BR102013024459A2 - conjunto mecânico e método para usar um encaixe mecânico - Google Patents

Abstract

conjunto mecânico e método para usar um encaixe mecânico trata-se de um conjunto mecânico tal como uma escora de transferência de torque (1) para uma máquina superconjdutora rotativa. a escora de transferência de torque (1) inclui um tubo compósito (42) que tem uma primeira extremidade que é recebida em um encaixe de fixação. o encaixe de fixação pode incluir um alojamento ou borne de extremidade (2), uma cunha de fixação (18) que é aparafusada em uma peça roscada por parafuso (8) do alojamento de extremidade e um membro de fixação anular (20) que aplica uma força de fixação radial à primeira extremidade do tubo compósito (42) quando a escora de transferência de torque (1) está à temperatura ambiente. o encaixe de fixação e adaptado de tal modo que quando a escora de transferência de torque (1) é resfriada em uso, por exemplo, uma temperatura criogênica, o encolhimento do alojamento de extremidade (2) na direção axial devido ao resfriamento faz com que o membro de fixação anular (20) mantenha ou aumente substancialmente a força de fixação radial. mais particularmente, o encolhimento do alojamento de extremidade (2) faz com que a cunha de fixação (18) aplique uma força radial de fixação anular (20) para defletir radialmente para fora uma pluralidade de progressivamente crescente a um membro radialmente interno (22) do membro dedos axiais espaçados de modo circunferencial (32). a primeira extremidade do tubo compósito (42), portanto, permanece fixada de modo seguro entre o membro radialmente interno (22) e um membro radialmente externo (24) que juntos definem um canal anular (26) no qual a primeira extremidade do tubo compósito ê recebida.

Description

“CONJUNTO MECÂNICO E MÉTODO PARA USAR Ulj/I ENCAIXE MECÂNICO” Descrição Campo da Técnica A presente invenção refere-se a conjuntos mecânicos em que pelo menos parte dos quais experimentam temperaturas baixas (opcionalmente criogênicas) em uso. Os conjuntos mecânicos podem ser usados como escoras de transferência de torque para uma máquina elétrica rotativa supercondutora, por exemplo, um motor ou gerador.

Antecedentes da Técnica Uma escora de transferência de torque para uma* máquina elétrica rotativa supercondutora pode ser fabricada montando-se um metal alojamento de extremidade a um mandril e, então, enrolando um pano ou ^ecido de fibra de carbono ao redor do alojamento de extremidade e do mandril para formar o componente. Frequentemente, o pano ou tecido de fibra de carbono é passado através de um banho de resina antes de ser aplicado. Tal processo pode ser descrito como um processo de ‘enrolamento úmido’.

