Стенд для испытания коллекторов электрических машин на динамическую прочность

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности для испытаний несбалансированных роторов и коллекторов на динамическую прочность и для динамической формовки коллекторов. Стенд содержит быстросъемную оправку 10, на которую заранее надеваются испытуемые коллекторы 11, а затем в сборе устанавливаются на стенде. Газостатический подпятник 9, выполненный в виде щита 8, обеспечивает постоянное охлаждение статора 4 электродвигателя отработанным сжатым воздухом, что создает оптимальный тепловой режим и повышает надежность работы асинхронного электродвигателя. Вертикальные упругие стержни 2, концы которых жестко заделаны в корпус 3 и раму 1 посредством демпферов 16 позволяют отказаться от второго ряда упругих элементов, что создает оптимальный тепловой режим и повышает надежность работы асинхронного электродвигателя. Вертикальные упругие стержни 2, концы которых жестко заделаны в корпус 3 и раму 1 посредством демпферов 16 позволяют отказаться от второго ряда упругих элементов, что упрощает конструкцию стенда, потому что корпус 3 с валом 7 совершает плоскопараллельное движение вследствие большой угловой жесткости системы стержней 2. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнической промышленности для испытаний несбалансированных роторов и коллекторов на динамическую прочность и для динамической формовки коллекторов.

Известно устройство, содержащее вертикальный вал, на котором установлен коллектор, вал снабженный пятой, опирающийся на газостатический подпятник, установленный в корпус посредством шарикоподшипников, расположенных в щитах, асинхронного электродвигателя, соединенного с корпусом, который соединен с рамой упругими элементами.

Основными недостатками этого устройства являются низкая производительность, сложность конструкции, перегрев электродвигателя при работе в зонах резонансных частот вала при прохождении второй критической частоты появляются угловые колебания, возрастает радиальная реакция в подшипниках, для выхода из зоны второй критической частоты необходимо увеличение мощности электродвигателя.

Цель изобретения повышение производительности, упрощение конструкции, повышение ресурса подшипников, использование отработанного сжатого воздуха для охлаждения статора и ротора.

Поставленная цель достигается тем, что верхний конец вала привода выполнен коническим, на который одевается оправка с предварительно закрепленными на ней коллекторами, корпус привода связан с рамой стенда посредством упругих стержней, зигзагообразной формы, концы которых вставлены в демпфеpы, расположенные на корпусе и раме, газостатический подпятник расположен на нижнем подшипниковом щите внутри корпуса привода.

Изобретение поясняется чертежом.

Стенд содержит раму 1, к которой прикреплен с помощью упругих стержней 2 зигзагообразной формы и демпферов 16, корпус привода 3, внутри которого находится статор 4, ротор 5 асинхронного двигателя повышенной частоты, пята 6 напрессована на валу 7 и опирается на газостатический подпятник 9, расположенный внутри корпуса привода и установленный на нижнем подшипниковом щите 8. Оправка 10 с предварительно закрепленными на ней коллекторами 11 посредством гайки 12 установлена на верхнем коническом конце К вала 7. Кроме того стенд содержит обогревательную камеру 13, отверстие для подвода сжатого воздуха 14, шарикоподшипники 15.

Стенд работает следующим образом.

На оправку 10 устанавливаются коллектора 11 и закрепляются с помощью гайки 12, далее сборка устанавливается на верхний конический конец К вала 7. Затем включают обогревательную камеру 13, подают сжатый воздух в отверстие 14 для газостатического подпятника 9, что создает воздушную прослойку между подпятником 9 и пятой 6. Кроме того отработанный сжатый воздух, протекая через статор 4 и ротор 5, охлаждает их. Подается электропитание в обмотку статора 4. Ротор 5 набирает обороты.

В процессе раскрутки несбалансированная масса коллекторов 11 приводит в колебательное движение корпус 3 в виде прямой цилиндрической прецессии. Упругие стержни 2 зигзагообразной формы не дают развитие другим формам колебаний, например, конической прецессии, вследствие большой угловой жесткости системы потому что жесткость стержней вдоль оси на несколько порядков выше радиальной жесткости. Демпферы 16 снижают пики амплитуд колебаний привода при прохождении критических частот вращения вала.

Таким образом, колебания от вала в закритической зоне частот вращения, являющейся также и рабочей зоной, происходят около оси, бесконечно близкой к оси инерции, вследствие чего радиальная реакция в подшипниках 15 минимальна или равна нулю.

Осевая составляющая реакция в подшипниках отсутствует, так как газостатический подпятник воспринимает всю осевую нагрузку, что повышает ресурс подшипников.

Предлагаемый стенд позволяет повысить производительность за счет применения оправки, на которую устанавливаются коллекторы во время испытаний предшествующей партии коллекторов, тогда как в прототипе коллекторы снимаются со стенда и устанавливаются на стенд по одиночке.

Газостатический подпятник, расположенный внутри корпуса привода на нижнем подшипниковом щите, обеспечивает постоянное охлаждение ротора и статора асинхронного электродвигателя отработанным сжатым воздухом, вытекающим в зазор между пятой и газостатическим подпятником. Это создает тепловой режим и повышает надежность работы асинхронного электродвигателя.

Комбинация из упругих стержней зигзагообразной формы и демпферов позволяет отказаться от второго ряда упругих элементов, имеющихся в прототипе.

Демпферы снижают пики амплитуд колебаний от вала привода в резонансных зонах, что снижает потребляемую мощность асинхронным электродвигателем и облегчает прохождение в зарезонансную зону частот вращения вала привода, являющуюся рабочей зоной.

Формула изобретения

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН НА ДИНАМИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ, содержащий вертикальный вал, предназначенный для установки коллектора, вал снабжен пятой, опирающейся на газостатический подпятник, расположенный вне корпуса привода на верхнем подшипниковом щите, вал установлен в корпусе посредством шарикоподшипников, расположенных в подшипниковых щитах асинхронного электродвигателя, соединенного с корпусом, который соединен с рамой упругими элементами, отличающийся тем, что верхний конец вала выполнен коническим, на него надета оправка, предназначенная для закрепления на ней коллектора, корпус привода связан с рамой стенда посредством упругих стержней зигзагообразной формы, концы которых вставлены в демпферы, расположенные на корпусе и раме, газостатический подпятник расположен на нижнем подшипниковом щите внутри корпуса привода.

РИСУНКИ

Рисунок 1