Результат интеллектуальной деятельности: Способ и устройство монтажа ротора в статор электрической машины

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам, обеспечивающим технологическую сборку электрических машин, позволяющих осуществить установку ротора с постоянными магнитами и с установленными подшипниками в магнитопровод статора.

В настоящее время установка ротора в магнитопровод статора электрического генератора осуществляют слесарными инструментами и несложными приспособлениями. Отсутствие специализированных устройств усложняют процесс монтажа, что увеличивают физические трудозатраты рабочих, а также повышают риск возникновения повреждения ротора или статора при установке.

Известно подвесное грузоподъемное устройство [патент DE №10244865 B66D 3/20, 30.09.2004], состоящее из механизма подъема груза, который имеет подвеску для крепления ротора, и посредством редуктора обеспечивает подъем и опускание груза. Данное устройство располагается на ходовой тележке, передвигаемой по однорельсовому подвесному пути, обеспечивающее значительную скорость как подъема по вертикали, так и перемещения по горизонтали.

Недостатками данного устройства являются большие габариты, а также необходимость в подвесных рельсах. Кроме того, использование электрического двигателя для перемещения и подъема груза, лишает данное устройство автономности, что в полевых условиях не позволит провести монтаж. Также недостатком данного устройства является высокий риск повреждения деталей электрической машины при установке ротора под действием магнитных сил, притягивающих ротор.

Известен подвесной строп [патент РФ №2176980, МПК: В66С 1/12, F16G 11/00, 20.12.2001], содержащий рабочие ветви, образующие петлю для навешивания на крюк, отрезок каната для взаимодействия с рабочей поверхностью крюка, размещенный под местом пересечения рабочих ветвей, и зажимные устройства, соединенные с рабочими ветвями и с концами отрезка каната, каждое зажимное устройство выполнено в виде двустороннего трехкулачкового патрона, имеющего сквозное цилиндрическое отверстие, расположенное по его центральной оси, при этом внутренняя поверхность кулачков выполнена зубчатой, а в месте пересечения рабочих ветвей для образования замкнутой петли установлено одно зажимное устройство.

Недостатками данного устройства являются сложность использования в полевых условиях, а также повышенная трудоемкость процесса, в котором сложно обеспечить точную балансировку груза. Также процесс установки ротора усложняют магнитные силы, притягивающие ротор к статору.

Известен способ монтажа ротора с помощью удлинителя - толстостенной трубы, насаженной на конец вала [Павлович С.Н., Фираго Б.И. Ремонт и обслуживание электрооборудования - Минск., «Вышэйшая школа», 2009. - 72 с], суть способа заключается в том, что электрическую машину устанавливают в строго горизонтальное положение, строп, длина которого должна быть в 4-5 раз больше длины вала, набрасывают на конец вала и на удлинитель продевают через статор и подвешивают к крюку. После подвески стропа каждую его ветвь регулируют таким образом, чтобы при пробном натяжении стропа ротор находился в строго горизонтальном положении. Затем с помощью крана ротор приподнимают и сдвигают в сторону до того положения, пока строп не подойдет близко к лобовой части обмотки статора. Свободный конец вала опускают на заранее подготовленную шпальную выкладку, а конец ротора со стороны удлинителя на сердечник статора, защищенный прокладкой из электрокартона. После этого осуществляют перестропывание, строп набрасывают на крюк и на бочку ротора по центру тяжести ротора. При этом контролируется воздушный зазор. После установки ротора в статор, вал устанавливают на опоры.

Недостатками данного способа является сложность процесса установки ротора из-за многократного перестропывания в условиях сильного магнитного притяжения со стороны ротора и необходимости постоянного контроля воздушного зазора, особенно при использовании в полевых условиях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, является способ монтажа ротора [Патент РФ №2608561 Н02K 15/00 от 23.01.2017], по которому создают упор и фиксируют на статоре электрической машины лапы устройства, а ротор помещают в трубу из немагнитного материала, тем самым экранируют магнитный поток и уменьшают силу притяжения, создаваемую постоянными магнитами, при этом трубу из немагнитного материала фиксируют таким образом, чтобы она была расположена в воздушном зазоре, в горизонтальном положении.

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием возможности установки ротора в статор. Кроме того, за счет силы тяжести, а также магнитных сил, которые действуют на ротор расположенный в горизонтальном положении в статоре, отсутствует возможность перемещения данным устройством массивного ротора высокомощных электрических машин, что приведет к опусканию незакрепленной части ротора на статор и дальнейшему повреждению внутренних элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, является устройство для монтажа ротора [Патент РФ №2608561 Н02K 15/00 от 23.01.2017], содержащее лапы, первую рукоятку, выполненную с возможностью вращения, резьбовую втулку, установленную на валу и фиксирующую положения лап, и вторую рукоятку, выполненную с возможностью вращения. При этом ротор помещаем в трубу из немагнитного материала с глухим концом в горизонтальном положении, и вращая вторую рукоятку вынимают ротор из расточки статора.

