Lösbare Verbindung für einen Polradkranz auf dem Radstern einer grossen vertikalachsigen elektrischen Maschine Es ist bekannt, Polradkränze grosser elektrischer Ma schinen, insbesondere geblechte Kränze, derart auf die Polradkränze aufzuschrumpfen, dass sie auch bei über drehzahl und Voll-Last-Abschaltung noch fest auf dem Radstern sitzen, sich also nicht abheben.
Es ist dadurch eine einwandfreie Lage des Polradkranzes in bezug auf die Wellenachse gewährleistet. Das Schrumpfen kann durch Aufheizen der Polradkränze oder durch eine Ver- keilvorichtung erreicht werden. Die dadurch zwischen den Polradkränzen und Radsternarmen auftretenden Schrumpfkräfte können sehr gross werden und damit auch die Beanspruchung in den Radsternarmen, so dass in vielen Fällen eine Verstärkung des Polradsterns erfor derlich ist.
Dies trifft besonders bei vertikalachsigen Schirmrotoren zu, wodurch das Schrumpfen in den Rad sternarmen grosse Biegebeanspruchungen entstehen. Um dies zu vermeiden und zudem die Umtriebe und die Kosten des Schrumpfens oder Verkeilens zu ersparen, ist es erwünscht, auf das Schrumpfen oder Verkeilen überhaupt verzichten zu können.
Ferner ist es erwünscht, dass bei vertikalen elektri schen Maschinen (Turbinen oder Pumpengruppen) die Polradkränze von den Radnaben jederzeit durch das Maschinenpersonal leicht getrennt werden können. Dies ermöglicht das Vorsehen eines kleineren Krans, der nur für die schwersten Einzelteile des Rotors, d.h. für Pol radkranz, Radstern, Welle, Turbinenrad, auszulegen ist. Die vom Radstern abgetrennten Radkränze samt den Polen werden dabei auf Abstützspindeln in der Maschine abgestellt. Es soll auch möglich sein, das ganze Turbinen rad herauszuheben, ohne dass auch der Polradkranz her ausgehoben werden muss.
Die Erfindung betrifft eine leicht lösbare Verbindung für einen Polradkranz auf dem Radstern einer grossen vertikalachsigen elektrischen Maschine.
Die Erfindung besteht darin, dass der Übergang von jedem Radsternarm zum Polradkranz über eine Zwi schenplatte und eine Federplatte erfolgt und dabei zwi schen der Zwischenplatte und der Federplatte ein Spiel abstand besteht und dass radial verschiebbare Feder führungsbolzen vorhanden sind, welche zur Zentrierung die Federplatte durchdringen u.
zentrisch zu jenen inner- halb von Bohrungen in der Federplatte Druckfedern an geordnet sind, welche auf die Zwischenplatte Lund die Federplatte auseinander drückende Kräfte ausüben und dass Mittel vorgesehen sind, welche die Federführungs- bolzen unter Zusammenpressen der Druckfedern radial nach aussen verschieben und dass die Enden der Feder führungsbolzen Rillen aufweisen, in welche Laschen ein schiebbar sind, derart,
dass bei Verringerung der Zu sammenpressung der Druckfedern das Zurückgleiten der Federführungsbolzen unter Festklemmen der Laschen aufgehalten wird und dadurch die Zwischenplatte mit Spiel druckentlastet freiliegt und herausziehbar ist.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispie len näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die lösbare Verbindung in einer Polrad ebene.
Fig. 1 a zeigt ein Detail. Fig. 2 zeigt eine Lasche.
Fig. 3 zeigt die lösbare Verbindung einer weiteren Ausführung.
In Fig. 1 ist 1 ein Ausschnitt am Polradkranz einer grossen elektrischen Maschine, dargestellt in einer Rad ebene. 2 ist ein Arm des Radsterns. Jeder Radsternarm weist eine lösbare Verbindung nach dem Polradkranz auf. Für den Übergang vom Radstemarm mit seiner End- platte 2a zum Polradkranz ist eine Zwischenplatte 5 und eine Federplatte 4 vorgesehen. Die Zwischenplatte bildet das eigentliche Mittel für die lösbare Verbindung.