Sumário da Invenção A presente invenção fornece um conjunto mecânico que compreende: um membro alongado que tem uma primeira extremidade; e um encaixe de fixação preso à primeira extremidade do membro alongado e que aplica uma força de fixação radial à primeira extijemidade do membro alongado quando o conjunto mecânico está à temperatura ambiente; em que o encaixe de fixação é adaptado de tal modo que quando o conjunto mecânico é resfriado, opcionalmente a uma temperatura criogênica, o encolhimento de pelo menos parte do encaixe de fixação na direção axial devido ao resfriamento faz com que o encaixe de fixação mantenha ou aumente substancialmente a força de fixação radial que oj mesmo aplica à primeira extremidade do membro alongado. O conjunto mecânico pode ser uma escora dé transferência de torque para uma máquina elétrica rotativa supercondutora. Uma máquina elétrica rotativa supercondutora inclui tipicamente um rotor cilíndrico montado para girar ao redor ou dentro de um estator de cooperação. O rotor ou estator pode incluir uma pluralidade de bobinas de campo supercondutor montadas em uma estrutura de apoio de bobina de campo. As bobinas de campo supercondutor e a estrutura de apoio de bobina de campo devem ser mantidas a temperaturas criogênicas (isto é, abaixo da temperatura crítica na qual as bobinas são supercondutoras) durante a operação. Em contraste, é preferencial que a montagem para a estrutura de apoio de bobina de campo seja mantida tão próxima à temperatura ambiente quanto possível a fim de permitir que o rotor ou estator se acople a outro equipamento ou componentes que operam à temperatura ambiente. As escoras de transferência de torque podem ser fornecidas entre a estrutura de apoio de bobina de campo e sua montagem para permitir a transferência do torque e outros estresses e para fornecer uma boa barreira térmica entre as mesmas. Uma escora de transferência de torque pode ser um encaixe de fixação separado em cada extremidade axial. Em outras palavras, um primeiro encaixe de fixação pode ser preso à primeira extremidade do membro alongado e um segundo encaixe de fixação pode ser preso a uma segunda extremidade do membro alongado. Tipicamente somente parte da escora de transferência de torque que compreende a primeira extremidade do membro alongado e o primeiro encaixe de fixação serão resfriados durante o uso, o resto da escora de transferência de torque, incluindo a segunda extremidade do membro alongado e o segundo encaixe de fixação, permanecerá à ou próximo à temperatura a mbiente. O encaixe de fixação pode incluir uma peça conectora para permitir que o conjunto mecânico seja conectado a outro componente, por exemplo, uma estrutura de apoio de bobina de campo no caso de um tubo de transferência de torque. Se um segundo encaixe de fixação for fornecido na segunda extremidade do membro alongado, então, a peça conectora do segundo encaixe de fixação pode permitir que a escora d^ transferência de torque seja conectada a uma montagem. O encaixe de fixação é adaptado para compensar qualquer redução na força de fixação radial que poderia ocorrer de outra maneira durante o resfriamento conforme as peças de componentes com diferentes coeficientes de expansão térmica encolhem por diferentes quantidades. Sem tal compensação então há um risco de que a conexão entre o encaixe de fixação e a primeira extremidade do membro alongado, que é rígida e segura à ou próxima à temperatura ambiente, se tornará frouxa conforme o conjunto mecânico é resfriado. Em outras palavras, o encaixe de fixação pode ser construído de tal modo que a força de fixação radial que é aplicada à primeira extremidade do membro alongado permaneça substancialmente constante conforme o conjunto mecânico é resfriado de modo que uma conexão rígida e segura seja mantida entre o membro alongado e o encaixe de fixação em ambas as temperaturas ambiente e criogênica. A força de fixação radial que é aplicada à primeira extremidade do membro alongado pode também aumentar conforme o conjunto mecânico é resfriado. Embora não geralmente preferencial, uma redução pequena na força de fixação radial que é aplicada à primeira extremidade do membro alongado pode ser aceitável contanto que permaneça dentro das tolerâncias aceitadas. O membro alongado pode ser um componente compósito padrão, por exemplo, um tubo fabricado a partir de um material compósito tal como plástico reforçado por fibra de carbono (CFRP) ou plástico reforçado por vidro (GRP). O tubo terá tipicamente um corte transversal substancialmente circular em sua primeira extremidade, mas outros cortes transversais são possíveis. Os tubos compósitos padrão de diâmetro ou corte transversal adequado podem ser utilizados por conveniência. As peças de componente do encaixe de fixação podem ser moldadas e dimensionadas para acomodar tais tubos compósitos padrão. O tubo compósito pode ser completamente oco ou ter uma primeira extremidade oca para receber o encaixe de fixação. O tubo compósito pode definir