SU1713025A2 - Electrical machine - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Цель, изобретени  - повышение надежности путем иск71ючени  контактных напр жений в центрирующем подшипнике. Электрическа  машина содержит вал t ротора, на концевой части которого установлена с возможностью аксиальногоперемещени  промежуточна  втулка 4, снабженна  элементами сцеплени  5 и наружной винтовой резьбой 6. Ход втулки 4 ограничен сквозным штифтом 7, расположенным в пределах прорези 8 в валу 1. Под действием пружины 9 элементы сцеплени  5 введены в зацепление с ответными элементами сцеплени  выходного валика 10 машины, который сцентрирован с помощью центрирующего подшипника скольжени  11. Внутреннее кольцо 13 центрирующего подшипника снабжено шлицами 15. сопр гаемыми с ответными шлицами, расположенными на конце стержневой части 14 выходного валика 1р. При этом из-за исключени  контактных напр жений в центрирующем подшипнике повышаетс  срок службы и надежность. З'ил.LOGThe invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to increase reliability by eliminating contact stresses in a centering bearing. The electric machine contains a shaft t of the rotor, on the end part of which the intermediate sleeve 4 is mounted with axial displacement, equipped with coupling elements 5 and an external screw thread 6. The stroke of the sleeve 4 is limited by a through pin 7 located within the slot 8 in the shaft 1. Under the action of a spring 9 the clutch elements 5 are engaged with the clutch response elements of the output roller 10 of the machine, which is centered using the centering slide bearing 11. The inner ring 13 of the centering bearing provided with slots 15. mated with counter slots located at the end of the rod part 14 of the output roller 1p. However, due to the exclusion of contact stresses in the centering bearing, the service life and reliability are increased. Z'il.LOG

Description

Изобретение относитс  к электромашиностроению , а именно к электрическим машинам , содержащим устройство дл  расцеплени  валов машины и приводного агрегата, и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт.св. N; 1257756.The invention relates to electrical engineering, in particular to electric machines comprising a device for disengaging the shafts of a machine and a drive unit, and is an improvement of the known device according to the author. N; 1257756.

Известна  электрическа  машина содержит вал ротора, на концевой части которого установлена с возможностью аксиального перемещени  втулки с наружной резьбой, корпус, в котором установлен с возможностью радиального перемещени  резьбовой элемент, выходной валик с центрирующим подшипником и элементами сцеплени  с втулкой, и пружину, причем центрирующий подшипник установлен на конце выходного валика внутри вала ротораThe known electric machine comprises a rotor shaft, on the end of which is mounted with the possibility of axial movement of the sleeve with an external thread, a housing in which the threaded element is installed with the possibility of radial movement, an output roller with a centering bearing and coupling elements with the sleeve, and a spring, and the centering bearing mounted on the end of the output roller inside the rotor shaft

коаксиально втулке и закреплен в аксиальном направлении, при этом выходной валик соединен с диском, на котором выполнены элементы сцеплени  и монтажные отверсти .coaxially to the sleeve and fixed in the axial direction, with the output roller connected to the disk on which the coupling elements and mounting holes are made.

Недостатком такой конструкции  вл етс  наличие значительных напр жений в местах контакта шариков (или роликов) с беговыми дорожками наружного и внутреннего колец центрирующего подшипника в процессе работы электрической машины. Контактные напр жени  возникают в результате радиальных микросмещений втулки относительно выходного валика, неизбежно по вл ющихс  вследствие эффекта самоустаиовки двух сопр женных между собой орцовыми зубь ми деталейThe disadvantage of this design is the presence of significant stresses at the points of contact of the balls (or rollers) with the treadmills of the outer and inner rings of the centering bearing during operation of the electric machine. Contact stresses arise as a result of the radial micro-displacements of the sleeve relative to the output roller, which inevitably appear due to the self-decoupling effect of two parts connected with each other by Orcot teeth

при передаче от одной к другой крут щего момента.when transmitting from one to another torque.

