Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 26.05.1975 74893 KI. 21d*,54 MKP H02k 15/04 H02k3/06 CZYTLLMlA Urzedu Polentww*ao Twórcy wynalazku: Maciej Bernadt, Jan Wozniak Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Konstrukcyjno-Doswiad- czalne Przemyslu Maszyn Elektrycznych „KOMEL", Katowice (Polska) Sposób wytwarzania wzmocnionej konstrukcji klatki wirnika silnika elektrycznego i klatka wytwarzana tym sposobem Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania klatek o wzmocnionej konstrukcji do silników elektrycz¬ nych sredniej i duzej mocy oraz klatki wykona¬ nej tym sposobem.Przy eksploatacji klatkowych silników elektrycz- 6 nych sredniej i duzej mocy, posiadajacych preto- wana klatke wirnika i pracujacych w trudnych warunkach rozruchowych, zdarzaja sie czesto pek- ¦« niecia pretów klatki, które nie zauwazone w po¬ re, doprowadzaja zwykle do zniszczenia calej 10 klatki lub nawet calego silnika. Pekniecia spowo¬ dowane sa naprezeniami zginajacymi wystepuja¬ cymi w klatce w czasie rozruchu lub w czasie hamowania przeciwpradem. Naprezenia te wywo¬ lane sa przede wszystkim sila elektrodynamiczna 15 rozproszenia zlobkowego wirnika, dzialajaca w kierunku do dna zlobka.Sila ta pochodzi od przeplywu strumienia mag¬ netycznego pola rozproszenia zlobkowego wirnika zamykajacego sie w poprzek zlobka (preta) i prze- 20 plywu pradu elektrycznego wzdluz tegoz preta (fig. 1). Sila elektrodynamiczna rozlozona wzdluz preta (fig. 2) daje, przy istnieniu nawet niewiel¬ kich luzów promieniowych preta w zlobku, napre¬ zenia zginajace w tym precie o rozkladzie uwi- 25 docznionym na (fig. 3). Sila ta ma charakter tet¬ niacy o czestotliwosci równej podwójnej czestotli¬ wosci pradu wirnika. Powoduje ona zmeczenie materialu klatki.Dodatkowym zródlem znacznych naprezen w pre- 8o cie jest róznica temperatur miedzy górna a dolna czescia preta spowodowana wypieraniem pradu w czasie rozruchu silnika. Maksimum naprezen w precie wywolanych wyzej wspomnianymi czynni¬ kami wystepuje na samym polaczeniu preta z pierscieniem zwierajacym a w tym wlasnie miej¬ scu, jak wykazuje praktyka eksploatacyjna, zda¬ rzaja sie najczesciej pekniecia pretów, z których typowe pokazane jest na (fig. 5). Jest to zgodne z rozkladem naparezen zginajacych pokazanym na (fig. 4).Celem wynalazku jest znalezienie takiego roz¬ wiazania technologicznego i konstrukcyjnego klat¬ ki wirnika, która by dobrze znosila wystepujace w czasie rozruchu naprezenia nawet przy stosowaniu zwyklego, prostokatnego ksztaltu preta i zwykle¬ go materialu klatki.Dla wzmocnienia klatki wirnika postapiono we¬ dlug wynalazku w sposób nastepujacy: w pakiecie blach wirnika z obu stron w odleglosci okolo 5— 15% jego dlugosci od skraju wytacza sie rowki o szerokosci kilkunastu milimetrów o glebokosci równej wysokosci otwarcia zlobka wirnika. Bla¬ chy pakietu wirnika w tym miejscu posiadaja w górnej czesci swych zlobków dwa specjalne bocz¬ ne wyciecia. Do spakietowanego z takich blach wirnika wsuwa sie; z boku normalne prostokatne prety klatki w sposób stosowany dotychczas. Przez wyzej opisane rowki w pakiecie odsloniete zo¬ staly w nich górne boki pretów. Po wlozeniu pre- 74 89374803 3 4 tów, ale jeszcze przed polaczeniem ich z pierscie¬ niami zwierajacymi, zostana te odsloniete w row¬ kach prety rozklepane recznie lub mechanicz¬ nie w kierunku promieniowym tak, ze prety