PL226451B1 - Zespół osadzenia czujników pomiarowych temperatury łożysk w silnikach elektrycznych z zewnętrznym wirnikiem - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół osadzenia czujników pomiarowych temperatury łożysk w silnikach elektrycznych z zewnętrznym wirnikiem i nieruchomym wałem, w szczególności w silnikach górniczych, pracujących w atmosferze zagrożonej wybuchem.

W maszynach elektrycznych w wykonaniu górniczym stosowana jest ochrona termiczna maszyny przed przegrzaniem. Ochrona ta bazuje na zespole czujników zabudowanych w nieruchomych elementach maszyny: w piastach tarcz łożyskowych oraz w jarzmie i w żłobkach. Czujniki zabudowane w piastach tarcz łożyskowych mają za zadanie mierzyć temperaturę łożysk, a zatem są tak montowane aby dotykać obudowy łożyska. Czujniki wskazują temperaturę w miejscu, w którym są umieszczone i przekazują sygnały pomiarowe temperatury i sygnały alarmowe do układu zabezpieczenia termicznego maszyny. Czujniki termiczne są sygnalizacyjne i zabezpieczające. Czujniki sygnalizacyjne podają informację do aparatury sterującej o aktualnej temperaturze łożysk oraz uzwojenia. Czujniki zabezpieczające pełnią bardzo ważną funkcję, gdyż zabezpieczają przestrzeń podziemia kopalń przed miejscowym wzrostem temperatury do poziomu zagrażającego wybuchem metanu, bądź pyłów palnych. Przy każdorazowym przekroczeniu dopuszczalnej temperatury łożysk, bądź uzwojenia maszyny, odpowiednie czujniki zabezpieczające przekazują sygnał polecający wyłączyć napięcie zasilające maszynę. Montaż czujników w piastach tarcz łożyskowych jest realizowany w maszynach elektrycznych w rozwiązaniu standardowym, tzn. z wirującym wałem. Dotyczy to także silników w wykonaniu górniczym. Montaż czujników w piastach tarcz łożyskowych polega na wykonaniu otworów w piastach, a następnie umiejscowieniu w nich czujników i zalaniu masą przewodzącą ciepło.

W napędach maszyn roboczych stosowane są także silniki elektryczne z zewnętrznym wirnikiem. W silnikach z zewnętrznym wirnikiem obudowa wraz z tarczami łożyskowymi wiruje, a wał z osadzonym na nim twornikiem jest nieruchomy. W silnikach elektrycznych z wirującymi tarczami łożyskowymi nie jest rozwiązany problem osadzenia czujników pomiarowych temperatury łożysk. Problem dotyczy w szczególności silników w wykonaniu górniczym i przeznaczonych do eksploatacji w atmosferze zagrażającej wybuchem.

Według wynalazku zespół osadzenia czujników pomiaru temperatury łożysk w silnikach elektrycznych z zewnętrznym wirnikiem i nieruchomym wydrążonym wałem, w wykonaniu górniczym charakteryzuje się tym, że w wale pod łożyskami są wykonane otwory częściowo gwintowane, w których są umieszczone, w obudowach częściowo gwintowanych, czujniki pomiarowe temperatury. Otwory są dwustopniowe, przy czym od strony osi wału średnica otworów jest mniejsza i jest gwintowana, a od strony łożyska jest większa i jest gładka. Obudowa czujników jest częściowo gwintowana, metalowa okrągła z wydrążonym otworem nieprzelotowo od strony łożyska, o dwóch stopniowanych średnicach zewnętrznych, z wielokątnym kołnierzem od strony osi wału, przy czym część zewnętrzna obudowy, od strony osi wału, o średnicy większej, jest gwintowana, a średnica gwintu jest dopasowana do otworu gwintowanego w wale. Czujniki pomiaru temperatury są umieszczone w wydrążonych nieprzelotowych otworach obudów i są zalane masą przewodzącą ciepło.