В процессе работы электрической машины центрирующий подшипник не вращаетс . В результате длительного воздействи  контактных напр жений в услови х вибраций происходит местна  выработка материала беговых дорожек и шариков (роликов) центрирующего подшипника. Такой износ не опасен в процессе нормальной работы электрической машины, но в процессе расцеплени  валов центрирующий подшипник должен начать вращение, не передава  крут щий момент от выходного валика на вал ротора. Местный износ элементов качени  центрирующего подшипника создает повышенное сопротивление качению, вследствие чего возможна частична  передача крут щего момента через центрирующий подшипник на вал ротора при сработавшем механизме расцеплени  или полна  передача крут щего момента в результате заклинивани  центриру ющего подшипника продуктами износа.During operation of the electric machine, the centering bearing does not rotate. As a result of prolonged exposure to contact stresses under vibration conditions, local production of the material of the treadmills and balls (rollers) of the centering bearing occurs. Such wear is not dangerous during the normal operation of the electric machine, but in the process of uncoupling the shafts, the centering bearing should start rotation without transferring torque from the output roller to the rotor shaft. The local wear of the rolling elements of the centering bearing creates increased rolling resistance, as a result of which partial torque transmission through the centering bearing to the rotor shaft is possible with the tripping mechanism triggered or the full torque transmission due to wear of the centering bearing.

Кроме того, в момент срабатывани  механизма расцеплени  при разьединении торцовых зубьев возникает значительна  осева  сила импульсного характера, пропорциональна  передаваемому крут щему моменту. Эта сила передаетс  от торцовых зубьев через диск и стержневую часть выходного валика на внутреннее кольцо центр .мрующего подшипника. .8 случае использовани  в качестве центрирующего подшипника шарикового подшипника размещение его внутри вала ротора обуславливает его малые размеры, а соответстеенно малые допустимые грузоподъемности. Поэтому использование шарикового подшипника снижает надежность устройства, так как может привести к его разрушению своей силой, возникающей в момент расцеплени  торцовых зубьев, а следовательно, к заклиниванию подшипника и передаче крут щего момента от приводного агрегата к ротору машины через заклинивший центрирующий подшипник при сработавшем механизме расцеплени .In addition, at the moment of tripping mechanism tripping, when the end teeth are disconnected, a significant axial force of a pulsed character occurs, which is proportional to the transmitted torque. This force is transmitted from the end teeth through the disk and the core part of the output roller to the inner ring of the center of the muting bearing. .8 if a ball bearing is used as a centering bearing, its placement inside the rotor shaft causes its small dimensions, and correspondingly small permissible load capacities. Therefore, the use of a ball bearing reduces the reliability of the device, since it can lead to its destruction by the force that occurs at the moment of uncoupling the end teeth, and consequently, to the wedging of the bearing and the transfer of torque from the drive unit to the rotor of the machine through the wedged centering bearing when the disengagement mechanism operates .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем исключени  контактных напр жений в Центрирующем подшипнике.The aim of the invention is to increase reliability by eliminating contact stresses in a centering bearing.

Указанна  цель достигаетс  тем. что в электрической машине, содержащей вал ротора, на концевой части которого установлена с возможностью аксиального перемещени  втулка с наружной резьбой, корпус, в котором установлен с возможностью радиального перемещени  резьбовой элемент, выходной валик с центрирующимThis goal is achieved by that in an electric machine containing a rotor shaft, on the end part of which a sleeve with an external thread is mounted for axial movement, a housing in which the thread element is installed for moving radially, an output roller with a centering

подшипником и элементами сцеплени  с втулкой и пружину, причем центрирующий подшипник установлен на конце выходного валика внутри вала ротора коаксиальноbearing and coupling elements with the sleeve and the spring, with the centering bearing mounted on the end of the output roller inside the rotor shaft coaxially

втулке и закреплен в аксиальном направлении , при этом выходной валик соединен с диском, на котором выполнены элементы сцеплени  и монтажные отверсти , центрирующий подшипник выполнен в виде под0 шипника- скольжени  с внутренним и наружным кольцами, одно из колец выполнено со шлицами, установленными в пазах ответного шлицевого соединени , выполненного на сопр гаемой детали.the sleeve and is fixed in the axial direction, while the output roller is connected to the disk on which the coupling elements and mounting holes are made, the centering bearing is made in the form of a sliding bearing with the inner and outer rings, one of the rings is made with slots installed in the grooves of the response spline connection, made on the mating part.

5 На фиг.1 изображена электрическа  машина , продольный разрез; на фиг.2 - электрическа  машина при срабатывании механизма расцеплени , продольный разрез; на фиг.З- увеличенный вид центрирую0 щего подшипника.5 Figure 1 shows an electrical machine, a longitudinal section; Fig. 2 shows an electrical machine when a trip mechanism triggers, a longitudinal section; FIG. 3 shows an enlarged view of the centering bearing.