uma peça de escora linear de uma escora de transferência de torque. O encaixe de fixação pode incluir um membro jde fixação anular que compreende preferencialmente um membro radialmertte interno e um membro radialmente externo. Os membros radialmente interho e externo são i separados na direção radial para definir um canal anular entre os mesmos no qual a primeira extremidade do membro alongado é recebida em uso. Os membros radialmente interno e externo podem ser formados como um componente integral. O membro radialmente interno inclui preferencialmente uma pluralidade de fendas axiais espaçadas de modo circunferencial que se estendem a partir de uma peça base e que definem uma pluralidade de dedos axiais espaçados de modo circunferencial. As fendas axiais podem estender opcionalmente o comprimento axial total do membro de acoplamento anular. O membro de fixação anular aplica a força de fixação radial à primeira extremidade do membro alongado conforme descrito em mais detalhes abaixo. Os membros radialmente interno e externo podem ser formados como componentes separados e em outra disposição alternaliva, o membro radialmente externo pode formar parte do alojamento ou borne de extremidade (consulte abaixo). Qualquer referência no presente documento ao membro de fixação anular refere-se, portanto, em algumas disposiçõjes ao membro radialmente interno somente. O encaixe de fixação pode incluir um alojameijto ou borne de extremidade. A peça conectora que permite que o conjunto mecânico seja conectado a outro componente pode ser formada com^D uma peça do alojamento de extremidade. ! O encaixe de fixação pode incluir uma cunha dei fixação montada de modo seletivo a uma peça do alojamento de extremidade que é posicionada radialmente dentro do membro de fixação anular em uso. A cjjnha de fixação é dimensionada e moldada para ser um encaixe por contato dentro de uma extremidade anular aberta do membro radialmente interno do membro de fixação anular. Uma ou tanto a superfície radialmente extqrna da cunha de fixação quanto a superfície radialmente interna do membro de fixação anular podem ser anguladas em relação a um eixo geométrico longitudinal do conjunto mecânico de tal modo que a cunha de fixação aplique uma força radial progressivamente crescente ao membro radialmente interno conforme a cunha de fixação se move em uma primeira direção axial, isto é, em direção à peça base do membro de fixação anular. A cunha de fixação pode ser montada de modo seletivo ao alojamento de extremidade por meio de uma rosca de parafuso. Por exemplo, a superfície externa cilíndrica de uma peça do alojamento de extremidade que é posicionada dentro do membro de fixação anular em uso pode ser fornecida com uma rosca de parafuso externa e a cunha de fixação pode ser fornecida com uma rosca de parafuso interna complementar. A cunha de fixação pode, portanto, ser aparafusada no alojamento de extremidade até ser posicionada apropriadamente na peça roscada por parafuso do alojamento de extremidade. A rotação relativa entre a cunha de fixação e o membro de fixação anular pode ser impedida por pelo menos uma lingueta radial ou membro chave formado na superfície radialmente externa do membro de fixação anular que pode ser recebido em uma ou mais dentre as fendas axiais espaçadas de modo circunferencial no membro de fixação anular. Outros modos de impedir a rotação da cunha de fixação podem ser utilizados. Por exemplo, o membro de fixação anular pode ser fornecido com pelo menos uma língueta radial ou membro chave que pode ser recebido em um ou mais canais; ou fendas axiais na cunha de fixação. O encaixe de fixação pode incluir meios para ajustar a posição axial do membro de fixação anular em relação à peça conectora do alojamento de extremidade. Em uma disposição, o meio de ajuste pode ser uma ou mais cavilhas nas aberturas internamente roscadas por parafuso no alojamento de extremidade. As aberturas podem ser fornecidas em uma peça de flange radialmente externa do alojamento de extremidade que é alinhado radialmente com a peça base do membro de fixação anular. A extremidade não acionada de cada cavilha está contígua ao membro de fixação anular. As cavilhas impedem a rotação adicional entre o alojamento de extremidade e o membro de fixação anular e podem também ser usadas para ajustar o comprimento axial total da escora de transferência de torque para cumprir com as tolerâncias de projeto especificadas. Em outra disposição, o meio pode ser uma porca- I opcionalmente feita de aço inoxidável — que tem uma rosca de parafuso interna e que é aparafusada em uma superfície cilíndrica roscada por parafuso externamente do alojamento de extremidade. A porca está contígua ao membro de fixação anular e, como as cavilhas, pode impedir a rotação adicional entre o alojamento de extremidade e o membro de fixação anular e pode também ser usada para ajustar o comprimento axial total da escora de transferência de torque para cumprir com as tolerâncias de projeto especificadas.