spe- cza sie i wypelnia w tym miejscu caly wolny przekrój zlobka lacznie z jego bocznymi wycie¬ ciami. Po rozklepaniu pretów zostana nalozone i polaczone pierscienie zwierajace w dotychczaso¬ wy znany sposób.Najwazniejsze zalety techniczne wzmocnienia klatki sposobem wedlug wynalazku: przez rozkle- pywanie pret zostaje silnie docisniety do dna zlobka na calej dlugosci pakietu, przez co sila elektrodynamiczna wywolujaca normalnie napre¬ zenia zginajace, dociska tylko dodatkowo jeszcze pret do dna zlobka, co wywolac moze jedynie nie¬ grozne juz dla preta naprezenia sciskajace. Przez docisniecie preta do dna zlobka przy rozklepy- waniu powstanie miedzy pretem a górna czescia zlobka w srodkowej czesci pakietu wirnika pe¬ wien korzystny luz, który ogranicza naprezenia zginajace pochodzace od róznicy temperatur w górnej i dolnej czesci preta. Ten sam luz w gór¬ nej czesci preta wystapi równiez na samym skra¬ ju pakietu, co dodatkowo wplynie zmniejszajaco na naprezenia od rozszerzalnosci cieplnej pierscie¬ nia zwierajacego. Rezultatem rozklepania preta jest jego dodatkowe mocne uchwycenie tylko w dwu punktach na jego dlugosci, przy czym zlo¬ bek wirnika zostaje otwarty tylko na dwu bardzo krótkich odcinkach calej dlugosci pakietu i silnik praktycznie zachowuje wszystkie znane dodatnie cechy silnika o zlobkach pólzamknietych.Wynalazek jest blizej wyjasniony na przykla¬ dzie jego wykonania, przy czym na fig. 1 przed¬ stawione sa sily i naprezenia zginajace, dzialaja¬ ce na pret klatki przy jej wykonaniu w dotych¬ czasowej postaci. Fig. 2 przedstawia poszczegól¬ ne fazy sposobu wzmocnienia klatki wedlug wy¬ nalazku.W szczególnosci przedstawiono na rys. fig. 1 zlobek wirnika ze znajdujacym sie w nim pretem prostokatnym z pokazanym na nim przeplywem pradu i linii rozproszenia zlobkowego oraz kierun¬ kiem sily elektrodynamicznej. Fig. 2 przedstawia pret klatki z pierscieniami zwierajacymi i pakie¬ tem wirnika w wykonaniu normalnym. Na dlu¬ gosci zelaza czynnego lre dzialaja sily elektrody¬ namiczne, których rozklad pokazany jest na fig. 3.Naprezenia zginajace wywolane tymi silami elek¬ trodynamicznymi przedstawia fig. 4. Typowe pek¬ niecie preta w poblizu pierscienia zwierajacego dla klatek w dotychczasowym wykonaniu pokaza¬ ne jest na fig. 5. Przy sposobie wzmocnienia klat¬ ki wedlug wynalazku otrzymuja blachy pakietu wirnikowego, znajdujace sie w odleglosci 10—l&f% jego dlugosci od skraju pakietu specjalne wycie¬ cia boczne 5 w górnej czesci zlobka 4 (fig. 6). Po spakietowaniu wszystkich blach i wsunieciu z bo¬ ku pretów prostokatnych w sposób dotychczasowy do zlobków, wykrawa sie na pakiecie wirnika rowek 6 wywiera sie nacisk na pret w kierunku staje odsloniety górny bok preta 1, jak to poka¬ zuje fig. 8. Na górny bok preta odslonietego przez rowek 6( wywiera sie nacisk na pret w kierunku promieniowym w kierunku osi wirnika rozklepu- jac recznie lub mechanicznie prety, przez co zo¬ stana one speczone, wypelniajac szczelnie caly zlobek 7 lacznie z jego bocznymi wycieciami, przez co pret w dwu miejscach na swej dlugosci jest mocno uchwycony fig. 9, pozostawiajac na reszcie dlugosci preta pewien luz miedzy górnym bokiem a zamknieciem zlobków, co zmniejsza naprezenia zginajace wywolane róznica temperatur miedzy dolna i górna czescia preta jak równiez napre¬ zenia zginajace od rozszerzalnosci cieplnej pier¬ scienia zwierajacego. PL PL