Zespół osadzenia czujników pomiaru temperatury łożysk w silnikach elektrycznych z zewnętrznym wirnikiem i nieruchomym wydrążonym wałem, w wykonaniu górniczym charakteryzuje się tym, że pod łożyskami są wykonane otwory cylindryczne, w których są umieszczone tuleje kołnierzowe, a w nich, w obudowach cylindrycznych, są umieszczone czujniki pomiarowe temperatury. W wale pod łożyskiem jest wydrążony otwór cylindryczny tulei kołnierzowej o dwóch stopniowanych średnicach, przy czym średnica od strony łożyska jest większa, ponadto w wale na stopniu otworu o średnicy większej są dodatkowe małe otwory gwintowane pod śruby mocujące tuleje kołnierzową. Tuleja kołnierzowa ma kołnierz od strony łożyska, w którym są otwory przelotowe gładkie dopasowane do otworów gwintowanych pod śruby mocujące w wale, a od strony osi wału tuleja kołnierzowa wystaje ponad ściankę wału i w części wystającej ma wycięcia pod pierścień zabezpieczający. Obudowa czujnika jest cylindryczna, metalowa okrągła, z wydrążonym otworem nieprzelotowo od strony łożyska, o dwóch stopniowanych średnicach zewnętrznych, przy czym część zewnętrzna obudowy cylindrycznej, od strony osi wału ma średnicę większą, która jest dopasowana do średnicy wewnętrznej tulei kołnierzowej, przy czym na końcu od strony osi wału ma wycięcia pod pierścień zabezpieczający. Czujniki pomiaru temperatury są umieszczone w wydrążonych otworach nieprzelotowych obudów i są zalane masą przewodzącą ciepło.

W istocie opisu wynalazku zaprezentowano dwa układy montażu czujników pomiaru temperatury łożysk w silnikach elektrycznych z nieruchomym wydrążonym wałem, w wykonaniu górniczym.

PL 226 451 B1

Czujniki w obudowach metalowych spełniają wymagania ognioszczelności, ponadto obudowy zabezpieczają czujniki przed uszkodzeniami mechanicznymi. Tak zabudowane czujniki mogą być stosowane w silnikach pracujących w atmosferze zagrożonej wybuchem.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie rozwiązania na rysunkach na których pokazano: fig. 1 - czujniki temperatury zabudowane w otworach częściowo gwintowanych, fig. 2 zabezpieczenie obudowy gwintowanej przed odkręceniem się, fig. 3 - podkładka zabezpieczająca, fig. 4 - obudowa gwintowana z czujnikami temperatury, fig. 5 - widok obudowy gwintowanej od strony łożyska, fig. 6 - otwór w wale pod tuleję kołnierzową w otworach cylindrycznych, fig. 7 - czujniki temperatury zabudowane w otworach cylindrycznych, fig. 8 - mocowanie tulei kołnierzowej, fig. 9 - tuleja kołnierzowa, fig. 10 - przekrój B-B tulei kołnierzowej w miejscu wycięcia pod pierścień zabezpieczający, fig. 11 - obudowa cylindryczna z czujnikami temperatury i fig. 12 - przekrój C-C obudowy cylindrycznej w miejscu wycięcia pod pierścień zabezpieczający.

Zespół osadzenia czujników pomiaru temperatury łożysk 15 w silnikach elektrycznych z wirnikiem zewnętrznym i nieruchomym wydrążonym wałem 6, w wykonaniu górniczym ma dwa warianty rozwiązania. W wariancie pierwszym w wale 6, pod łożyskami 15 są wykonane otwory częściowo gwintowane 7, w których są umieszczone, w obudowach częściowo gwintowanych 2, czujniki pomiarowe temperatury 4.