Die Federplatte ist T-förmig und ist mit ihrem schwalben- schwanzförmigen Mittelstück 4b in einer entsprechend profilierten Nut des Polradkranzes starr eingeklemmt. Dazu sind längs der Nut einlegbare Stahlleisten 20 und 21 vorgesehen, die in ihrer Dicke Anzug aufweisen. Ihr Anzug ist gegeneinander gerichtet. Durch Hineinschlagen dieser Leisten von einer oder von beiden Seiten des Pol radkranzes wird eine starre Verklemmung des Mittel stückes der Federplatte mit dem Polradkranz erreicht. Dadurch werden unterschiedliche Beanspruchungen der Druckfedern 7 infolge des Drehmomentes vermieden.
Zwischen der Federplatte und der Zwischenplatte besteht ein Spielabstand a. Auf der Zwischenplatte liegen radial verschiebbare Federführungsbolzen 6 auf. Diese durch- dringen die Federplatte 4. Zentrisch zu den Federfüh- rungsbolzen und innerhalb abgesetzter Bohrungen 4a in der Federplatte sind Tellerfedern 7 angeordnet. Diese üben auseinanderdrückende Kräfte auf die Zwischen platte und die Federplatte aus, wobei die Zwischenplatte 5 auf die Endplatte 3 des Radstemarmes gedrückt wird.
Der Druck dieser Federn ist aus Sicherheitsgründen sehr gross. Dadurch sollen irgendwelche Ungleichheiten in der möglichen Deformation des Rotorkranzes z. B. infolge ungleicher Reibungskräfte in den Gleitflächen 11 zwi schen den Endplatten 3 und den anliegenden Leisten (siehe unten) 12 auf ein Minimum beschränkt bleiben.
Weiter sind Mittel vorhanden, die Federführungsbolzen 6 unter Zusammenpressen der Tellerfedern 7 radial nach aussen zu verschieben. Diese Verschiebung ist erforder lich, um erstmalig oder auch später bei Revisionen den Polradkranz und den Polradstern unter Einhaltung eines Spielabstandes in eine gegenseitige zentrische Lage zu bringen,
so dass bei nachhefigem Nachlassen der Zu- sammendrückung der Tellerfedern unter gleichzeitigem Aufdrücken der Zwischenplatten auf die Endplatten die gegenseitige Verspannung des Polradkranzes mit dem Polradstern erfolgt. Bevor aber diese Verspannung ein treten kann, müssen die Federführungsbolzen in einer ra dial nach aussen verschobenen Lage gehalten werden können. Zu diesem Zweck weisen die Federführungsbol- zen 6 Rillen 6a auf.
Wenn nun beide Bolzen eines jeden Radsternarmes nach aussen verschoben sind und die Rillen 6a an der Oberseite 4b der Federplatten frei liegen, wie auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestellt, wird je eine Lasche 10 mit U-förmigem Ausschnitt entsprechend der Rillen 6a (Fig. 2) in Polachsen-Richtung in die Ril len 6a eingeschoben. Nach Loslassen der Bolzen 6 drük- ken die Federn 7 die Bolzen radial nach innen.
Letztere bewegen sich etwas zurück und bleiben dann in den Laschen hängen mit ebenfalls etwa einem Spielabstand a gegenüber der Zwischenplatte 5. In diese Lage der Federführungsbolzen ist der Polradkranz vom Polrad stern gelöst. Die lösbare Verbindung ist offen. Es kann nun der Radstern bei zurückbleibendem Polradkranz oder der Polradkranz gegenüber dem zurückbleibenden Radstern vertikal herausgehoben werden.
