Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла электрической машины

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано при производстве взрывозащищенных электрических машин. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение надежности, увеличение срока службы, снижение производственных и эксплуатационных затрат. Подвижные элементы, образующие взрывонепроницаемые зазоры с валом электрической машины, торцевой плоскостью взаимодействия между собой и стенкой корпуса узла, выполнены в виде плоских колец и крайнего плоского кольца или втулки и крайнего плоского кольца. Обеспечение взрывозащиты осуществляется путем выполнения взрывонепроницаемого зазора между плоскими кольцами или втулкой и валом электрической машины, а также путем выполнения взрывонепроницаемого зазора между плоскими кольцами или втулкой и крайним плоским кольцом. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использована при производстве взрывозащищенных электрических машин.

Известно взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла электрической машины, выполненное из подвижных элементов в виде несоединенных между собой плоских колец, образующих взрывонепроницаемые зазоры (щелевые сопряжения) с поверхностью вала, между собой и неподвижными деталями подшипникового узла [1].

Но в таком уплотнении наблюдается проскальзывание плоских колец относительного вала, подвижных и неподвижных поверхностей подшипникового узла, что ведет к износу плоских колец, увеличению механических потерь т.е. снижению коэффициента полезного действия, долговечности и эксплуатационной надежности электрических машин.

В качестве прототипа, совпадающего с предлагаемым изобретением по большинству основных признаков, выбрано взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла, закрытого крышкой, подвижные элементы, образующие взрывонепроницаемые зазоры (щелевые сопряжения) с валом, торцевой плоскостью между собой и стенкой корпуса узла, а также нажимные пружинные элементы, установленные между крышкой узла и торцевой поверхностью крайнего подвижного элемента, выполненного в виде плоского кольца [2].

Однако из-за неравномерного давления нажимными пружинными элементами на крайнее плоское кольцо по всему его периметру, оно в процессе работы подшипникового узла начинает перемещаться в радиальном направлении.

Это приводит к его контакту с вращающимся валом электрической машины и, следовательно, к износу трущихся поверхностей, т.е. к увеличению нормируемой величины радиального взрывонепроницаемого зазора между валом и крайним плоским кольцом.

Таким образом снижается эксплуатационная надежность и срок службы взрывонепроницаемого уплотнения.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение уровня надежности и увеличения срока службы взрывонепроницаемого уплотнения подшипникового узла электрической машины путем исключения трения между крайним плоским кольцом и валом электрической машины.

Для этого в известном взрывонепроницаемом уплотнении подшипникового узла электрической машины, содержащем в корпусе узла, закрытого крышкой:

- подвижные элементы, образующие взрывонепроницаемые зазоры с валом, торцевой плоскостью взаимодействия между собой и стенкой корпуса узла;

- нажимные пружинные элементы, установленные между крышкой узла и торцевой поверхностью крайнего подвижного элемента, выполненного в виде плоского кольца;

предлагается указанное кольцо установить в корпусе узла так, чтобы его внешняя поверхность образовывала с внутренней поверхностью корпуса узла радиальный взрывонепроницаемый зазор.

Перечисленные выше признаки, отличные от прототипа, необходимы и достаточны во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны полезной модели.

Установка крайнего кольца в корпусе узла с образованием между ними взрывонепроницаемого зазора полностью исключает возможность его трения с валом и крышкой, что исключает износ взрывонепроницаемых поверхностей, а следовательно, повышает надежность и увеличивает срок службы самого взрывонепроницаемого уплотнения,

Предложено в корпусе узла устанавливать два подвижных элемента, один в виде крайнего плоского кольца, а другой в виде втулки, аксиальная длина которой выполнена не менее нормируемой длины взрывонепроницаемого зазора.

Это повышает эксплуатационную надежность взрывонепроницаемого уплотнения и упрощает технологию его изготовления, т.к. в этом случае уменьшается число взрывонепроницаемых сопряжений.

Втулка может быть выполнена с фланцем, который образует со стенкой корпуса и крайним плоским кольцом взрывонепроницаемые зазоры.

Такое выполнение втулки позволяет сократить габариты и снизить металлоемкость взрывонепроницаемого уплотнения подшипникового узла.

Выполнение радиального воздушного зазора между наружной цилиндрической частью втулки и внутренним диаметром крайнего плоского кольца больше, чем радиальный воздушный зазор между статором и ротором электрической машины, обеспечивает сохранность взрывонепроницаемых зазоров даже при разрушении подшипников.

Предлагается также изготавливать втулку и крайнее плоское кольцо из чугуна или стали. Это позволяет, не снижая эксплуатационной надежности, повысить технологичность и резко сократить расходы на изготовление взрывонепроницаемого уплотнения подшипникового узла.

Для исключения проворота крайнего плоского кольца предлагается между ним и крышкой установить штифт.

В случае применения во взрывонепроницаемом уплотнении втулки без фланца, радиальные воздушные зазоры между втулкой и корпусом узла, а также крайним плоским кольцом и валом должны быть выполнены большей величины, чем радиальный воздушный зазор между статором и ротором электрической машины. Это также обеспечивает сохранность взрывонепроницаемых зазоров и, следовательно, обеспечение взрывозащиты даже при аварийной ситуации.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами где:

- на Фиг.1 показан вариант взрывонепроницаемого уплотнения подшипникового узла с плоскими кольцами;

- на Фиг.2 - вариант взрывонепроницаемого уплотнения подшипникового узла со втулкой и штифтом;

- на Фиг.3 и Фиг.4 - варианты втулки с фланцем.