Otwory 7 są dwustopniowe, przy czym od strony osi wału 6 średnica otworów 7 jest mniejsza i jest gwintowana, a od strony łożyska 15 jest większa i jest gładka. Obudowa 2 czujnika jest częściowo gwintowana, metalowa okrągła z wydrążonym otworem 3 nieprzelotowym od strony łożyska 15, o dwóch stopniowanych średnicach zewnętrznych z wielokątnym kołnierzem 2.1 od strony osi wału 6, przy czym część zewnętrzna obudowy 2, od strony osi wału 6 o średnicy większej jest gwintowana, a średnica gwintu jest dopasowana do średnicy otworu gwintowanego 7 w wale 6. Ponadto, w wale 6 jest drugi dwustopniowy otwór 8 pod śrubę 12 mocującą podkładkę zabezpieczającą 11. Część otworu 8 od strony łożyska ma średnicę większą i jest dopasowana do średnicy główki śruby 12, a część od strony osi wału 6 ma średnicę mniejszą, jest gwintowana i dopasowana do średnicy gwintu śruby 12. Pod kołnierzem 2.1 jest umieszczona podkładka zabezpieczająca 11 o kształcie jak na rysunku fig. 3, w której jest otwór duży 11.2 dopasowany do średnicy gwintu obudowy 2 i otwór mały 11.1 dopasowany do średnicy śruby 12 mocującej podkładkę 11 do wału 6. Podkładka 11 jest zagięta według linii 11.3, a powierzchnia zagięta przylega do jednej z powierzchni bocznych wielokątnego kołnierza 2.1. W ten sposób podkładka 11 zabezpiecza obudowę gwintowaną 2 przed wykręcaniem się z wału 6.

W wariancie drugim pod łożyskami 15 są wykonane otwory cylindryczne 9, w których są umieszczone tuleje kołnierzowe 10, a w nich 10, w obudowach cylindrycznych 1, są umieszczone czujniki pomiarowe temperatury 4.

W wale 6 pod łożyskiem 15 jest wydrążony otwór cylindryczny tulei kołnierzowej 9 o dwóch stopniowanych średnicach, przy czym średnica od strony łożyska 15 jest większa, ponadto w wale 6 na średnicy większej otworu 9 są otwory mniejsze 9.1 gwintowane pod śruby 14 mocujące tuleję kołnierzową 10. Tuleja kołnierzowa 10 ma kołnierz od strony łożyska 15, w którym są otwory przelotowe 10.2 gładkie dopasowane do otworów gwintowanych 9.1 w wale 6. Tuleja 10 jest przymocowana do wału 6 śrubami 14.

Tuleja 10, od strony osi wału 6, wystaje ponad ściankę wału 6 i w części wystającej ma wycięcia 10,1 pod pierścień zabezpieczający 13. Obudowa 1 czujnika jest cylindryczna, metalowa okrągła, z wydrążonym otworem 3 nieprzelotowo od strony łożyska 15, o dwóch stopniowanych średnicach zewnętrznych, przy czym część zewnętrzna obudowy cylindrycznej 1, od strony osi wału 6, ma średnicę większą, która jest dopasowana do średnicy wewnętrznej tulei kołnierzowej 10, przy czym na końcu, od strony osi wału 6, tuleja 10 ma wycięcia 10.1 pod pierścień zabezpieczający 13. Czujniki pomiaru temperatury 4 są umieszczone w wydrążonych otworach nieprzelotowych 3 obudów 1 bądź 2 i są zalane masą 5 cieplnie przewodzącą.

Kolejność instalowania czujników temperatury pod łożyskami, w wariancie pierwszym obejmuje:

- wykonanie obudowy 2 czujników, metalowej częściowo gwintowanej, wydrążonej nieprzelotowo, włożenie do obudowy czujników temperaturowych 4 i zalanie ich masą 5 przewodzącą ciepło,

- wykonanie otworu 7, w wydrążonym wale 6 w miejscach przeznaczonych pod łożyska 15, o dwustopniowej średnicy i otworu 8 pod śrubę 12 oraz ich nagwintowanie,

- wykonanie podkładki zabezpieczającej 11,

- założenie podkładki 11 na obudowę 2, wkręcenie obudowy 2 do otworu 7 i przykręcenie śrubą 12 podkładki 11 do wału.

PL 226 451 B1

Kolejność instalowania czujników temperatury pod łożyskami, w wariancie drugim obejmuje:

- wykonanie obudowy 1 czujników, metalowej, gładkiej wydrążonej nieprzelotowo, włożenie do obudowy 1 czujników temperaturowych 4 i zalanie ich masą 5 przewodzącą ciepło,

- wykonanie tulei kołnierzowej 10,

- wykonanie otworu 9 gładkiego, w wydrążonym wale 6 w miejscach przeznaczonych pod łożyska 15, pod tuleje kołnierzową 10 i otworów 9.1 pod śruby 14 i ich nagwintowanie,

- włożenie tulei 10 i przykręcenie jej śrubami 14 do wału 6, włożenie do tulei obudowy 1 z czujnikami temperatury 4 i założenie pierścienia zabezpieczającego 13.

