникового щита 17 помещен роликовый подшипник 37, закрытый крьщ1кой подщипни-40

ка 38 и зшлотнительным кольцом 39. Охлаждающий воздух, пройдя через Подшипниковый узел со стороны, проти- ТЭД, выходит через отверстия в щите воположной коллектору, смещен в тор- в атмосферу, причем поток воздуха, цовую полость корпуса, Якоря, при этом ударяясь о сектор 43 и козырек 46, элементы корпуса 2 якоря и задней 45 поворачивает на 90° и выходит нарунажимной шайбы 8 на нескольких радиальных уровнях совместно с щитом 17 образуют щелевые лабиринтные уплотнения подшипникового узла. Щелевые уплотнения образуются между диаметром К корпуса 2 якоря и диаметром Л подшипникового щита 17, а также между диаметром М подшипникового щита 17 и диаметром Н задней нажимной шайбы 8, При этом между якорем и щитом образуется кольцевая камера 40, в которую входят дренажные окна 41 подшипникового щита 17, соединяющие камеру 40 с атмосферой.

50

55

жу от щита и вовнутрь к центру щита.

Укорочение осевого габарита ТЭД позволяет применить его на магистральных грузовых тепловозах с опорно- рамной подвеской, эксплуатируемых на дорогах с шириной колеи 1520 и 1435 мм.

Формула изобретения

1. Тяговый электродвигатель транспортного средства, содержащий полый вал якоря, корпус якоря с закрепленными на нем коллектором, пакетом

При прохождении охлаждающего воздуха через ТЭД щелевые лабиринтные уплотнения по диаметрам К и Л пре- пятствуют прохождению охлаждающего воздуха через роликовый подшипник 37. Кроме того, в кольцевой камере 40 через дренажные окна 41 происходит выравнивание давления воздуха практически вровень с атмосферным, чем также устраняется попадание охлаждающего воздуха в подшипниковый узел ТЭД, Подача свежей смазки и сброс излишней смазки и отработанной смазки

выполнены традиционно: подача смазки ос тцествляется во внутреннюю полость подшипниковой камеры, а сброс - из наружной полости,

Подшипниковьй щит 17 (фиг,1-9)

включает ступицу 36, обод 18 с посадочной поверхностью по диаметру Ц для закрепления в корпусе статора 42 и двенадцать секторов 43 - это коробчатые детали типа швеллеров с непакольцо и соединенные с помощью сварки с ободом и ступицей в единое целое. При этом сектора 43 (фиг.7) своими полками 44 образуют ребра жесткости щита, а стенками 45 (фиг.8) - полости для прохода охлаждающего воздуха К секторам 43 приварены дополнитель-. ные козырьки 46 (фиг. 5), которые не препятствуют свободному выходу воздуронних предметов, атмосферных осадков и моющей жидкости при автоматической обмьшке ТЭД..

3-j ° предохраняют внутреннюю по- лость ТЭД от попадания в него посто-

жу от щита и вовнутрь к центру щита.

Укорочение осевого габарита ТЭД позволяет применить его на магистральных грузовых тепловозах с опорно- рамной подвеской, эксплуатируемых на дорогах с шириной колеи 1520 и 1435 мм.

Формула изобретения

1. Тяговый электродвигатель транспортного средства, содержащий полый вал якоря, корпус якоря с закрепленными на нем коллектором, пакетом

якорных листов, передней и задней нажимными шайбами, корпус статора с закрепленными в нем полюсами, имею-, щями катушки возбуждения с выводами, передней и задний подшипниковые узлы, каждьй из которых состоит из подшипникового щита, имеющего закрепленный в корпусе обод, и размещенную в торцовом углублении якбря ступицу, в которой расположен роликовый подшипник, из крьшжи подшипника, наружного уплотнительного кольца и элементов, предотвращающих попадание пьши и влаги в подшипник и вовнутрь электродвигателя, о т. л и - чающийся тем, что, с целью . сокращения осевых габаритов, корпус якоря и задняя нажимная шайба на двух радиальных уровнях имеют выступы, образующие с соответствующими выступами заднего подшипникового щита щелевые уплотнения, а образовавшаяся между ними кольцевая камера сообщена с атмосферой через окна,вы- , полненньш в щите, между ступицей и ободом щита размещены по окружности и приварены к ним и вплотную друг к другу коробчатые секторы в виде швеллеров с непараллельными полками, образующими ребра жесткости, и стенками, образующими полости для прохода оклаждающего воздуха, наружное уплотнительное кольцо переднего подшипникового узла посажено на внутренU57076

нюю поверхность выступающего за торец вала якоря внутреннего кольца подшипника, при этом выводы катущек возбуждения размещены на радиусных уча- 5

10

стках лобовых частей катущек с наклоном относительно, продольной оси электродвигателя ,

2. Электродвигатель по п. 1, о т- личающййся тем, что корпус и полый вал якоря выполнены неразъемными, корпус снабжен со стороны коллектора наружной резьбой с гайкой, прижимающей пакет якорных листов че- 15 рез переднюю нажимную шайбу к задней, при этом концевые части пакета установлены на кольцевых выступах передней и задней нажимных шайб, а средняя часть пакета установлена на корпус 20 якоря.

