способ центрирования ротора электрической машины и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ центрирования ротора электрической машины, согласно которому ротор заводят в статор, центрируют ротор относительно статора в осевом и радиальном направлении с помощью технологического устройства и собирают подшипники, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения трудоемкости процесса, осуществляют одновременно окончательное осевое и предварительное радиальное центрирование ротора путем его заводки в статор до опоры при вертикальном положении вала ротора с помощью направляющего наконечника и технологического вкладыша, затем технологический вкладыш удаляют и осуществляют окончательное и радиальное центрирование ротора относительно статора путем установки рабочих вкладышей подшипников электрической машины.

2. Устройство для центрирования ротора электрической машины по п. 1, содержащее центрирующие элементы, отличающееся тем, что центрирующие элементы выполнены в виде направляющего наконечника для закрепления на торце вала ротора и технологического вкладыша для закрепления на шейке вала ротора, наружный диаметр которых соответствует внутреннему диаметру лабиринтного уплотнения подшипника электрической машины, при этом технологический вкладыш выполнен в виде двух полувтулок, которые соединены шарнирно и поджаты пружиной, при этом внутренний диаметр и длина полувтулок соответствует диаметру и длине шейки вала ротора, направляющий наконечник выполнен в виде конусообразного корпуса, в котором размещены постоянные магниты для фиксации наконечника на торце вала ротора, при этом диаметр цилиндрической части корпуса соответствует диаметру торца вала ротора, а на ее внутренней поверхности выполнена фаска, размеры которой соответствуют размерам внешней фаски вала ротора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при сборке крупных электрических машин.

Известен способ сборки электродвигателя, включающий введение ротора в статор с закрепленными на роторе центpиpующими прокладками. Концы прокладок выводят в отверстия под коробку выводов, после чего закрепляют подшипниковые щиты, а затем прокладки удаляют при покачивании ротора. Этот способ не может быть применен при центрировании ротора крупных электрических машин из-за больших масс роторов.

Известен также способ сборки электродвигателя , по которому установку технологических центрирующих прокладок производят при жестко закрепленном роторе, после их установки жестко фиксируют статор относительно ротора, а закрепление подшипниковых щитов производят после удаления технологических центрирующих прокладок.

Этот способ также не может быть применен при сборке крупных электрических машин из-за больших масс статоров электрических машин. Кроме того, центрирование ротора относительно статора или статора относительно ротора с помощью прокладок не обеспечивает необходимую точность центрирования.

Известен способ центрирования ротора относительно статора крупной электрической машины при горизонтальном положении оси машины [1] .

Недостатком этого способа является то, что осевое центрирование ротора осуществляется приближенно, иногда с последующим уточнением, а при выполнении радиального центрирования используют грузоподъемные устройства (специальные домкраты); заводка ротора в статор, осевое и радиальное центрирование ротора относительно статора этим способом требует значительных трудозатрат, причем заводка ротора в статор, центрирование ротора и сборка подшипников электрической машины осуществляется последовательно.

Цель изобретения - повышение производительности и снижение трудоемкости процесса путем осуществления одновременного предварительного радиального и окончательного осевого центрирования ротора при заводке ротора в статор вертикально и его установки на опору, и окончательного радиального центрирования при установке рабочих подшипников.

Это достигается тем, что в способе центрирования ротора относительно статора электрической машины, при котором в расточку статора заводят ротор, центрируют его по отношению к статору в осевом и радиальном направлении и выполняют последующую сборку изделия, согласно изобретения на шейку вала ротора устанавливают технологический вкладыш, а на торец вала ротора крепят направляющий наконечник, ротор заводят в статор вертикально до опоры, а окончательно ротор центрируют путем установки вкладышей подшипников электрической машины.

Устройство для осуществления способа центрирования ротора электрической машины содержит центрирующие элементы, выполненные в виде направляющего наконечника для закрепления на торце вала ротора и технологического вкладыша для закрепления на шейке вала ротора, наружный диаметр которых соответствует внутреннему диаметру лабиринтного уплотнения подшипника электрической машины.