Os componentes do encaixe de fixação podem ser feitos de qualquer material adequado. O alojamento de extremidade e o membro de fixação anular podem ser feitos de materiais que têm diferentes coeficientes de expansão térmica. | O alojamento ou borne de extremidade pode ser fabricado a partir de metal ou liga de metal, por exemplo, aço inoxidável ou alumínio. O membro de fixação anular pode ser fabricado a partir de metal ou liga de metal, por exemplo, ligas de Inconel® ou Invar (FeNi36). A cunha de fixação anular pode ser feita de metal ou liga de metal, por exemplo, aço inoxidável, ligas de Inconel® ou Invar (FeNi36).

Será prontamente apreciado que outros materiais podem ser usados. Preferencialmente, o coeficiente de expansão térmica do material de alojamento de extremidade é maior que este do material de membro de fixação anular de modo que o alojamento de extremidade encolha a uma taxa menor quando o encaixe de fixação é resfriado. A cunha de fixação anular é somente colocada sob compressão de modo que a mesma possa, algumas vezes, ser λ feita de um material que seja menos adequado a temperaturas; criogênicas.

Quando o conjunto mecânico está à temperatura ambiente, o membro de fixação anular é recebido de modo frouxo no alojamento de extremidade, opcionalmente com a peça base do membro ae fixação anular sendo alinhada axialmente com uma peça externa cilíndrica do alojamento de extremidade. O alojamento de extremidade pode, portanto, incluir opcionalmente uma peça conectora que define uma extremidade axial do alojamento de extremidade, uma peça roscada por parafuso na qual a cunha de fixação é aparafusada e que tem um diâmetro menor, uma peça que tem uma superfície externa substancialmente cilíndrica de diâmetro maior na qual o membro de fixação anular é montado ou recebido e uma dentre uma peça de flange radialmente externa de diâmetro ainda maior que está axialmente fora do membro de fixação anular ou uma peça externamente roscada por parafuso na qual uma porca de ajuste é aparafusada. A cunha de fixação é posicionada de modo deslizável dentro do membro de fixação anular (isto é, com cada lingueta radial ou membro chave recebido em uma fenda axial alinhada correspondente) e è aparafusada de modo frouxo na peça roscada por parafuso cilíndrica do alojamento de extremidade pela rotação relativa entre o membro de fixação anular e o alojamento de extremidade. A primeira extremidade do membro alongado é!, então, recebida no canal anular entre os membros radialmente interno e externo do membro de fixação anular. A primeira extremidade do membro alongado é preferencialmente um encaixe de tolerância próxima no canal anular de modo que uma deflexão para fora relativamente pequena dos dedos axiais do membro radialmente interno seja suficiente para exercer uma força de fixação radial na primeira extremidade do membro alongado.

Para aplicar a força de fixação radial à primeira extremidade do membro alongado, o alojamento ou borne de extremidade é girado em relação ao membro de fixação anular. A rotação da cunha de fixação em relação ao membro de fixação anular é impedida pela(s) lingueta(s) radial(is) ou membro(s) chave de tal modo que a cunha de fixação se mova ao longo da peça roscada por parafuso do alojamento de extremidade em uma primeira direção axial, isto é, em direção à peça base do membro de fixação anular. A(s) lingueta(s) radial(is) ou membro(s) chave deslizam dentro da(s) fenda(s) axial(is) do membro de fixação anular no qual cada urrj é recebido. O movimento da cunha de fixação na primeira direção axial aplica uma força radial progressivamente crescente ao membro radialmente interno da cunha de fixação anular com a qual o mesmo está em contato deslizante. Será prontamente apreciado que a força radial surge porque pelo menos um dentre e preferencialmente tanto a cunha de fixação quanto o membro radialmente interno têm uma superfície voltada angulada ou chanfrada conforme descrito acima. Os dedos axiais do membro radialmente interno são defletidos radialmente para fora pela cunha de fixação e aplicam uma força de fixação radial à primeira extremidade do membro alongado. Em ojutras palavras, a primeira extremidade do membro alongado é fixada de modo seguro entre os membros radialmente interno e externo do membro de fixação anular pela força de fixação radial de tal modo que o encaixe de fixação seja preso ao membro alongado. A rotação relativa entre o alojamento de extremidade e o membro de fixação anular é parada quando a força de fixação radial desejada é aplicada à primeira extremidade do membro alongado pelo membro de fixação anular. A rotação relativa adicional entre o alojamento de extremidade e o membro de fixação anular pode ser impedida pelas cavilhas, porca de ajuste ou outros meios de ajuste.