3. Электродвигатель по п. 1, о т- личающийся тем, что,с целью повышения надежности, передний подшипниковый узел дополнительно со- 25 держит шариковый подшипник и установленные между шариковым и роликовым подшипником наружное неподвижное и внутреннее дистанционные кольца, при чем наружное дистанционное кольцо 30 имеет гнезда, в которых размещены пружины сжатия, упирающиеся в торец наружного кольца роликового подшипника и в торец наружного кольца шари кового подшипника и прижимающие последний к крыиже подшипника,

/3уу, 7

га

2Ь гч

нюю поверхность выступающего за торец вала якоря внутреннего кольца подшипника, при этом выводы катущек возбуждения размещены на радиусных уча-

стках лобовых частей катущек с наклоном относительно, продольной оси электродвигателя ,

2. Электродвигатель по п. 1, о т- личающййся тем, что корпус и полый вал якоря выполнены неразъемными, корпус снабжен со стороны коллектора наружной резьбой с гайкой, прижимающей пакет якорных листов че- 5 рез переднюю нажимную шайбу к задней, при этом концевые части пакета установлены на кольцевых выступах передней и задней нажимных шайб, а средняя часть пакета установлена на корпус 0 якоря.

3. Электродвигатель по п. 1, о т- личающийся тем, что,с целью повышения надежности, передний подшипниковый узел дополнительно со- 5 держит шариковый подшипник и установленные между шариковым и роликовым подшипником наружное неподвижное и внутреннее дистанционные кольца, причем наружное дистанционное кольцо 30 имеет гнезда, в которых размещены пружины сжатия, упирающиеся в торец наружного кольца роликового подшипника и в торец наружного кольца шарикового подшипника и прижимающие последний к крыиже подшипника,

/3уу, 7

/У

Продольная ось

эле/г/лродвигал7е л

X

/

Фиг. 2

2628

Подача смазки.

Фие.5

гг 29 25

1457076 25

35

1

д-д

.

W ЛУ /

Ох/ аждающий

V3

O)(/ia)KdaHJ 4tm Возду;(

Фаз.б

Фиг. 7

Видб

j

5

I

Фиг. 8

Изобретение относится к электро- маш1гаостроению. Цель изобретения - сокращение осевьк габаритов электродвигателя. Для этого в электродв:ига-- теле элементы корпуса якоря и задней нажимной шайбы на двух .радиальных уровнях имеют выступы, образующие с соответствующими выступами заднего подшипникового щита щелевые уплотнения. Образованная между ними кольцевая камера сообщена с атмосферой окнами в теле щита.-Между ступицей и ободом щита размещены по окружности и приварены к ним и вплотную друг к другу коробчатые секторы типа швеллеров с непараллельными полками и стенками, образующими полости для прохода охлаждающего воздуха. Наружное вра-ч щающееся уплотнителькое кольцо переднего fee стороны коллектора) подшипникового узла посажено на внутреннюю поверхность выступающего за торец вала внутреннего кольца подшипника. Бьшоды катушек возбуждения размещены на радиусных участках лобовых частей катушек под углом к продольной оси электродвигателя. Выполненный неразъемным корпус якоря закреплен цилиндрической посадкой внутренней поверхности на неразъемном полом валу и снабжен со стороны коллектора наружной резьбой с гайкой, прижимающей пакет якорных листов через переднюю нажимную шайбу к задней. Концевые листы пакета набраны на кольцевых выступах передней и задней нажимных шайб, а основные листы пакета набраны на корпус якоря. Передний подшипниковый узел содержит шариковый и роликовый подпгапники, между ними установлены нар гжное неподвижное и внутреннее вращающееся дистанционные кольца. Наружное кольцо имеет гнезда, в которых помещены пружины сжатия, упирающиеся в торцы наружных колец роликового и шарикового подшипников, а также паз, сообщающий полость между подшипниками с камерой сброса смазки. 2 з.п. ф-лы, 10 ил. & S

Фиг. 9

Фаз. ю