Недостатком данного устройства является невозможность произвести захват массивного ротора высокомощных электрических машин, за счет силы тяжести, а также магнитных сил, которые действуют на ротор расположенный в горизонтальном положении в статоре.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, а также облегчение процесса установки ротора любых массогабаритных показателей из статора электрической машины в полевых условиях.

Технический результат - упрощение процесса установки ротора за счет вертикального расположения электрической машины и использования немагнитных материалов для экранирования постоянных магнитов и уменьшения их магнитной силы.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается способом монтажа ротора, по которому создают упор и фиксируют на статоре электрической машины лапы устройства, а ротор помещают в трубу из немагнитного материала, с возможностью экранирования магнитного потока и уменьшения силы притяжения, создаваемой постоянными магнитами, при этом трубу из немагнитного материала фиксируют таким образом, чтобы она была расположена в воздушном зазоре, согласно изобретению, статор электрической машины располагают на опорах вертикально, опоры и лапы выполняют едино, конец вала и запрессованные подшипники электрической машины помещают во вторую трубу из немагнитного материала, которую крепят к первой трубе из немагнитного материала, при этом установку ротора осуществляют вращением рукоятки, опуская первую и вторую трубы из немагнитного материала с ротором и подшипниками в статор электрической машины.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что в устройстве для монтажа ротора, содержащее лапы, рукоятку, выполненную с возможностью вращения, трубу из немагнитного материала, согласно изобретению, устройство выполнено для вертикальной установки статора и ротора, при этом опоры выполнены с лапами едино, высота опоры равна h_kor×l.5,

где h_kor - высота корпуса электрической машины,

конец вала и запрессованные подшипники электрической машины помещены во вторую трубу из немагнитного материала, которая с помощью разъемного соединения закреплена к первой трубе из немагнитного материала, рукоятка расположена между опорами под электрической машиной.

Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид устройства для установки ротора.

Устройство для монтажа содержит лапы 1, которыми фиксирован на опорах 2 с помощью рычагов 3 статор электрической машины 4. В трубе из немагнитного материала 5, установлен ротор 6 с запрессованными на нем подшипниками 7, в вертикальном положении. Конец вала 8 с подшипниками 7 помещают во вторую трубу из немагнитного материала 9, которая с помощью разъемного соединения, например, болтового соединения 10 закреплен к первой трубе из немагнитного материала 5. Движение труб из немагнитного материала 5 и 9 с электрическим ротором 6, обеспечивают вращением рукоятки 11, которая соединена с трубой из немагнитного материала 9 с помощью разъемного соединения, например, болтового соединения 12.

Устройство для монтажа работает следующим образом: статор электрического генератора устанавливают на опорах 2 и зажимают его лапами 1, фиксирование лап 1 осуществляют с помощью рычагов 3. Ротор 6, с запрессованными на валу 8 подшипниками 7, помещают в трубу из немагнитного материала 5. На дне трубы из немагнитного материала 5 имеется отверстие для вала 8 и подшипников 7. Вал 8 и подшипники 7 опускают во вторую трубу из немагнитного материала 9, которую крепят, например, болтовым соединением 10 к трубе из немагнитного материала 5, и к рукоятке 11, с помощью разъемного соединения, например, болтового 12. Вращением рукоятки 11 производят опускание ротора 6 в статор 4. После того как ротор 6 установлен в статор 4, их снимают и одевают на подшипниковые щиты (на чертеже не показано).

Пример конкретной реализации способа.

Для установки ротора 6 в статор 4 электрической машины МЭГ-100, статор устанавливают на опоры 2, с помощью рычагов 3 жестко его закрепляют. После этого ротор электрической машины помещают в трубу 5, выполненную из немагнитного материала, что позволит уменьшить магнитные силы притяжения со стороны постоянных магнитов в роторе во время монтажа. Торчащий из конца трубы 5, конец вала 8 с подшипником 7 помещают во вторую трубу из немагнитного материала 9. Обе трубы соединяют разъемным соединением, например, болтовым соединением.

Далее сверху опускают трубы из немагнитного материала с ротором 6 в расточку статора 4, на конец трубы из немагнитного материала 9 с помощью разъемного соединения, например, болтового соединения 12 закрепляют рукоятку 11. Вращая рукоятку 11, производят опускание труб из немагнитного материала 5 и 9 в статор 4. После того как труба из немагнитного материала 5 полностью опущена в расточку статора 4 трубу из немагнитного материала 9, а затем и трубу из немагнитного материала 5 отсоединяют от устройства и извлекают их из статора 4. Ротор 6 со статором 4 снимают с устройства и продолжают сборку электрической машины.

Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает расширение функциональной возможности, что позволяет производить установку ротора в статор электрической машины, в полевых условиях, а так же значительно ослабить силы магнитного притяжения постоянных магнитов.