Устройство для шпоночного соединения двух вращающихся концентрических кольцевых элементов Советский патент 1981 года по МПК H02K1/28 H02K3/50 

вывернуть шпонку из паза, где она установлена, что снижает надежность соединения особенно для элементов,установленных с зазором относительно неподвижных фиксирующих деталей, например для крепления деталей водопод вода ротора.

Цель изобретения - повышение надежности соединения путем уравнивания моментов )ал(иальной центробежной и осевой СИЯ/ действующих на шпднку.

Указанна цбль достйгаетсй тем, Что центр т жести сечения шПонАи вдо продольной беи элементов расположен вне зоны, заключенной между кбнтаГк ными поверхностями. ,

На . ftokasaHO уст{)ойство дЛя шпоночного соединения койцейтрических бандажного кольца и бочкк poiopa на фиг.2 - то же, для шпоночного соединения с векторной диаграммой сил, действующих на шпонку на фиг.З устройство для шпоночного соединения концентрических водоплотной стенки камеры и торцового запирающего кольца; на фиг.4 - то же, для шпоночного соединения по фиг.З с векторной диаграммой сил, действующих на шпонку.

Устройство для шпоночного соединения двух вращающихся концентрических кольцевых элементов, например ротора электрической машины, содержит размещенную в кольцевых пазах 1 и 2 соединяемых элементов, например, бандажного кольца 3 и концентричной ему бочки 4 ротора, или водоплотной стенки 5 камеры и торцового запирающего кольца 6, концентричных друг с другом, кольцевую разрезную шпонку 7. Шпонка имеет одну контактную поверхность 8, перпендикулярную продольной оси соединяемых элементов, и другую контактную поврехность 9, выполненную конус ной и расположенную под углом к продольной оси соединяемых элементов. Контактирующая с этой поверхностью шпонки поверхность 10 элементов 4 и 6 также выполнена конической с той же конусностью. Центр тяжести С сечения шпонки вдоль продольной оси элементов расположен вне зоны 11, заключенной между контактными поверхностями 8 и 9.

При вращении ротора на шпонку действует собственная радиально направленная центробежная сила Q , равнодействующая которой приложена в центре тяжести С сечения шпонки. Кроме того, на шпонку действуют силы, приложенные на контактных поверхностях 8 и 10. Это сила S осевого усилия, действующего на шпонку по поверхност 8 и силы осевой реакции S и ргщиальной реакции Q i приложенные к шпонке на поверхности 10. Величины сил реакции определяются углом наклона конусной поверхности шпонки к продольной оси элементов. Конусность контактной поверхности шпонки подбирается так, что момент от сил S урав|Новешивается моментом от сил Q . в этом случае шпонка не выворачивается из паза. Таким образом, при вращении элементов шпонка самозаклинивается и обеспечивает отсутствие относительного смещения соединяемых элементов. Кроме того, пазы 2 наружных элементов не являются источйиком концентраций тангеь циальнЕлх растягивающих напряжения;, а центробежная сила шпонки не нагружает наружные элементы 3 и 5. Если необходимо обеспечить минимальную глубину rfasa 1 нэ внутреннем элемейте/ То раДиус i eH-tpa тяжести сечения шпонки д олжен бЫть меньше радиуйа т6чkи приложения равнодействующей осевой сили S на поверхности 8 но бОльи Ь радиуса точки приложения реакций S и Q Hs( Йойёр ности 10. Если шгЮнка 7 выполнена пружинной (с одним радиальным разрезом), то сборка соединяемых элементов осуществляется следующим образом. До посадки бандажного кольца 3 на бочку ротора 4 шпонкэ вводится в паз 1 и там сжимается до диаметра, необходимого для беспрепятственной посадки бандажного кольца. После посадки, когда торец 12 кольца упрется в торец 13 бочки, шпонка за счет собственной упругости разжимается и заходит в паз 2 бандажного кольца. Торцовое запирающее кольцо вводится с радиальным зазором внутрь водоплотной стенки камеры до упора в буртик 14. Затем устанавливается шпонка 7, которая за счет собственной упругости разжимается и заходит в паз 2 стенки 5, контактируя со стенкой по поверхности 8, ас запирающим кольцом по поверхности 10.

Предлагаемое изобретение повышает надежность шпоночного соединения за счет уравнивания моментов, выворачивающих шпонку из паза, исключая возможность взаимного перемещения и увеличения тангенциальных растягивакадих напряжений от центробежных сил в соединяемых элементах.

Формула изобретения

Устройство для шпоночного соединения двух вращающихся концентрических кольцевых элементов, например рото-ра электрической машины, содержащее размещенную в кольцевых пазах соединяемых элементов кольцевую разрезную шпонку с двумя контактными поверхностями, одна из которых перпендикулярна продольной оси элементов, другая контактная поверхность шпонки и контактирукнцая с ней поверхность элемента выполнены коническими и располагаются под углом к продольной оси элементов, отличающееся тем, что, с целью повы11тения надежное