Quando o conjunto mecânico é resfriado, por exemplo, a uma temperatura criogênica, então, o alojamento de extremidade encolherá. O membro de fixação anular também encolherá, mas tipicamente a uma extensão menor porque tem um coeficiente de expansão térmica menor. Sob circunstâncias normais, as taxas de encolhimento diferentes reduziríam a força de fixação radial que é aplicada à primeira extremidade do nhembro alongado pelo membro de fixação anular, através disso comprometendo a integridade do conjunto mecânico. Entretanto, o encolhimento do alojamento de extremidade na direção axial faz com que a cunha de fixação se mova na primeira direção axial em relação ao membro de fixação anular. A cunha de fixação aplicará, portanto, uma força radial crescente ao membro radialmente interno do membro de fixação anular para pelo menos compensar qualquer redução na força de fixação radial que é causada pelos componentes do encaixe de fixação encolhendo a diferentes taxas. A presente invenção fornece adicionalmente um ijnétodo para usar um encaixe mecânico que compreende: um membro alongado que tem uma primeira extremidade; e um encaixe de fixação; sendo que o método compreende as etapas de: quando o conjunto mecânico está à temperatura ambiente, ajustar de modo seletivo o encaixe de fixação para aplicar uma força de fixação radial à primeira extremidade do membro alongado para prender o encaixe de fixação à primeira extremidade do membro alongado; e resfriar o conjunto mecânico, opcionalmente a uma temperatura criogênica, de modo que o encolhimento de pelo menos paite do encaixe de fixação na direção axial devido ao resfriamento faça com que o encaixe de fixação mantenha ou aumente substancialmente a força de fixação radial que o mesmo aplica à primeira extremidade do membro alongado.

Os recursos técnicos opcionais do conjunto mecânico são conforme descritos acima.

Desenhos A Figura 1 é uma vista lateral de parte de| uma escora de transferência de torque de acordo com a presente invenção; A Figura 2 é uma vista de corte transversal através da escora de transferência de torque da Figura 1;

A Figura 3 é uma vista de corte transversal ao longo da linha A-A da Figura 2; A Figura 4 é uma vista perspectiva explodida dá parte da escora de transferência de torque da Figura 1; e A Figura 5 é uma vista perspectiva explodida jde parte de uma escora de transferência de torque alternativa 1 ’ com uma porca de ajuste.

Em referência às Figuras 1 a 4, uma escora de transferência de torque 1 para uma máquina elétrica rotativa superconc utora inclui um alojamento ou borne de extremidade 2. O alojamento de extremidade 2 é fabricado a partir de aço inoxidável e inclui uma peça coneotora 4 com uma abertura 6 para conectar a escora de transferência de torque 1 a uma estrutura de apoio de bobina de campo (não mostrada) que deve ser mantida a uma temperatura criogênica quando a máquina elétrica rotativa su^ercondutora está operando. O alojamento de extremidade 2 inclui uma peça de extremidade 8 com uma superfície externa cilíndrica roscada por parafuso externamente 10, . j uma peça intermediária 12 com uma superfície externa cilíndrica 14 e uma peça de flange radialmente externa 16.

Uma cunha de fixação anular 18 é feita de liga de Inconel® ou Invar. A cunha de fixação 18 tem uma rosca de parafuso interna complementar e é aparafusada na peça de extremidade 8 do alojamento de extremidade 2. A cunha de fixação 18 inclui um par de linguetas radiais ou membros chave 18a em sua superfície radialmente externa 36.

