ротор

Формула изобретения

1. Ротор (10, 10'), содержащий установленную с возможностью вращения вокруг оси (15), включающую в себя несколько ребер (12, 12') крестовину (11, 11') и концентрично охватывающий крестовину (11, 11'), составленный из отдельных пластин (16, 16', 16") шихтованный пакет (14) активной стали, который соединен с крестовиной (11, 11') с помощью клиньев (13) посредством расклинивания, клинья (13) и пластины (16, 16', 16") пакета выполнены таким образом, что они, образуя жесткое соединение, входят друг в друга с геометрическим замыканием и клинья (13) выполнены на обращенной к пакету (14) стороне в форме ласточкина хвоста, при этом пластины (16, 16', 16") пакета имеют пазы (18), в которые клинья (13) входят со своей формой ласточкина хвоста, образуя жесткое соединение, отличающийся тем, что пластины (16, 16', 16") пакета имеют соответственно несколько пазов (18), причем каждый из пазов (18) на одной стороне ограничен опорной боковой стороной (17а, b) в форме ласточкина хвоста, а на другой стороне - расположенной под прямым углом боковой стороной.

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что у пазов (18) пластин (16, 16', 16") опорные боковые стороны (17а, b) в форме ласточкина хвоста расположены всегда на одной и той же стороне, при этом пластины (16', 16") расположены в пакете (14) при шихтовке взаимно шихтованными и поочередно перевернутыми.

3. Ротор по п.2, отличающийся тем, что у пазов (18) пластин (16) опорные боковые стороны (17а, b) в форме ласточкина хвоста расположены всегда на чередующихся сторонах, при этом пластины (16) при шихтовке расположены взаимно шихтованными.

4. Ротор по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что крестовина (11) имеет наклонные ребра (12), при этом клинья (13) прочно соединены с ребрами (12), в частности сварены.

5. Ротор по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что крестовина (11') имеет радиальные ребра (12'), на ребрах (12') закреплены клинодержатели (19), при этом клинья (13) установлены в клинодержателях (19) с возможностью скольжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электрических машин. Оно касается ротора в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы.

Такой ротор известен, например, из публикации DE-A1-2852980.

У роторов, известных из упомянутой публикации DE-A1-2852980 или из ЕР-А1-0334020 или US-A-4143457, шихтованный из отдельных пластин наборный пакет активной стали соединяют за счет расклинивания с крестовиной, установленной с возможностью вращения вокруг центральной оси. Расклинивание пакета зависит от вида изготовления крестовины в большинстве случаев из клинодержателя, клина и одного или нескольких ответных клиньев (ЕР-А1-0334020 или US-A-4143457). Крестовина представляет собой в зоне соединения с пакетом жесткую структуру, состоящую из двух или более шайб, радиальных ребер (которые могут быть откинуты из радиального направления или расположены наклонно) и клинодержателей (DE-A1-2852980, фиг.2). Ребра сварены с шайбами и клинодержателями и поэтому в зоне соединения с пакетом даже при наклонном расположении не могут функционировать как наклонные элементы. Клин жестко соединяют ответным клином (или ответными клиньями) с пакетом посредством фрикционного замыкания.

Пластины пакета имеют прямоугольные пазы для размещения клина и ответного клина (клиньев). В пластине могут быть выполнены два или более паза. Также на каждой пластине в зацеплении могут находиться один или несколько клиньев. Клин и клинодержатель могут также двигаться по отношению друг к другу. Это важно, поскольку без возможности относительного движения механическая нагрузка на крестовину и пакет при работе (центробежная сила, разное распределение температуры в пакете и крестовине) слишком высока.

Недостатками известного расклинивания наборного пакета являются, с одной стороны, вызванные клинодержателями, клиньями и ответными клиньями относительно высокие конструктивные и технологические затраты. С другой стороны, движениями скольжения между клином и клинодержателем на практике трудно управлять. Наконец, нередко пакет устанавливают на крестовине посредством термоусадки (US-A-4143457). За счет термоусадки, однако, при остановке ротора в крестовине возникают высокие механические напряжения, для чего необходима более жесткая и более дорогая конструкция крестовины.

Задачей изобретения является создание ротора с расклиниванием наборного пакета активной стали, который устранял бы недостатки известных решений и отличался бы, в частности, упрощенными конструкцией и изготовлением.

Эта задача решается посредством совокупности признаков п.1 формулы изобретения.

Сущность изобретения состоит в выполнении клиньев и пластин пакета такими, чтобы они, образуя жесткое соединение, входили друг в друга с геометрическим замыканием. За счет этого становится ненужным сложное разделение на клинья и ответные клинья, и значительно упрощается соединение между пакетом и клиньями.

Одно предпочтительное выполнение ротора согласно изобретению отличается тем, что клинья выполнены на обращенной к пакету стороне в форме ласточкина хвоста и что пластины имеют пазы, в которые клинья входят со своей формой ласточкина хвоста, образуя жесткое соединение.

Пластины имеют при этом преимущественно соответственно несколько пазов, причем каждый из пазов на одной стороне ограничен опорной боковой стороной в форме ласточкина хвоста, а на другой стороне - расположенной под прямым углом боковой стороной.

