Электрическая машина Советский патент 1992 года по МПК H02K7/18 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к электрическим машинам, содержащим устройство для расцепления валов машины и приводного агрегата, и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. N; 1257756.

Известная электрическая машина содержит вал ротора, на концевой части которого установлена с возможностью аксиального перемещения втулки с наружной резьбой, корпус, в котором установлен с возможностью радиального перемещения резьбовой элемент, выходной валик с центрирующим подшипником и элементами сцепления с втулкой, и пружину, причем центрирующий подшипник установлен на конце выходного валика внутри вала ротора

коаксиально втулке и закреплен в аксиальном направлении, при этом выходной валик соединен с диском, на котором выполнены элементы сцепления и монтажные отверстия.

Недостатком такой конструкции является наличие значительных напряжений в местах контакта шариков (или роликов) с беговыми дорожками наружного и внутреннего колец центрирующего подшипника в процессе работы электрической машины. Контактные напряжения возникают в результате радиальных микросмещений втулки относительно выходного валика, неизбежно появляющихся вследствие эффекта самоустаиовки двух сопряженных между собой орцовыми зубьями деталей

при передаче от одной к другой крутящего момента.

В процессе работы электрической машины центрирующий подшипник не вращается. В результате длительного воздействия контактных напряжений в условиях вибраций происходит местная выработка материала беговых дорожек и шариков (роликов) центрирующего подшипника. Такой износ не опасен в процессе нормальной работы электрической машины, но в процессе расцепления валов центрирующий подшипник должен начать вращение, не передавая крутящий момент от выходного валика на вал ротора. Местный износ элементов качения центрирующего подшипника создает повышенное сопротивление качению, вследствие чего возможна частичная передача крутящего момента через центрирующий подшипник на вал ротора при сработавшем механизме расцепления или полная передача крутящего момента в результате заклинивания центриру ющего подшипника продуктами износа.

Кроме того, в момент срабатывания механизма расцепления при разьединении торцовых зубьев возникает значительная осевая сила импульсного характера, пропорциональная передаваемому крутящему моменту. Эта сила передается от торцовых зубьев через диск и стержневую часть выходного валика на внутреннее кольцо центр.мрующего подшипника. .8 случае использования в качестве центрирующего подшипника шарикового подшипника размещение его внутри вала ротора обуславливает его малые размеры, а соответстеенно малые допустимые грузоподъемности. Поэтому использование шарикового подшипника снижает надежность устройства, так как может привести к его разрушению своей силой, возникающей в момент расцепления торцовых зубьев, а следовательно, к заклиниванию подшипника и передаче крутящего момента от приводного агрегата к ротору машины через заклинивший центрирующий подшипник при сработавшем механизме расцепления.

Целью изобретения является повышение надежности путем исключения контактных напряжений в Центрирующем подшипнике.

Указанная цель достигается тем. что в электрической машине, содержащей вал ротора, на концевой части которого установлена с возможностью аксиального перемещения втулка с наружной резьбой, корпус, в котором установлен с возможностью радиального перемещения резьбовой элемент, выходной валик с центрирующим

подшипником и элементами сцепления с втулкой и пружину, причем центрирующий подшипник установлен на конце выходного валика внутри вала ротора коаксиально

втулке и закреплен в аксиальном направлении, при этом выходной валик соединен с диском, на котором выполнены элементы сцепления и монтажные отверстия, центрирующий подшипник выполнен в виде под0 шипника- скольжения с внутренним и наружным кольцами, одно из колец выполнено со шлицами, установленными в пазах ответного шлицевого соединения, выполненного на сопрягаемой детали.

5 На фиг.1 изображена электрическая машина, продольный разрез; на фиг.2 - электрическая машина при срабатывании механизма расцепления, продольный разрез; на фиг.З- увеличенный вид центрирую0 щего подшипника.

Вал 1 ротора установлен в подшипниках 2. размещенных в гнездах корпуса 3, На концевой части вала 1 установлена с возможностью аксиального перемещения про5 межуточная втулка 4, снабженная элементами сцепления 5 и наружной винтовой резьбой 6. Ход втулки 4 ограничен, штифтом 7, расположенным в г1рёдел9х прорези 8 в валу 1. Под действием размещенной внутри вала 1 пружины 9 элементы сцепления 5 втулки 4 введены в зацепление с ответными элементами сцепления выходного валика 10 машины, который закреплен и сцентрирован с помощью центрирующего

5 подшипника скольжения 11, расположенного внутри вала 1 ротора коаксиально промежуточной втулке 4 и закреплен в аксиальном направлении в зоне размещения промежуточной втулки 4, причем наружное кольцо 12

0 центрирующего подщипника скольжения 11 размещено в валу ротора, а внутреннее кольцо 13 размещено на конце стержневой части 14 выходного валика 10.