Um z. B. bei Revisionen an der bereits mit der Tur bine zusammenmontierten Maschine die Verbindung zwi schen Polradkranz und Radstern zu lösen, sind gemäss der Fig. 1 in den Endplatten der Radsterne koaxial mit den Federführungsbolzen 6 Abdrückschrauben 9 vorge sehen. Durch Herausdrehen dieser Abdrückschrauben von der Rotorachse weg, werden die Federführungsbol- zen 6 gehoben, bis die Rillen. 6a frei liegen und die La schen 10 eingeschoben werden können.
Hierauf werden die Abdrückschrauben 9 wieder zurückgeschraubt und herausgenommen und an einem anderen Arm wieder eingeschraubt, wo sich das gleiche Verschieben wieder holt.
Die Federplatten weisen Abkröpfungen 4b auf, in denen Stellschrauben 8 und 15 tangential eingesetzt sind. Diese übertragen das Betriebsdrehmoment der Maschine. Dabei pressen die Stellschrauben auf planparallel zum Radsternarm liegende Leisten 12 auf, welche seitlich an den Endplatten 3 anliegen. Die Pressleisten werden durch angeschweisste, tangential verschiebbare Bolzen 13 (Fig. la) gegen radiale Verschiebung gehalten. Die Bol zen sind in der Flucht und zwischen den Stellschrauben angebracht.
Im Betrieb liegen die Stellschrauben 8 und 15 und die Leisten 12 spielfrei unter einer gewissen Vor- spannung an. Für das Lösen der Verbindung werden diese zurückgedreht. Die Leisten 12 können auf Gleit flächen 11 gegenüber den Radsternarmen Verschiebun gen ausführen, wie solche bei grossen Maschinen normal vorhanden sind. Verschiebungen dieser Art können einige Milimeter ausmachen zufolge Polradkranz-Dehnung durch Fliehkräfte.
Trotz dieser Verschiebungen in den Gleitflächen be steht für die Drehmomentübertragung eine kraftschlüs sige Verbindung zwischen den Radsternarmen und den Federplatten und damit mit dem Polradkranz.
Bei grossen Kranzdurchmessern und hohen Kranz beanspruchungen, insbesondere, wenn die Überdrehzahl bei Vollastabschaltung hoch ist, heben sich nämlich die Kränze einseitig 2 bis 3 Millimeter von den Radstern armen ab. Der Spielabstand a vergrössert sich so um 2 bis 3 mm. Wenn eine Maschine täglich mehrmals ange lassen wird, z. B. in einem Spitzenkraftwerk könnten sich die Gleitflächen 11 mit 'der Zeit abnützen, so dass die Zentrierung der Kränze gefährdet wäre. Durch Nach stellung der Schrauben 8 kann dies korrigiert werden. Um die Abnützung klein zu halten werden die Gleitflächen mit einem Feststoffgleitmittel behandelt, z.
B. durch Mo- lybdänisulfid-Pulver. Die Löcher in den Abkröpfungen 4b weisen etwas Spiel auf, damit die Führungsleisten 12 bei einer Demontage zurückgeschoben werden können. Die auf der Gegenseite der Stellschrauben 8 eingesetzten Gewindebolzen 15 können bei der Montage angeschweisst werden.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, in welcher-die Zwischenplatte 5 doppel-T-förmig ausgebil det ist. Sie ist mit der Endplatte 3 verschraubt, so dass ihre verhältnismässig grosse Fliehkraft die Federn nicht zusätzlich belastet. Die Gleitflächen 11 befinden sich an planparallelen Seiten der Federplatte 4. Die grössere Dicke der Zwischenplatte ergibt beim Ausbau des Rad sternes gegenüber den Kranzteilen mehr Spiel.
Anstelle der Schrauben 9, deren ein- und ausgewinden ziemlich Zeit erfordert, können zum raschen Anheben der Federführungsbolzen hydraulische Pressen angewen det werden.
