ПОДШИПНИКОВЫЙ ЩИТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к конструкции высокооборотных электрических машин и может быть использована в области установок генерации электрической энергии, построенных на базе высокооборотных микротурбин. При этом конструкция подшипникового щита должна обеспечивать высокие значения точности положения ротора относительно продольной оси расточки статора электрической машины во всем диапазоне эксплуатационных температур.
Так известна конструкция подшипникового щита электрической машины (патент SU 419067), содержащая металлический корпус для размещения подшипника и чашеобразную часть, которая по внешнему диаметру прикреплена к статору внутри лобовых частей обмотки последнего, при этом с целью упрощения изготовления, металлический корпус выполнен с радиально направленными выступами, фиксирующими его положение относительно чашеобразной части, выполненной из неметаллического материала, например, пластмассы. С целью улучшения охлаждения подшипника, радиальные выступы, по крайней мере, на одной торцевой стороне щита имеют поверхность, непосредственно соприкасающуюся с окружающим воздухом.
Недостатком предложенной конструкции подшипникового щита электрической машины является то, что предложенная конструкция подшипникового щита не позволяет достаточно точно позиционировать продольную ось ротора относительно продольной оси расточки ротора из-за увеличения пластичности неметаллического материала, например, пластмассы с увеличением температур.
Прототипом подшипникового щита электрической машины принимается подшипниковый щит электродвигателя (патент RU 2045121), включающий посадочное место под подшипник, ребра охлаждения, крепежные ушки, с целью повышения ремонтопригодности, в посадочное место под подшипник установлено свертное стальное кольцо на клею, а со стороны ребер охлаждения выполнена проточка для крепления щита при его механической обработке.
К недостаткам прототипа можно отнести невозможность стабилизации положения ротора в расточке статора в процессе крепления подшипникового щита к корпусу электрической машины из-за жесткого клеевого крепления стального кольца до установки подшипникового щита в корпус машины. А также низкую надежность клеевого крепления стального кольца к корпусу подшипникового щита, так как подшипниковый щит и стальное кольцо выполнены из материалов с различными коэффициентами температурного расширения, то при нагреве клей будет испытывать деформацию, что приведет к увеличению износа клеевого слоя за счет увеличения нагрузки на него при изменении температуры в различных режимах работы.
Задачей полезной модели является разработка подшипникового щита электрической машины, обеспечивающего высокую точность центровки оси подшипника относительно центральной оси расточки статора электрической машины.
Техническим результатом полезной модели является разработка подшипникового щита электрической машины с постоянными геометрическими и прочностными параметрами во всем рабочем температурном диапазоне электрической машины, обладающего высокой технологичностью производства и обеспечивающего повышение надежности работы электрической машины, упрощение процесса ее сборки и ремонта.
Технический результат полезной модели достигается за счет подшипникового щита электрической машины, содержащего основу подшипникового щита, опору подшипника, прокладку и подшипник, при этом прокладка выполнена из самозатвердевающего композитного материала с минеральным наполнителем, а основа подшипникового щита и опора подшипника выполнены из нержавеющей стали с низким температурным коэффициентом расширения.
На фиг. 1 показано поперечное сечение подшипникового щита электрической машины, на фиг. 2 показан эскиз и продольный разрез опоры подшипника с нанесенной прокладкой из самозатвердевающего композитного материала, на фиг. 3 показан эскиз подшипникового щита электрической машины.
Подшипниковый щит электрической машины состоит из основы подшипникового щита 1, опоры подшипника 2, прокладки 3 из самозатвердевающего композитного материала с минеральным наполнением (например, гипсом) на месте болтового соединения 4 опоры подшипника 2 и подшипника 5. Основа подшипникового щита 1 и опора подшипника 2 выполнены из нержавеющей стали с низким температурным коэффициентом расширения и изготавливаются из сплошной заготовки методом токарной обработки без применения дополнительной обработки. Подшипник 5 запрессовывается в опору подшипника 2. Основа подшипникового щита 1 с помощью болтового соединения 6 крепится на корпус электрической машины (на фиг. не обозначен). На торцевую поверхность опоры подшипника 2, обращенную при сборке подшипникового щита к основе подшипникового щита 1, нанесена прокладка 3 из самозатвердевающего композитного материала с минеральным наполнением (например, гипсом). Опора подшипника 2 устанавливается в основу подшипникового щита 1 и закрепляется в ней с помощью болтовых соединения 4.
При установке подшипникового щита (на фиг. не обозначен) электрической машины основа подшипникового щита 1 жестко закрепляется к корпусу электрической машины (на фиг. не обозначен) при помощи болтовых соединений 6. На торцевую поверхность опоры подшипника 2 с впрессованным подшипником 5, обращенной к основе подшипникового щита 1 и на месте болтового соединения 4 наносится прокладка 3 из самозатвердевающего композитного материала с минеральным наполнителем (например, гипсом). Опора подшипника 2 с впрессованным подшипником 5 и нанесенной прокладкой 3 из самозатвердевающего композитного материала с минеральным наполнителем (например, гипсом) устанавливается в основу подшипникового щита 1 так, чтобы ось подшипника 5 совпадала с положением продольной оси расточки статора (на фиг. не обозначен) электрической машины. Позиционирование оси подшипника 5 выполняется за счет перемещения опоры подшипника 2 с впрессованным подшипником 5 в основе подшипникового щита 1 за счет деформации прокладки 3 из самозатвердевающего композитного материала с минеральным наполнителем (например, гипсом). После выполнения позиционирования опора подшипника 2 с впрессованным подшипником 5 фиксируется с основой подшипникового щита 1 болтовым соединением 4 с усилием в неполный натяг. Через промежуток времени необходимый для полного затвердевания самозатвердевающего композитного материала с минеральным наполнителем (например, гипсом) прокладки 3 проводится операция затяжки болтового соединения 4 с полным усилием.
Использование в качестве материала для прокладки 3 самозатвердевающего композитного материала с минеральным наполнителем (например, гипсом), позволяет обеспечить постоянство геометрических и прочностных параметров подшипникового щита электрической машины во всем рабочем температурном диапазоне, а следовательно и повысить надежность электрической машины.
Использование прокладки 3 из самозатвердевающего композитного материала с минеральным наполнителем (например, гипсом) позволяет обеспечить точность положения оси подшипника 5 относительно оси расточки статора (на фиг. не обозначен) без использования в конструкции подшипникового щита дополнительных выступов и пазов, что обеспечивает технологичность производства подшипникового щита и упрощение процесса сборки и ремонта электрической машины.