ЭЛЕКТРОСТАРТЕР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Заявляемое техническое решение относится к машиностроению и предназначено для запуска газотурбинного двигателя.
Известна конструкция электродвигателя для привода автоматических устройств, содержащая корпус, внутри которого расположены якорь, передний и задний щиты, передний и задний подшипники, охватывающие вал якоря, щеткодержатель, втулка, расположенная со стороны выходного конца вала (см. А.Г.Морозов. Расчет электрических машин постоянного тока. Высшая школа. М., 1972, с.25-26).
Недостатком конструкции данного электродвигателя является необеспеченность взрывобезопасности, следовательно, низкая надежность конструкции.
Известна конструкция электростартера, содержащего корпус, в котором расположены якорь, щеточно-коллекторный узел, щиты и подшипники, расположенные со стороны коллектора и привода на валу якоря, и фланец, расположенный со стороны привода (см. А.И.Бертинов и Г.А.Ризник. Проектирование авиационных электрических машин постоянного тока. Учебное пособие. Государственное издательство оборонной промышленности. М., 1958, с.136, фиг.10.21).
Недостатком известной конструкции является недостаточная безопасность электростартера при работе во взрывоопасной среде, что уменьшает надежность изделия.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является электростартер постоянного тока, содержащий корпус, якорь, щеточно-коллекторный узел, передние и задние щиты и подшипники, расположенные на валу якоря, в котором корпус выполнен заодно с
передним щитом, внутренняя стенка которого выполнена с цилиндрической отбортовкой, имеющей форму втулки, охватывающей вал якоря и расположенной под лобовой частью обмотки якоря, причем цилиндрическая отбортовка и вал якоря образуют взрывогасящую щель (Патент РФ №60639 опубликован 27.01.2007, бюл. №3).
Недостатком известной конструкции являются ограниченные технологические возможности, связанные со сложностью изготовления корпуса заодно с передним щитом, усугубляющиеся сложной конфигурацией щита из-за необходимости выполнять цилиндрическую отбортовку.
Задачей заявляемого технического решения является расширение технологических возможностей за счет снижения трудоемкости изготовления переднего щита и упрощения процесса сборки электростартера.
Поставленная задача достигается тем, что электростартер постоянного тока, содержащий корпус, якорь, щеточно-коллекторный узел, задний и передний подшипники, задний щит и передний щит с посадочным местом под передний подшипник, вал якоря, согласно полезной модели, снабжен стальным фланцем, выполненным с цилиндрическим выступом, установленным в посадочное место в переднем щите, причем фланец охватывает вал якоря и закреплен на переднем щите в осевом направлении винтами, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность фланца и вал якоря образуют взрывогасящую щель, величины ширины и длины которой выполнены в соотношении, обеспечивающем взрывобезопасность конструкции электростартера.
Новыми признаками в предлагаемом устройстве являются:
- введение фланца, охватывающего вал якоря и расположенного на переднем щите, позволяет изготавливать корпус и передний щит в виде отдельных деталей, что повышает точность и технологичность изготовления этих деталей и упрощает процесс сборки;
- фланец выполнен с цилиндрическим выступом, который установлен в посадочное место в переднем щите, фиксирует фланец в
радиальном направлении и одновременно поджимает подшипник в осевом направлении, что обеспечивает надежную работу устройства.
- фланец, охватывающий вал якоря, выполнен из стали, что позволяет обеспечить неизменность ширины взрывогасящей щели при температурных изменениях, за счет того, что коэффициенты линейного расширения стального фланца и стального вала имеют близкие значения, а также повышает надежность работы электростартера при повышенных механических нагрузках;
- внутренняя цилиндрическая поверхность фланца и вал якоря образуют взрывогасящую щель, величины ширины и длины которой выполнены в соотношении, обеспечивающем взрывобезопасность конструкции электростартера.
Технический результат достигается за счет того, что электростартер снабжен стальным фланцем, это позволяет изготавливать передний щит без цилиндрической отбортовки и отдельно от корпуса, что упрощает технологию изготовления деталей сложной формы и процесс сборки.
Из изученной патентной и научно-технической информации авторам не известно техническое решение с предлагаемой совокупностью признаков. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию полезной модели «новизна».
Сущность заявляемого технического решения иллюстрируется чертежом, где на фигуре изображен пример выполнения электростартера в продольном разрезе.
Электростартер содержит корпус 1, якорь 2, статор 3, щеточно-коллекторный узел 4, задний подшипник 5, передний подшипник 6, задний щит 7, передний щит 8 с посадочным местом 9 под передний подшипник 6, вал 10 якоря 2, стальной фланец 11, выполненный с цилиндрическим выступом 12, который установлен в посадочное место 9 в переднем щите 8, причем фланец 11 охватывает вал 10 якоря 2 и закреплен
на переднем щите 8 винтами 13, внутренняя цилиндрическая поверхность фланца 11 и вал 10 якоря 2 образуют взрывогасящую щель 14.
Электростартер работает следующим образом.
При подключении электростартера к источнику питания по обмоткам якоря 2 и статора 3 (обмотка возбуждения) протекает ток. В результате взаимодействия тока обмотки якоря с магнитным полем, созданным обмоткой возбуждения статора 3, возникает электромагнитный вращающий момент, под действием которого вал 10 якоря 2 электростартера начинает вращаться, что и обеспечивает раскрутку запускаемого двигателя.
При работе во взрывоопасной среде за счет введения в конструкцию стального фланца 11, охватывающего стальной вал 10 якоря 2, и образования между ними взрывогасящей щели 14, с определенным соотношением длины и ширины щели, обеспечивается взрывобезопасность электростартера в момент возникновения аварийной ситуации.
В лабораторных условиях был изготовлен опытный образец электростартера, в котором фланец выполнен из конструкционной стали с последующим химическим никелированием. Размеры взрывогасящей щели выбраны в следующем соотношении: например, при ширине щели, равной 0,15 мм, длина щели имеет значение 12,5 мм.
Испытания показали, что заявляемое устройство в сравнении с прототипом обладает более широкими технологическими возможностями. Такая конструкция позволяет изготавливать корпус и передний щит как различные детали, кроме того, существенно упрощается конструкция щита за счет того, что для образования взрывобезопасной щели не приходится выполнять цилиндрическую отбортовку. Такое конструкторское решение позволяет исключить трудоемкую операцию изготовления деталей сложной формы, в результате повышается точность изготовления и упрощается процесс сборки, при этом сохраняется надежность и взрывобезопасность электростартера.