Вал 1 ротора установлен в подшипниках 2. размещенных в гнездах корпуса 3, На концевой части вала 1 установлена с возможностью аксиального перемещени  про5 межуточна  втулка 4, снабженна  элементами сцеплени  5 и наружной винтовой резьбой 6. Ход втулки 4 ограничен, штифтом 7, расположенным в г1рёдел9х прорези 8 в валу 1. Под действием размещенной внутри вала 1 пружины 9 элементы сцеплени  5 втулки 4 введены в зацепление с ответными элементами сцеплени  выходного валика 10 машины, который закреплен и сцентрирован с помощью центрирующегоThe rotor shaft 1 is mounted in bearings 2. placed in the sockets of the housing 3. At the end part of the shaft 1, an intermediate sleeve 4 is fitted with axial movement, equipped with coupling elements 5 and an external screw thread 6. The sleeve 4 is limited by a pin 7 located in the hinge 9 slots 8 in the shaft 1. Under the action of the spring 9 placed inside the shaft 1, the coupling elements 5 of the bushings 4 are engaged with the coupling elements of the output roller 10 of the machine, which is fixed and centered using the centering

5 подшипника скольжени  11, расположенного внутри вала 1 ротора коаксиально промежуточной втулке 4 и закреплен в аксиальном направлении в зоне размещени  промежуточной втулки 4, причем наружное кольцо 125 of a sliding bearing 11, located inside the rotor shaft 1, is coaxial with the intermediate sleeve 4 and is fixed axially in the area of the intermediate sleeve 4, the outer ring 12

0 центрирующего подщипника скольжени  11 размещено в валу ротора, а внутреннее кольцо 13 размещено на конце стержневой части 14 выходного валика 10.The centering slide 11 is positioned in the rotor shaft, and the inner ring 13 is located at the end of the core portion 14 of the output roller 10.

Дл  компенсации угловых смеш,енийTo compensate for angular mixing

5 внутреннего кольца 13 центрирующего подшипника скольжени  11 относительно наружного кольца 12, возникающих в результате неблагопри тного сложени  допусков на изготовление деталей механизма расцеплени ,5 of the inner ring 13 of the centering slide bearing 11 relative to the outer ring 12, resulting from the unfavorable addition of tolerances for the manufacture of the parts of the uncoupling mechanism,

0 рабоча  поверхность внутреннего кольца 13 центрирующего подшипника скольжени  11 может иметь сферическую форму.0, the working surface of the inner ring 13 of the centering slide bearing 11 may have a spherical shape.

Внутреннее кольцо 13 центрирующего подшипника скольжени  снабжено шлица5 ми 15, сопр гаемыми с ответными шлицами, расположенными на конце стержневой час-ти 14 выходного валика 10.The inner ring 13 of the centering slide bearing is provided with slots 5 and 15 that mate with counter slots located at the end of the rod part 14 of the output roller 10.

Возможен конструктивный вариант выполнени  внутреннего кольца 13 центрирующего подшипника скрльжени  11 за одноA constructive variant of the inner ring 13 of the centering bearing 11 is possible for one

целое с концом стержневой части 14 выходного валика 10. При этом наружное кольцо 12 центрирующего подшипника скольжени  11 должно быть снабжено шлицами, сопр гаемыми с ответными шлицами, расположенными внутри вала 1 ротора машины .integral with the end of the core part 14 of the output roller 10. In this case, the outer ring 12 of the centering slide bearing 11 must be provided with slots mating with counter slots located inside the shaft 1 of the rotor of the machine.

На другом конце стержневой части 14 выходного валика 10 размещены шлицм 16 дл  сочленени  с приводным агрегатом. Со стержневой частью 14 выходного валика 10 неподвижно соединен диск 17, содержащий элементы сцеплени  в виде торцовых зубьев и монтажные отверсти  18 дл  монтажа элементов креплени  центрирующего подШ11пника скольжени  11 внутри вала Т машины . Резьбовой элемент 19 с винтовым сектором на конце, предназначенный дл  взаимодействи  с наружной винтовой нарезкой 6 промежуто ной втулки 4, установлен в канале корпуса 3 с обеспечением возможности перемещени  в радиальном направлении.At the other end of the core portion 14 of the output roller 10, the spline 16 is arranged for coupling with the driving unit. A disk 17 containing fixed elements in the form of end teeth and mounting holes 18 for mounting fastening elements of the centering slide 11 in the shaft T of the machine is fixedly connected to the core part 14 of the output roller 10. A threaded element 19 with a screw sector at the end, designed to interact with the external screw thread 6 of the spacer sleeve 4, is installed in the channel of the housing 3 with the possibility of movement in the radial direction.