Detachable connection for a pole wheel rim on the wheel spider of a large vertical-axis electrical machine It is known to shrink pole wheel rims of large electrical machines, in particular sheet metal rims, onto the pole wheel rims in such a way that they are still firmly on the wheel spider even at over speed and full-load shutdown sit, so don't stand out.
This ensures a perfect position of the pole wheel rim with respect to the shaft axis. The shrinkage can be achieved by heating the rotor rings or by a wedge device. The resulting shrinkage forces occurring between the pole wheel rims and wheel spider arms can be very large, and thus also the stress in the wheel spider arms, so that in many cases a reinforcement of the pole wheel spider is necessary.
This is particularly the case with vertical-axis shield rotors, as a result of which the shrinkage in the wheel star-poor causes great bending stresses. In order to avoid this and also to save the hassle and costs of shrinking or wedging, it is desirable to be able to do without shrinking or wedging at all.
Furthermore, it is desirable that, in the case of vertical electrical machines (turbines or pump groups), the rotor rims can easily be separated from the wheel hubs by the machine personnel at any time. This enables a smaller crane to be provided which can only be used for the heaviest individual parts of the rotor, i. for pole wheel rim, wheel spider, shaft, turbine wheel. The wheel rims separated from the wheel spider including the poles are placed on support spindles in the machine. It should also be possible to lift out the entire turbine wheel without the rotor ring also having to be lifted out.
The invention relates to an easily detachable connection for a pole wheel rim on the wheel spider of a large vertical-axis electrical machine.
The invention consists in that the transition from each wheel spider arm to the flywheel ring takes place via an inter mediate plate and a spring plate and there is a clearance between tween the intermediate plate and the spring plate and that radially displaceable spring guide bolts are present, which penetrate the spring plate u for centering .
centrically to those within bores in the spring plate are arranged compression springs which exert forces on the intermediate plate L and the spring plate pushing apart and that means are provided which move the spring guide bolts radially outwards while compressing the compression springs and that the ends the spring guide pin have grooves into which tabs can be pushed,
that when the compression of the compression springs is reduced, the sliding back of the spring guide bolts is stopped while the tabs are clamped tightly, and the intermediate plate is thereby exposed and relieved of pressure with play and can be pulled out.
The invention is explained in more detail with reference to Ausführungsbeispie len.
Fig. 1 shows the releasable connection in a pole wheel plane.
Fig. 1 a shows a detail. Fig. 2 shows a tab.
Fig. 3 shows the releasable connection of a further embodiment.
In Fig. 1, 1 is a section on the flywheel ring of a large electrical machine, shown in a wheel plane. 2 is one arm of the wheel star. Each wheel star arm has a detachable connection to the pole wheel rim. An intermediate plate 5 and a spring plate 4 are provided for the transition from the wheel stem arm with its end plate 2a to the pole wheel rim. The intermediate plate forms the actual means for the releasable connection.
The spring plate is T-shaped and is rigidly clamped with its dovetail-shaped center piece 4b in a correspondingly profiled groove in the rotor ring. For this purpose, steel strips 20 and 21 which can be inserted along the groove are provided, which are thick in their thickness. Their suits are facing each other. By knocking in these bars from one or both sides of the pole wheel rim a rigid clamping of the middle piece of the spring plate with the pole wheel rim is achieved. This avoids different stresses on the compression springs 7 due to the torque.
There is a clearance a between the spring plate and the intermediate plate. Radially displaceable spring guide pins 6 rest on the intermediate plate. These penetrate the spring plate 4, centered on the spring guide bolts and within offset bores 4a in the spring plate, plate springs 7 are arranged. These exert pushing apart forces on the intermediate plate and the spring plate, the intermediate plate 5 being pressed onto the end plate 3 of the wheel stem arm.
The pressure of these springs is very high for safety reasons. This should any inequalities in the possible deformation of the rotor ring z. B. due to unequal frictional forces in the sliding surfaces 11 between tween the end plates 3 and the adjacent strips (see below) 12 remain limited to a minimum.