В корпусе узла 1, закрытого крышкой 2, установлены подвижные элементы, выполненные в виде плоских колец 3 и крайнего плоского кольца 4. Между крышкой 2 и торцевой поверхностью крайнего плоского кольца 4 размещены нажимные пружинные элементы 5 и штифт 6. Вместо плоских колец 3 в корпусе узла 1 устанавливается втулка 7, которая может быть выполнена с плоским фланцем 8 или кольцевой проточкой 9. Между внутренней цилиндрической частью корпуса узла 1 и внешним диаметром плоских колец 3 или втулки 7 выполнен воздушный зазор 10, а между валом 11 электрической машины или цилиндрической частью втулки 7 и внутренним диаметром крайнего плоского кольца 4 выполнен воздушный зазор 12. Величина указанных воздушных зазоров 10 и 12 больше, чем радиальный воздушный зазор между статором и ротором электрической машины (на чертеже не показан).

Обеспечение взрывозащиты осуществляется путем выполнения взрывонепроницаемого зазора 13 между плоскими кольцами 3 или втулкой 7 и валом 11 электрической машины, а также взрывонепроницаемого зазора 14 между плоскими кольцами 3 или втулкой 7 и крайним плоским кольцом 4. Между плоским кольцом 3 или втулкой 7 и корпусом узла 1 выполнен взрывонепроницаемый зазор 15, а между корпусом узла 1 и крайним плоским кольцом 4 взрывонепроницаемый зазор 16.

Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла работает следующим образом.

Под действием пружинных элементов 5 и вращающегося вала 11 плоские кольца 3 или втулка 7 совместно с крайним плоским кольцом 4 сдвигаются в одну сторону и закрывают торцевые взрывонепроницаемые зазоры 14 и 35. Кроме этого плоские кольца 3 или втулка 7 устанавливаются относительно вала 11 c гарантированным взрывонепроницаемым зазором 13, что исключает постоянный контакт с валом 11 и связанный с этим их износ.

За счет штифта 6 исключается проворот крайнего плоского кольца 4, что обеспечивает неподвижность взрывонепроницаемого зазора 16.

Все это упрощает конструкцию взрывонепроницаемого уплотнения подшипникового узла, повышает надежность его работы за счет исключения затира вала с плоскими кольцами 3 или с втулкой 7, уменьшения числа подвижных элементов до двух (плоские кольца 3) или одного (втулка 7), а также снижает его производственные затраты, т.к. изготавливать их можно не из цветного сплава, а из чугуна или стали.

Использование втулок 7 с фланцем 8 позволяет при тех же параметрах взрывозащиты сократить габариты взрывонепроницаемого уплотнения подшипникового узла и уменьшить его массу.

Выполнение воздушных зазоров 10 и 12 величиной большей, чем величина радиального воздушного зазора между статором и ротором электрической машины позволяет сохранить параметры взрывозащиты взрывонепроницаемого уплотнения подшипникового узла даже в случае полного разрушения подшипника.

В целом прилагаемое взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла электрической машины позволяет без больших затрат произвести модернизацию выпускаемых промышленностью взрывонепроницаемых электрических машин, повысить надежность и долговечность работы взрывозащиты при снижении производственных и эксплуатационных затрат.

Источники информации

1. Авторское свидетельство CCCP N523487, Н02К 5/2, 1976 г.

2. Авторское свидетельство СССР N555510, Н02К 5/12, 1977 г.

1. Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла электрической машины, содержащее в корпусе узла, закрытого крышкой, подвижные элементы, образующие взрывонепроницаемые зазоры с валом, торцевой плоскостью взаимодействия между собой и стенкой корпуса узла, а также нажимные пружинные элементы, установленные между крышкой узла и торцевой поверхностью крайнего подвижного элемента, выполненного в виде плоского кольца, отличающееся тем, что указанное плоское кольцо установлено в корпусе узла так, что его внешняя поверхность образует с внутренней поверхностью корпуса узла радиальный взрывонепроницаемый зазор.

2. Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла по п.1, отличающееся тем, что подвижные элементы, установленные между торцевой плоскостью стенки корпуса узла и крайним плоским кольцом, выполнены в виде плоских колец, максимальная длина которых не менее нормируемой длины взрывонепроницаемого зазора.

3. Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла по п.2, отличающееся тем, что упомянутые плоские кольца выполнены из чугуна или стали.

4. Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла по п.1, отличающееся тем, что в корпусе узла установлено два подвижных элемента, один в виде упомянутого крайнего плоского кольца, а другой в виде втулки, максимальная длина которой не менее нормируемой длины взрывонепроницаемого зазора.

5. Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла по п.4, отличающееся тем, что втулка выполнена из чугуна или стали.

6. Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла по п.4 или 5, отличающееся тем, что втулка выполнена с плоским фланцем, который образует со стенкой корпуса и крайним плоским кольцом взрывонепроницаемый зазор, а радиальный воздушный зазор между наружной цилиндрической частью втулки и внутренним диаметром крайнего плоского кольца больше чем радиальный воздушный зазор между статором и ротором электрической машины.

7. Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла по любому из пп.1, 2, 3, 4, 5 или 6, отличающееся тем, что крайнее плоское кольцо выполнено из чугуна или стали.

8. Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла по любому из пп.1, 2, 4 или 7, отличающееся тем, что между крайним плоским кольцом и подшипниковой крышкой установлен штифт.

9. Взрывонепроницаемое уплотнение подшипникового узла по любому из п.2 или 4, отличающееся тем, что радиальные воздушные зазоры между втулкой или плоскими кольцами и корпусом узла, а также крайним плоским кольцом и валом выполнены большей величины, чем радиальный воздушный зазор между статором и ротором электрической машины.