Технологический вкладыш выполнен в виде двух полувтулок, которые соединены шарнирно и поджаты пружиной, при этом внутренний диаметр и длина полувтулок соответствуют диаметру и длине шейки вала ротора. Направляющий наконечник выполнен в виде конусообразного корпуса, в котором размещены постоянные магниты для фиксации наконечника на торце вала ротора, при этом диаметр цилиндрической части корпуса соответствует диаметру торца вала ротора, а на ее внутренней поверхности выполнена фаска, размеры которой соответствуют размерам внешней фаски вала ротора.

При центрировании ротора относительно статора во время вертикальной заводки ротора в статор не требуется преодолевать силу тяжести; именно сила тяжести способствует его центрированию относительно статора, является движущей силой при заводке ротора, а закрепленные на валу ротора направляющий наконечник и технологический вкладыш являются направляющими элементами во время движения вала ротора через лабиринтные уплотнения электрической машины. Время заводки ротора в статор вертикально значительно меньше времени, необходимого для выполнения горизонтальной заводки ротора, причем это время используется и как время для предварительного радиального центрирования ротора, и как время для точного осевого центрирования ротора относительно статора.

Сборку второго подшипника выполняют после предварительного радиального и точного осевого центрирования, осуществленных механически во время заводки ротора в статор и в момент его установки на опору, что сокращает время на сборку электрической машины.

На фиг. 1 показана схема предварительного радиального и точного осевого центрирования ротора после его вертикальной заводки в статор; на фиг. 2 - устройство для центрирования ротора относительно статора электрической машины; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2 (технологический вкладыш, план); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2 (направляющий наконечник, закрепленный на торец вала ротора, план); на фиг. 5 - электрическая машина после выполнения окончательного центрирования ротора.

Изобретение осуществляется следующим образом: на шейку вала ротора 1 устанавливают технологический вкладыш 2, а на торец вала ротора - направляющий наконечник 3. При вертикальной заводке ротора 1 в статор 4 (фиг. 1) наконечник направляет вал ротора во время его движения через лабиринтные уплотнения 5 подшипника электрической машины, а технологический вкладыш направляет движение вала через лабиринтные уплотнения щита вентилятора 6. При установке ротора на опору вал ротора 1, охватываемый лабиринтными уплотнениями деталей 5 и 6, получает предварительное радиальное центрирование и точное осевое центрирование (размеры h₁ и h₂).

При установке сверху в опорный щит статора второго щита вентилятора 6 и второго корпуса подшипника 7 с лабиринтным уплотнением 5 ротор дополнительно центрируется относительно статора со стороны приводной шейки вала электрической машины, а затем после снятия технологического вкладыша 2 при установке рабочих вкладышей подшипников 14 ротор 1 окончательно центрируется относительно статора 4.

Устройство для осуществления способа центрирования ротора электрической машины при вертикальном положении оси машины представляет собой технологический вкладыш 2 и направляющий наконечник 3. Технологический вкладыш состоит из двух шарнирно связанных полувтулок 8, поджатых пружиной 9. Внутренний диаметр полувтулок d соответствует диаметру шейки вала, внешний диаметр D - диаметру вала ротора, а длина L - длине шейки вала ротора.

Направляющий наконечник 3 выполнен в виде конусообразного корпуса 10, в котором размещены центр 11, подпружиненный пружиной 12, и постоянные магниты 13, при этом диаметр цилиндрической части корпуса соответствует диаметру торца вала ротора, а на ее внутренней поверхности выполнена фаска, размеры которой соответствуют размерам внешней фаски вала ротора.

Устройство для центрирования ротора при его заводке в статор работает следующим образом.

С исходного положения при установленном на шейку вала ротора технологическом вкладыше 2, а на торец вала ротора - направляющем наконечнике 3 вертикально заводят ротор в расточку статора, при этом направляющий наконечник 3 проходит через лабиринтное уплотнение подшипника 5 и благодаря конической части корпуса направляющего наконечника и силы тяжести ротора - движущей силе, ось ротора при его заводке приближается к оси статора, а при дальнейшем движении цилиндрическая часть корпуса наконечника, вала ротора и поверхность технологического вкладыша 1 способствует предварительному радиальному центрированию ротора относительно статора. При установке на опору торцом направляющего наконечника ротор центрируется относительно статора в осевом направлении, а при установке рабочих вкладышей подшипников 14 ротор окончательно центрируется в радиальном направлении.