Um membro de fixação anular 20 é também feita de liga de Inconel® ou Invar. O membro de fixação anular 20 inclui um membro radialmente interno 22 e um membro radialmente externo Í24. Os membros radialmente interno e externo 22, 24 são separados na dirjeção radial para definir um canal anular 26 entre os mesmos. O membro radialmente interno 22 inclui seis fendas axiais espaçadas de modo circunferencial 31 que se estendem a psirtir de uma peça base 28 do membro de fixação anular 20 em direção à extremidade anular 30. As fendas axiais definem seis dedos axiais espaçados de modo circunferencial 32 que podem ser defletidos radialmente para fora pelo movimento axial da cunha de fixação 18 para aplicar uma força de fixação radial. A superfície radialmente interna 34 do membro radialmente interno 22 e a superfície radialmente externa 36 da cunha de fixação 18 são ambas anguladas em relação a um eixo geométrico longitudinal 40 da escora de transferência de torque 1 para definir uma superfície de contato deslizante inclinada 38 entre o membro de fixação anular 20 e a cunha de fixação.

Uma extremidade do tubo compósito 42 é recebida no canal anular 26 entre os membros radialmente interno e externo 22, 24 do membro de fixação anular 20. Será prontamente apreciado que somente parte do tubo compósito 42 é mostrada nas Figuras 1 a 4 e que um encaixe de fixação separado pode ser fornecido no lado oposto para permitir que a escora de transferência de torque seja conectada a uma montagem. Um conector ou encaixe completamente diferente pode também ser fornecido na extremidade oposta.

As Figuras 1 a 3 mostram uma escora de transferência de torque instalada 1. A escora de transferência de torque 1 é tipicamente instalada à temperatura ambiente.

Para instalar a escora de transferência de torque 1, a cunha de fixação 18 é inserida no membro de fixação anular 20 com as linguetas radiais ou membros chave 18a recebidos em fendas axiais alinhadas correspondentemente 31 conforme mostradas na Figura 3. A cunha de fixação 18 é, então, aparafusada de modo frouxo na peça de extremidade 8 do alojamento de extremidade 2 pela rotação relativa entre o alojamento de extremidade e o membro de fixação anular 20. O membro de fixação anular 20 é recebido de modo frouxo na peça intermediária 12 do alojamento de extremidade 2 conforme mostrado na Figura 2. A extremidade do tubo compósito 42 é recebidai no canal anular 26. A rotação relativa entre o alojamento de ext-emidade 2 e o membro de fixação anular 20 faz com que a cunha de fixação 18 se mova ao longo da peça de extremidade roscada por parafuso 8 do alojamento de extremidade 2 em uma primeira direção axial indicada pela seta D. Será prontamente apreciado que a cunha de fixação 18 não pode girar em relação ao membro de fixação anular 20 por que as linguetas radiais ou membros chave 18a são recebidos nas fendas axiais 31 e os mesmos deslizam dentro das fendas axiais conforme a cunha de fixação 18 se move na primeira direção axial. O movimento da cunha de fixação 18 ao longo da superfície de contato deslizante inclinada 38 aplica uma força radial progressivamente crescente ao membro radialmente interno 22 do membro de fixação anular 20. Os dedos axiais 32 do membro radialmente interno 22 são defletidos radialmente para fora pela cunha de fixação 18 e aplicam uma força de fixação radial à primeira extremidade do tubo compósito 42. O tubo compósito 42 é, portanto, fixada de modo seguro entre os membros radialmente interno e externo 22, 24 do membro de fixação anular 20 de tal modo que o alojamento pe extremidade 2 seja preso ao tubo compósito. A rotação relativa entre o alojamento de extremidade 2 e o membro de fixação anular 20 é parada quando a força de fixação radial desejada é aplica pelo membro de fixação anular 20. Quatro cavilhas 44 são recebidas em aberturas roscadas por parafuso na peça de flange radialmente externa 16 do alojamento de extremidade 2 com suas extremidades não acionadas contíguas à peça base 28 do membro de fixação anular 20 conforme mostrado nas Figuras 1 e 2. As cavilhas 44 impedem qualquer rotação relativa adicional entre o alojamento de extremidade 2 e o membro de fixação anular 20. A peça base 28 do membro de fixação anular 20 é separada do flange radialmente externo 16 do alojamento de extremidade por um vão ou espaço axial 46 que é determinado pelas cavilhas 44. Em outras palavras, as cavilhas 44 podem ser usadas para ajustar a posição axial do membro Ide fixação anular 20 em relação à peça conectora 4 do alojamento de extremidade 2. As cavilhas 44 podem ser giradas com o uso de uma ferramenta ou acionador adequado para ajustar esse vão ou espaço axial 46 de modo que o comprimento axial total da escora de transferência de torque 1 cumpra com as tolerâncias de projeto especificadas. Por exemplo, as cavilhas 44 podem ser giradas em um primeiro sentido para aumentar o vão ou espaço axial 46 (isto é, para mover o membro de fixação anular 20 adicionalmente para longe da peça conectora 4 do alojamento de extremidade 2) para aumentar o comprimento axial total da escora de transferência de torque 1 ou vice versa.