В процессе работы вращающий момент от приводного агрегата к ротору машины (или наоборот) передаетс  через выходной валик 10, зацепление элементов сцеплени  в виде торцовых зубьев 5, промежуточную втулку 4 и шлицы на валу ротора. При этом центрирующий подшипник скольжени  11 не работает. Он вращаетс  заодно с ротором , но его наружное 12 и внутреннее 13 кольца не вращаютс  друг относительно друга.During operation, the torque from the drive unit to the rotor of the machine (or vice versa) is transmitted through the output roller 10, the engagement of the clutch elements in the form of end teeth 5, the intermediate sleeve 4 and the splines on the rotor shaft. In this case, the centering slide bearing 11 does not work. It rotates in concert with the rotor, but its outer 12 and inner 13 rings do not rotate relative to each other.

При необходимости расцеплени  валов в процессе работы резьбовой элемент 19 перемещаетс  по радиусу к оси вращени  ротора машины и сопр гаетс  по наружной винтовой резьбе 6 с промежуточной втулкой 4. В результате действи  винтовой пары вращающа с  промежуточна  втулка 4 перемещаетс  по шлицам вала 1 ротора и, преодолева  сопротивление пружины 9,If it is necessary to disconnect the shafts during operation, the threaded element 19 moves radially to the axis of rotation of the rotor of the machine and mates along the external screw thread 6 with the intermediate sleeve 4. As a result of the screw pair, the rotating intermediate sleeve 4 moves along the splines of the rotor shaft 1 and, overcoming spring resistance 9,

разъедин ет зацепление торцовых зубьев 5. после чего передача вращающего момента от выходного валика 10 к ротору прекращаетс . Выходной валик 10 при этом продолжает вращатьс , обкатыва сь на центрирующем подшипнике скольжени  11, который вступает в работу после окончани  вала 1 ротора.disengages the engagement of the end teeth 5. After that, the transfer of torque from the output roller 10 to the rotor is stopped. The output roller 10 at the same time continues to rotate, rolling around on the centering slide bearing 11, which comes into operation after the end of the rotor shaft 1.

Дл  возобновлени  передачи моментаTo resume moment transmission

необходимо разъединить винтовую пару путем перемещени  резьбового элемента IQ по радиусу от оси вращени  ротора. При этом промежуточна  втулка 4 под действием пружины 9 возвращаетс  в исходное положение . торцовое зацепление зубьев 5 восстанавливаетс , а центрирующий подшипник скольжени  11 выключаетс  из работЫ , так как вращение его колец друг относительно друга прекращаетс .it is necessary to disconnect the screw pair by moving the threaded element IQ radially from the axis of rotation of the rotor. In this case, the intermediate sleeve 4 is returned to its original position by the action of the spring 9. the frontal engagement of the teeth 5 is restored, and the centering slide bearing 11 is turned off from work, as the rotation of its rings relative to each other stops.

Сцепление и расцепление валов может быть осуществлено многократно.Coupling and uncoupling of the shafts can be carried out repeatedly.

В предложенном устройстве применение центрирующего подшипника скольжени  совместно со шлицевым соединениемIn the proposed device, the use of a centering slide bearing together with a splined joint

одного.из его колец с сопр гаемой деталью позвол ет исключить контактные напр жени  в подшипнике скольжени , а следовательно , обеспечить повышение надежности электрической машины и увеличение ее срока службы, определ емого возможност ми мощных подшипников вала ротора.one of its rings with the mating part allows eliminating contact stresses in the sliding bearing and, therefore, increasing the reliability of the electric machine and increasing its service life, determined by the capabilities of the powerful rotor shaft bearings.

Claims (1)

Формула изобретени  Электрическа  машина по авт.св. №Invention Formula Electric machine according to auth.st. No 1257756. отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности путем исклю чени  контактных напр жений в центрирующем подшипнике, она выполнена в виде подшипника скольжени с внутренним и наружным кольцами, одно из колец выполнено со шлицами, установленными в пазах ответного шлицевого соединени , выполненного на сопр гаемой детали.1257756. characterized in that, in order to increase reliability by eliminating contact stresses in the centering bearing, it is made in the form of a sliding bearing with inner and outer rings, one of the rings is made with slots installed in the grooves of the response splined joint made on matching part. 9687 fmtSi 12 9687 fmtSi 12 19nineteen : :жтп:: zhtp Фиг.11 г 19 7 8Щ Фиг.г ЛП 15 1415 11 П Фиг,Ь 22 10g 19 7 8SC FIG. g LP 15 1415 11 P FIG., L 22 10