Для компенсации угловых смеш,ений

5 внутреннего кольца 13 центрирующего подшипника скольжения 11 относительно наружного кольца 12, возникающих в результате неблагоприятного сложения допусков на изготовление деталей механизма расцепления,

0 рабочая поверхность внутреннего кольца 13 центрирующего подшипника скольжения 11 может иметь сферическую форму.

Внутреннее кольцо 13 центрирующего подшипника скольжения снабжено шлица5 ми 15, сопрягаемыми с ответными шлицами, расположенными на конце стержневой час-ти 14 выходного валика 10.

Возможен конструктивный вариант выполнения внутреннего кольца 13 центрирующего подшипника скрльжения 11 за одно

целое с концом стержневой части 14 выходного валика 10. При этом наружное кольцо 12 центрирующего подшипника скольжения 11 должно быть снабжено шлицами, сопрягаемыми с ответными шлицами, расположенными внутри вала 1 ротора машины.

На другом конце стержневой части 14 выходного валика 10 размещены шлицм 16 для сочленения с приводным агрегатом. Со стержневой частью 14 выходного валика 10 неподвижно соединен диск 17, содержащий элементы сцепления в виде торцовых зубьев и монтажные отверстия 18 для монтажа элементов крепления центрирующего подШ11пника скольжения 11 внутри вала Т машины. Резьбовой элемент 19 с винтовым сектором на конце, предназначенный для взаимодействия с наружной винтовой нарезкой 6 промежуто ной втулки 4, установлен в канале корпуса 3 с обеспечением возможности перемещения в радиальном направлении.

В процессе работы вращающий момент от приводного агрегата к ротору машины (или наоборот) передается через выходной валик 10, зацепление элементов сцепления в виде торцовых зубьев 5, промежуточную втулку 4 и шлицы на валу ротора. При этом центрирующий подшипник скольжения 11 не работает. Он вращается заодно с ротором, но его наружное 12 и внутреннее 13 кольца не вращаются друг относительно друга.

При необходимости расцепления валов в процессе работы резьбовой элемент 19 перемещается по радиусу к оси вращения ротора машины и сопрягается по наружной винтовой резьбе 6 с промежуточной втулкой 4. В результате действия винтовой пары вращающаяся промежуточная втулка 4 перемещается по шлицам вала 1 ротора и, преодолевая сопротивление пружины 9,

разъединяет зацепление торцовых зубьев 5. после чего передача вращающего момента от выходного валика 10 к ротору прекращается. Выходной валик 10 при этом продолжает вращаться, обкатываясь на центрирующем подшипнике скольжения 11, который вступает в работу после окончания вала 1 ротора.

Для возобновления передачи момента

необходимо разъединить винтовую пару путем перемещения резьбового элемента IQ по радиусу от оси вращения ротора. При этом промежуточная втулка 4 под действием пружины 9 возвращается в исходное положение. торцовое зацепление зубьев 5 восстанавливается, а центрирующий подшипник скольжения 11 выключается из работЫ, так как вращение его колец друг относительно друга прекращается.

Сцепление и расцепление валов может быть осуществлено многократно.

В предложенном устройстве применение центрирующего подшипника скольжения совместно со шлицевым соединением

одного.из его колец с сопрягаемой деталью позволяет исключить контактные напряжения в подшипнике скольжения, а следовательно, обеспечить повышение надежности электрической машины и увеличение ее срока службы, определяемого возможностями мощных подшипников вала ротора.

Формула изобретения Электрическая машина по авт.св. №

1257756. отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем исклю чения контактных напряжений в центрирующем подшипнике, она выполнена в виде подшипника скольженияс внутренним и наружным кольцами, одно из колец выполнено со шлицами, установленными в пазах ответного шлицевого соединения, выполненного на сопрягаемой детали.

9687 fmtSi 12

19

: :жтп

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике. Цель, изобретения - повышение надежности путем иск71ючения контактных напряжений в центрирующем подшипнике. Электрическая машина содержит вал t ротора, на концевой части которого установлена с возможностью аксиальногоперемещения промежуточная втулка 4, снабженная элементами сцепления 5 и наружной винтовой резьбой 6. Ход втулки 4 ограничен сквозным штифтом 7, расположенным в пределах прорези 8 в валу 1. Под действием пружины 9 элементы сцепления 5 введены в зацепление с ответными элементами сцепления выходного валика 10 машины, который сцентрирован с помощью центрирующего подшипника скольжения 11. Внутреннее кольцо 13 центрирующего подшипника снабжено шлицами 15. сопрягаемыми с ответными шлицами, расположенными на конце стержневой части 14 выходного валика 1р. При этом из-за исключения контактных напряжений в центрирующем подшипнике повышается срок службы и надежность. З'ил.LOG

г 19 7 8Щ Фиг.г ЛП 15 1415 11 П Фиг,Ь 22 10