Quando a extremidade da escora de transferência de torque 1 é resfriada, por exemplo, a uma temperatura criogênica, então, o alojamento de extremidade 2 encolherá. O membro de fixação anular 20 também encolherá, mas tipicamente a uma extensão menor porque tem um coeficiente de expansão térmica menor. O encolhimento do alojamento de extremidade 2 na direção axial faz com que a cunha de fixação 18 se mova na primeira direção axial em relação ao membro de fixação anular 20. A cunha de fixação 18 deslizará adicionalmente ao longo da superfície de contato inclinada 38 para aumentar a força radial que é aplicada ao membro radialm^nte interno 22 do membro de fixação anular 20. A força de fixação radial que é aplicada por sua vez pelo membro de fixação anular 20 ao tubo compósito 42 permanecerá substancialmente constante (o aumento na força radial aplicada pela cunha de fixação 18 compensa somente qualquer redução na força de fixação radial aplicada causada pelos componentes encolhendo a diferentes, taxas) ou podem ainda aumentar levemente (o aumento na força radial aplicada cunha de fixação excede qualquer redução na força de fixação radial aplicada causada pelos componentes encolhendo a diferentes taxas).

Uma escora de transferência de torque alternativa 1' é mostrada na Figura 5. A escora de transferência de torque 1’ é geralmente similar à escora de transferência de torque 1 mostrada nas Figuras 1 á 4 e foram dados a peças similares o mesmo numeral de referência. A escora de transferência de torque 1' tem um alojamento de extremidade diferente 2'. Ao invés da peça de flange radialmente externa 16, o alojamento de extremidade 2' inclui uma peça externaménte roscada por parafuso 48. Uma porca de ajuste internamente roscada por pjarafuso 50 é feita de aço inoxidável e aparafusada na peça roscada por parafuso 48. A porca de ajuste 50 está contígua à peça base 28 do membro de fixação anular 20 e posiciona a mesma em relação à peça conectora 4 do alojamento de extremidade 2'. A porca de ajuste 50 impede a rotação adicional entre o alojamento de extremidade 2' e o membro de fixação anular 20 e pode também ser usada para ajustar o comprimento axial total da escora dè transferência de torque V para cumprir com as tolerâncias de projeto especificadas. Por exemplo, a porca de ajuste 50 pode ser girada em um primeiro sentido para mover o membro de fixação anular 20 adicionalmente para longe da peça conectora 4 do alojamento de extremidade 2’ para aumentar o comprimento axial total da escora de transferência de torque 1’ ou vice versb.

Claims (15)

1. CONJUNTO MECÂNICO (1; T), que compreende: um membro alongado (42) que tem uma primeira extremidade; e um encaixe de fixação preso à primeira extremidade do membro alongado (42) e que aplica uma força de fixação radial à prirjieira extremidade do membro alongado (42) quando o conjunto mecânico (1) eptá à temperatura ambiente; em que o encaixe de fixação é adaptado de tal modo que quando o conjunto mecânico (1) é resfriado, opcionalmente a uma temperatura criogênica, o encolhimento de pelo menos parte do encaixe de fixação (2; 2') na direção axial devido ao resfriamento faz com que o encaixe de fixação mantenha ou aumente substancialmente a força de fixação radial que o mesmo aplica à primeira extremidade do membro alongado (42).

2. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 1, em que o membro alongado é um tubo (42) fabricado a partir de um material compósito.

3. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o encaixe de fixação inclui um membro de fixação anular (20) que compreende um membro radialmente interno (22) e um membro radialmente externo (24) separados na direção radial para definir um canal anular (26) no qual a primeira extremidade do membró alongado (42) é recebida.

4. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 3, em que o membro radialmente interno (22) inclui uma pluralidade de fendas axiais espaçadas de modo circunferencial que se estende a partir de uma peça base (28) do membro de fixapão anular (20) e que define uma pluralidade de dedos axiais espaçados de modo circunferencial (32).

5. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, em que o encaixe de fixação inclui im alojamento de extremidade (2; 2').

6. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 5, em que o alojamento de extremidade (2; 2') inclui uma peça conectora (4) que permite que o conjunto mecânico (1) seja conectado a outro componente.

7. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 5 ou 6, em que o alojamento de extremidade (2; 2') inclui uma peça roscada por parafuso (8).

8. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 7, em que o encaixe de fixação inclui uma cunha de fixação (18) com uma rosca de parafuso interno complementar e que é aparafusada na peça roscada por parafuso (8) do alojamento de extremidade [2; 2').

9. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 8, em que a cunha de fixação (18) é dimensionada e moldada para ser um encaixe por contato dentro de uma extremidade anular aberta (30) do membro radialmente interno (22) do membro de fixação anular (20).

10. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 8 ou 9, em que uma ou tanto a superfície radialmente externa (36) da cunha de fixação (18) quanto a superfície radialmente interna (34) do membro de fixação anular (20) são anguladas em relação a um eixo geométrico longitudinal (40) do conjunto mecânico (1; T) de tal modo que a cunha de fixação (18) aplica uma força radial progressivamesnte crescente ao membro radialmente interno (22) do membro de fixação anular (20) conforme a cunha de fixação (18) se move em uma primeira direção axial em relação ao membro de fixação anular (20).

11. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com a reivindicação 10, em que o encaixe de fixação é adaptado de tal modo que quando o conjunto mecânico (1; 1') é resfriado, o encolhimento do alojamento de extremidade (2; 2') faz com que a cunha de fixação (18) se mova na primeira direção axial em relação ao membro de fixação anular (20) para aplicar uma força radial progressivamente crescente ao membro radialmente interno (22) do membro de fixação anular (20).

12. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, que compreende adicionalmènte uma ou mais cavilhas (44) recebidas em aberturas roscadas por parafuso internamente no alojamento de extremidade (2) ou uma porca de ajuste (50) aparafusada em uma peça roscada por parafuso externamente (48) do alojamento de extremidade (2').

13. CONJUNTO MECÂNICO (1; 1’), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 12, em que o alojamento de extremidade (2; 2') e o membro de fixação anular (20) são fabricados a partir de materiais que têm coeficientes diferentes de expansão térmica.

14. CONJUNTO MECÂNICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, que é uma escora de transferência de torque (1; 1') para uma máquina elétrica rotativa supercondutora.

15. MÉTODO PARA USAR UM ENCAIXE MECÂNICO (1; 1'), que compreende: um membro alongado (42) que tem uma primeira extremidade; e um encaixe de fixação; sendo que o método compreende as etapas de: quando o conjunto mecânico (1; T) está à temperatura ambiente, ajustar de modo seletivo o encaixe de fixação para aplicar uma força de fixação radial à primeira extremidade do membro alongado (42) para prender o encaixe de fixação na primeira extremidade do membro alongado (42); e resfriar o conjunto mecânico (1; 1'), opciorjialmente a uma temperatura criogênica, em que o encolhimento de pelo menos parte do encaixe de fixação (2; 2') na direção axial devido ao resfriamento faz com que o encaixe de fixação mantenha ou aumente substancialmente a força de fixação radial que o mesmo aplica à primeira extremidade do membro alongado (42).