Tak osadzone czujniki temperatury 4 pod łożyskami 15, w silnikach elektrycznych z wirnikiem zewnętrznym, nieruchomym i drążonym wałem, mierzą temperaturę łożysk i spełniają wymagania ognioszczelności. Ten sposób montażu czujników pomiaru temperatury łożysk 15 może być stosowany w silnikach elektrycznych instalowanych w kopalniach węglowych, w zakładach chemicznych, tlenowniach, rafineriach ropy naftowej i innych.

Claims (8)

1. Zespół osadzenia czujników pomiarowych temperatury łożysk w silnikach elektrycznych z zewnętrznym wirnikiem i nieruchomym wydrążonym wałem, w wykonaniu górniczym, znamienny tym, że w wydrążonym wale (6) pod łożyskami (15) są wykonane otwory częściowo gwintowane (7), w których są umieszczone, w obudowach częściowo gwintowanych (2), czujniki pomiarowe temperatury (4).

2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że otwory częściowo gwintowane (7) są dwustopniowe, przy czym od strony osi wału (6) średnica otworów (7) jest mniejsza i jest gwintowana, a od strony łożyska (15) jest większa i jest gładka.

3. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że obudowa częściowo gwintowana (2) jest metalowa okrągła z wydrążonym otworem (3) nieprzelotowo od strony łożyska (15), o dwóch stopniowanych średnicach zewnętrznych z wielokątnym kołnierzem (2.1) od strony osi wału (6), przy czym część zewnętrzna obudowy (2), od strony osi wału (6) o średnicy większej, jest gwintowana, a średnica gwintu jest dopasowana do średnicy otworu gwintowanego obudowy (7).

4. Zespół osadzenia czujników pomiarowych temperatury łożysk w silnikach elektrycznych z zewnętrznym wirnikiem i nieruchomym wydrążonym wałem, w wykonaniu górniczym, znamienny tym, że w wydrążonym wale (6) są wykonane otwory cylindryczne (9), w których są umieszczone tuleje kołnierzowe (10), a w nich (10) są umieszczone, w obudowach cylindrycznych (1), czujniki pomiarowe temperatury (4).

5. Zespół według zastrz. 4, znamienny tym, że w wale (6) pod łożyskiem jest wydrążony otwór cylindryczny tulei kołnierzowej (9) o dwóch stopniowanych średnicach, przy czym średnica od strony łożyska jest większa, ponadto w wale (6) na średnicy większej otworu (9) są małe otwory (9.1) gwintowane pod śruby mocujące (14).

6. Zespół według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że tuleja kołnierzowa (10) ma kołnierz od strony łożyska (15), w którym są otwory przelotowe gładkie dopasowane do otworów (9.1) gwintowanych pod śruby (14), a od strony osi wału (6) tuleja kołnierzowa (10) wystaje ponad ściankę wału (6) i w części wystającej ma wycięcia pod pierścień zabezpieczający (13).

7. Zespół według zastrz. 4 albo 5, albo 6, znamienny tym, że obudowa cylindryczna (1) jest metalowa okrągła, z wydrążonym otworem (3) nieprzelotowo od strony łożyska (15), o dwóch stopniowanych średnicach zewnętrznych, przy czym część zewnętrzna obudowy cylindrycznej (1), od strony osi wału (6) ma średnicę większą, która jest dopasowana do średnicy wewnętrznej tulei kołnierzowej (10), przy czym na końcu, od strony osi wału (6), ma wycięcia (1.1) pod pierścień zabezpieczający (13).

8. Zespół według zastrz. 4 albo 7, znamienny tym, że czujniki pomiaru temperatury (4) są umieszczone w wydrążonych otworach nieprzelotowych (3) obudów (1), bądź (2) i są zalane masą (5) przewodzącą ciepło.