Means are also provided to move the spring guide pins 6 radially outward while the plate springs 7 are pressed together. This shift is necessary in order to bring the pole wheel rim and the pole wheel star into a mutual centric position for the first time or later during revisions while maintaining a clearance distance.
so that when the compression of the disc springs is subsequently reduced while the intermediate plates are simultaneously pressed onto the end plates, the pole wheel rim is mutually braced with the pole wheel star. But before this tension can occur, the spring guide pins must be able to be held in a ra dial outwardly displaced position. For this purpose, the spring guide bolts 6 have grooves 6a.
If both bolts of each wheel spider arm are now shifted outwards and the grooves 6a are exposed on the upper side 4b of the spring plates, as shown on the right-hand side of FIG. 1, a bracket 10 with a U-shaped cutout corresponding to the grooves 6a ( Fig. 2) inserted in the polar axis direction in the Ril len 6a. After the bolts 6 are released, the springs 7 press the bolts radially inward.
The latter move back a little and then stay in the tabs with about a clearance distance a from the intermediate plate 5. In this position of the spring guide pin, the flywheel ring is released from the flywheel star. The releasable connection is open. The wheel spider can now be lifted out vertically with the pole wheel rim remaining or the pole wheel rim opposite the wheel spider remaining behind.
To z. B. in revisions to the already assembled with the tur bine machine to solve the connection between rule ring and wheel spider, are shown in Fig. 1 in the end plates of the wheel spiders coaxially with the spring guide bolts 6 6 jacking screws 9 provided. By unscrewing these forcing screws away from the rotor axis, the spring guide bolts 6 are lifted until the grooves. 6a are exposed and the tabs 10 can be inserted.
The jacking screws 9 are then screwed back again and removed and screwed back into another arm, where the same shifting takes place again.
The spring plates have bends 4b in which adjusting screws 8 and 15 are inserted tangentially. These transmit the operating torque of the machine. The adjusting screws press onto strips 12 lying plane-parallel to the wheel star arm, which are in contact with the end plates 3 at the sides. The pressure bars are held against radial displacement by welded, tangentially displaceable bolts 13 (FIG. 1 a). The bolts are in alignment and between the set screws.
In operation, the adjusting screws 8 and 15 and the strips 12 rest against play under a certain pretension. To release the connection, these are turned back. The strips 12 can run on sliding surfaces 11 with respect to the wheel spider arms Verschiebun conditions, such as those normally present in large machines. Displacements of this kind can amount to a few millimeters due to the expansion of the pole wheel rim due to centrifugal forces.
Despite these shifts in the sliding surfaces, there is a force-fit connection between the wheel spider arms and the spring plates and thus with the rotor ring for torque transmission.
In the case of large rim diameters and high rim loads, especially if the overspeed is high when the gear is switched off at full load, the rims stand out on one side by 2 to 3 millimeters from the wheel spider arms. The clearance distance a thus increases by 2 to 3 mm. If a machine is left several times a day, z. B. in a peak power plant, the sliding surfaces 11 could wear out over time, so that the centering of the rings would be endangered. This can be corrected by adjusting the screws 8. In order to keep the wear and tear small, the sliding surfaces are treated with a solid lubricant, e.g.
B. by molybdenum sulfide powder. The holes in the bends 4b have some play so that the guide strips 12 can be pushed back during disassembly. The threaded bolts 15 used on the opposite side of the adjusting screws 8 can be welded on during assembly.
In Fig. 3 a variant is shown in which-the intermediate plate 5 is double-T-shaped ausgebil det. It is screwed to the end plate 3 so that its relatively large centrifugal force does not additionally load the springs. The sliding surfaces 11 are located on plane-parallel sides of the spring plate 4. The greater thickness of the intermediate plate results in more play when removing the wheel star compared to the rim parts.
Instead of the screws 9, which require quite a bit of time to screw in and out, hydraulic presses can be used to quickly raise the spring guide pins.