В первом усовершенствовании предпочтительного выполнения крестовина имеет наклонные ребра, а клинья прочно соединены с ребрами, в частности сварены.

Во втором усовершенствовании предпочтительного выполнения крестовина имеет радиальные ребра, на ребрах закреплены клинодержатели, а клинья установлены в клинодержателях с возможностью скольжения.

Другие формы выполнения приведены в зависимых пунктах.

Изобретение более подробно поясняется ниже с помощью примеров выполнения в связи с чертежами, на которых:

фиг.1: вид сбоку фрагмента ротора с наклонными ребрами согласно первому примеру выполнения изобретения;

фиг.2: вид сверху на ротор по фиг.1;

фиг.3 а-с: различные примеры выполнения пластин пакета у ротора на фиг.2;

фиг.4: аналогичный фиг.2 пример выполнения ротора согласно изобретению с радиально ориентированными ребрами.

На фиг.1 и 2 (вид сбоку и сверху) изображен фрагмент ротора согласно первому предпочтительному примеру выполнения изобретения для пакетов с наклонными спицами (ребрами). Установленный с возможностью вращения вокруг оси 15 ротор 10 содержит крестовину 11 с несколькими отстоящими наискось наружу ребрами 12, каждое из которых соединено посредством клиньев 13 с шихтованным из отдельных пластин 16, 16',16" (фиг.3) пакетом 14. Пакет 14 концентрично охватывает крестовину 11. Новый вид расклинивания пакета включает в себя только по одному клину 13 в форме ласточкина хвоста (фиг.2). В противоположность известному решению пластины 16, 16', 16'' имеют пазы 18, одна боковая сторона которых, как прежде, имеет прямоугольную форму, а другая выполнена в форме ласточкина хвоста (фиг.3 а-с). Только эта опорная боковая сторона (17,а,b на фиг.2) может использоваться для соединения пластиной 16 с клином 13. В пластинах 16, 16',16'' могут быть выполнены два или более паза 18. Также на каждую пластину в зацеплении могут находиться один или несколько клиньев 13.

В простейшем случае пластину выполняют по фиг.3а (пластина 16). Пакет 14 набирают путем взаимного шихтования пластин 16. В случае необходимости пластина может быть выполнена также по фиг.3b (пластина 16'). Здесь дополнительно к взаимному шихтованию пластину при шихтовании еще переворачивают (пластина 16'' на фиг.3с). В принципе, может встречаться любая вариация (два или более паза 18, опорная боковая сторона 17,а,b слева или справа, один или несколько клиньев в зацеплении на каждую пластину).

Принцип при этом всегда тот, что жесткое соединение между клином 13 и пакетом 14 за счет формы пластин и выбора шихтования приходится как на левую, так и на правую опорную боковую сторону 17,а,b клина 13. Пластины 16, 16',16" могут быть изготовлены лазерной резкой или штамповкой. Крестовина 11 состоит в зоне соединения с пакетом 14 из наклонно расположенных ребер 12, которые должны быть жестко соединены (например, сварены) с клином 13. Раскрытые в DE-A1-2852980 шайбы в зоне соединения между пакетом и крестовиной отпадают. Только за счет этого расположения ребра 12 действительно функционируют как наклонные элементы и уменьшают механическую нагрузку в клине 13 и пакете 14 при работе ротора 10 (центробежная сила, разное распределение температуры в пакете 14 и крестовине 11).

Преимуществами нового расклинивания пакета на фиг.1-3 являются:

- отсутствие необходимости в дорогом клинодержателе с клином и ответным клином;

- простое соединение между пакетом и клином;

- отсутствие трудноуправляемых движений скольжения;

- за счет жесткого соединения между пакетом и крестовиной требуемая иногда термоусадка пакета становится излишней.

Описанный выше пример выполнения функционирует только при наклонном соединении между пакетом 14 и крестовиной 11 (косые ребра 12).

Другой предпочтительный пример выполнения изображен на фиг.4. Расклинивание между крестовиной 11' и пакетом происходит у ротора 10' соответственно из клинодержателя 19, имеющего ту же форму, что и известный (из DE-A1-2852980), например расклинивания, и клина 13, идентичного фиг.2. Жесткое соединение между пакетом и клином 13 аналогично фиг.2, а форма пластин 16 (и 16',16") та же, что и на фиг.3. Крестовина 11' отличается от крестовины 11 на фиг.2 тем, что ребра 12' радиальные. Таким образом, с одной стороны, заменен традиционный вид расклинивания (с клином и ответным клином (клиньями)), а, с другой стороны, клин 13 и клинодержатель 19 могут двигаться по отношению друг к другу вдоль поверхностей 20,а,b скольжения. В этом примере выполнения жесткое соединение посредством клина в форме ласточкина хвоста комбинировано, тем самым, со скользящей установкой клина в клинодержателе.

Этот пример выполнения функционирует не только при наклонном соединении между пакетом и крестовиной (косые ребра).

Перечень ссылочных позиций

10, 10' - роторы

11, 11' - крестовины

12, 12' - ребра

13 - клин

14 - шихтованный пакет

15 - ось

16, 16', 16'' - пластины

17a,b - опорная боковая сторона

18 - паз (в пластине)

19 - клинодержатель

20,a,b - поверхность скольжения