Электрическая машина
Владельцы патента RU 2658866:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям электрических машин с наружным обдувом оребренного корпуса, и может применяться, например, в асинхронных двигателях общего назначения. Техническим результатом является повышение технологичности конструкции. Электрическая машина содержит подшипниковый щит, вал и вентилятор, состоящий из втулки, лопаток, диска, служащего в качестве ребра жесткости, направляющей для потока воздуха и основания для вентиляционных лопаток. Вал имеет с торца осевое отверстие на глубину посадки вентилятора и отверстия в радиальном направлении через втулку вентилятора и стенку полой части вала электрической машины между диском и подшипниковым щитом. Отверстие с торца вала выполнено в виде радиально-аксиальных прорезей в торце вала на глубину посадки втулки вентилятора. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям электрических машин с наружным обдувом оребренного корпуса, и может применятся, например, в асинхронных двигателях общего назначения.
Известны электрические машины с воздушным охлаждением. К ним относятся серийные асинхронные двигатели закрытого исполнения (RU 2068610 С1, опубл. 27.10.1996; RU 2040846 С1, опубл. 25.07.1995; 666611, опубл. 05.06.79). Недостатком этих электрических машин является то, что часть вала под вентилятором и подшипниковый щит не обдуваются при работе центробежного вентилятора. Воздух засасывается центробежным вентилятором через отверстия в кожухе и направляется кожухом в межреберное пространство. При этом воздух не обдувает подшипниковый щит, так как он прикрыт направляющим диском. В пространстве между диском, подшипниковым щитом и втулкой вентилятора возникает область пониженного давления, когда притока охлаждающего воздуха в эту область не происходит. Поэтому снижается эффективность наружного обдува, температура подшипникового щита повышена. При отсутствии направляющего диска интенсивного охлаждения также не происходит, так как часть потока воздуха между лопатками вентилятора подшипниковым щитом и втулкой вентилятора не отбрасывается в радиальном направлении, что приводит к снижению КПД вентилятора и дополнительным потерям на вентиляцию.
Известна также электрическая машина с воздушным охлаждением, содержащая подшипниковый щит, вал, вентилятор, состоящий из втулки, лопаток, диска, служащего в качестве ребра жесткости, направляющей для потока воздуха и основания для вентиляционных лопаток, в которой с торца вала в осевом направлении выполнено отверстие на глубину посадки вентилятора и отверстия в радиальном направлении через втулку вентилятора и стенку полой части вала электрической машины между диском и подшипниковым щитом (RU 2619595 С1, опубл. 17.05.2017). Недостатком данной электрической машины является большое количество и сложность технологических операций для изготовления осевого отверстия с торца вала, радиальных отверстий полой части вала, радиальных отверстий во втулке вентилятора, шпоночного паза для крепления вентилятора на валу.
Техническим результатом является повышение технологичности конструкции и снижении числа технологических операций при производстве электрической машины.
Задача решается тем, что в электрической машине, содержащей подшипниковый щит, вал, вентилятор, состоящий из втулки, лопаток, диска, служащего в качестве ребра жесткости, направляющей для потока воздуха и основания для вентиляционных лопаток, с торца вала в осевом направлении выполнено отверстие в виде радиально-аксиальной прорези, причем количество прорезей может быть от одной до трех и они повернуты относительно друг друга по окружности вала. Втулка вентилятора на внутреннем диаметре содержит выступы, количество выступов равно количеству прорезей, ширина выступа равна ширине прорези, глубина выступа в радиальном направлении не более половины толщины втулки вентилятора. Втулка вентилятора содержит радиальные прорези, совпадающие с выступами втулки вентилятора и расположенные на части втулки между диском и торцом втулки со стороны подшипникового щита. Прорези в радиальном направлении во втулке совпадают с радиально-аксиальными прорезями вала.
На чертежах показаны продольный, поперечный разрез электрической машины (фиг. 1), изометрия вентилятора с валом (фиг. 2) электрической машины, торцевая часть вала под вентилятор (фиг. 3) и вентилятор электрической машины (фиг. 4).
Электрическая машина содержит корпус 1, ребра 2, подшипниковый щит 3, кожух 4, вал 5, центробежный вентилятор, состоящий из лопаток 6, втулки 7, диска 8, выполняющего роль основания для лопаток, ребра жесткости, направляющей для потока воздуха.
Электрическая машина работает следующим образом.
С торца вала 5 в осевом направлении выполнены радиальные прорези. Радиальные прорези могут быть изготовлены фрезерованием за одну операцию, если необходима одна прорезь, или за две операции, если нужно две прорези и т.д. На вал 5 напрессовывается втулка вентилятора 7, имеющая на внутренней части выступы, так что эти выступы входят в радиальные прорези. При плотной посадке за счет выступов и прорезей вентилятор будет прочно крепиться на валу двигателя. При этом отпадает необходимость крепления вентилятора при помощи шпонки и шпоночного паза, так как вентилятор не будет проворачиваться из-за выступов во втулке вентилятора. При работе электрической машины поток охлаждающего воздуха проходит через отверстия в кожухе 4 прорези вала 5, радиальные прорези во втулке вентилятора 7 и охлаждает часть подшипникового щита 3, закрытого диском 8. Далее этот поток воздуха соединяется с основным потоком воздуха и проходит вдоль ребер 2 корпуса 1.
Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемая электрическая машина позволяет изготовить за минимальное количество технологических операций изготовить осевое и радиальные отверстия с торца вала. За счет выступов во втулке вентилятора вентилятор будет надежно крепиться на валу.
1. Электрическая машина, содержащая подшипниковый щит, вентилятор с втулкой и лопатками, вал, имеющий с торца осевое отверстие на глубину посадки вентилятора и отверстия в радиальном направлении через втулку вентилятора и стенку полой части вала электрической машины между диском и подшипниковым щитом, отличающаяся тем, что отверстие с торца вала выполнено в виде радиально-аксиальных прорезей в торце вала на глубину посадки втулки вентилятора.
2. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что количество прорезей может быть от одной до трех и они повернуты относительно друг друга по окружности вала.
3. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что втулка вентилятора на внутреннем диаметре содержит выступы, количество выступов равно количеству прорезей, ширина выступа равна ширине прорези, глубина выступа в радиальном направлении не более половины толщины втулки вентилятора.
4. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что во втулке вентилятора в радиальном направлении выполнены прорези, совпадающие с выступами втулки вентилятора, расположенные на части втулки между диском и торцом втулки со стороны подшипникового щита.
5. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что прорези в радиальном направлении во втулке совпадают с радиально-аксиальными прорезями вала.
