RU158311U1 - Узел крепления лопатки осевого вентилятора - Google Patents

Abstract

1. Осевой вентилятор электрической машины, характеризующийся тем, что включает несущий диск, в котором выполнены осесимметричные радиальные отверстия, в которых установлены хвостовики лопаток ответной формы, при этом в боковой поверхности хвостовика выполнено, по меньшей мере, одно сквозное осевое отверстие, которое сопряжено с осевым отверстием, выполненным в несущем диске с торцевой поверхности и проходящим через радиальное отверстие, при этом в сопряженные осевые отверстия установлен крепежный элемент.2. Осевой вентилятор электрической машины по п. 1, характеризующийся тем, что осесимметричные радиальные отверстия выполнены цилиндрической формы и хвостовики выполнены ответной цилиндрической формы.3. Осевой вентилятор электрической машины по п. 1, характеризующийся тем, что осесимметричные радиальные отверстия выполнены конической формы и хвостовики выполнены ответной конической формы, при этом диаметр конуса уменьшается от периферии к центру.

Description

Полезная модель относится к электромашиностроению, а именно, к узлам крепления лопаток осевых вентиляторов электрических машин с системой газового охлаждения.

Известно изобретение «Турбогенератор с воздушным охлаждением» (Патент СССР №1835113, H02K 9/06, опубл. 15.08.1993 г.), в котором предложено крепление лопаток осевого вентилятора. В рассматриваемом изобретении лопатки вентилятора выполнены с коническими хвостовиками, устанавливаемыми с торца в конические пазы ответной формы, выполненные в диске вентилятора, установленном на роторе. После установки лопаток пазы закрываются с торца вставками-заглушками, фиксирующимися с торца резьбовыми элементами.

Предложенное в патенте SU №1835113 техническое решение является достаточно сложным в реализации из-за использования сложных конструктивных элементов: хвостовика лопатки конической формы и паза ответной конической формы, выполненного в диске вентилятора; замкового элемента - вставки-заглушки той же конической формы. Дополнительная сложность связана еще и с тем, что посадочные конические поверхности всех трех деталей, обеспечивающие их точное сопряжение, должны обрабатываться по отдельности, на разных технологических операциях.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является изобретение «Осевой вентилятор» (Патент РФ №2235920, F04D 29/36, опубл. 10.09.2004), в котором осевой вентилятор электрической машины содержит ступицу (несущий диск), выполненную в форме «стакана», имеющего радиальный участок, к которому на внешнем радиусе примыкает цилиндрический участок. На цилиндрическом участке ступицы выполнены цилиндрические радиальные отверстия, в которых установлены цилиндрические хвостовики лопаток. Хвостовики лопаток после установки в ступице закрепляются гайкой, которую накручивают на резьбовое соединение, выполненное с торца хвостовика. Каждая лопатка имеет основание, в котором со стороны хвостовика лопатки выполнен ряд глухих отверстий, расположенных на определенном радиусе вокруг оси хвостовика с определенным угловым шагом относительно друг друга. Ответные глухие отверстия выполняются на посадочной поверхности цилиндрической части ступицы. При установке лопатки в отверстие в основание устанавливается штифт, затем лопатку заводят хвостовиком в посадочное отверстие в ступице, совмещая установочный штифт, торчащий из основания, с нужным позиционирующим отверстием на посадочной поверхности ступицы, и закрепляют хвостовик гайкой. Различные сочетания позиционирующих отверстий в основании лопатки и в ответной посадочной поверхности ступицы позволяют устанавливать лопатки под разными углами, регулируя характеристику осевого вентилятора.

Описанная конструкция имеет недостаток, связанный с выполнением основания лопатки в виде гайки для возможности его захвата гаечным ключом при затяжке крепления. Из-за использования основания в форме гайки его нельзя утопить в ответные углубления на ступице, так как в этом случае не получится обхватить его ключом, основание лопатки должно выступать от цилиндрической поверхности ступицы. В результате проточная часть имеет на внутренней стенке технологические выступы в форме гаек, что приводит к дополнительным потерям в проточной части. Кроме того, для того чтобы установить и надежно закрепить лопатку под определенным углом помимо резьбового соединения на торце хвостовика требуется использовать дополнительные отверстия и штифты.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение заключается в обеспечении надежного закрепления лопатки в несущем диске осевого вентилятора электрической машины под требуемым углом, и обеспечении высокого КПД за счет обеспечения высокой точности установки лопаток под оптимальным углом.

Указанный технический результат достигается за счет того, что осевой вентилятор электрической машины включает несущий диск, в котором выполнены осесимметричные радиальные отверстия. В радиальных отверстиях установлены хвостовики лопаток ответной формы. В боковой поверхности хвостовика выполнено, по меньшей мере, одно сквозное осевое отверстие, которое сопряжено с осевым отверстием, выполненным в несущем диске с торцевой поверхности и проходящем через радиальное отверстие. В осевое отверстие, выполненное в хвостовике, и в осевое отверстие, выполненное в торцевой поверхности несущего диска, установлен крепежный элемент.

Надежность соединения обеспечивается благодаря тому, что крепежный элемент проникает одновременно в два сопрягаемых осевых отверстия, одно из которых выполнено с торцевой поверхности несущего диска, другое в боковой поверхности хвостовика лопатки, в результате чего отсутствует возможность радиального смещения лопатки под действием центробежных сил. Установка и фиксация углового положения осуществляется в результате совмещения положений двух отверстий, соответственно, в несущем диске и в хвостовике лопатки с последующим закреплением положения путем замещения отсутствующего в отверстиях металла массой материала крепежного элемента, тем самым обеспечивается монолитность всей конструкции.

На фиг. показан осевой вентилятор электрической машины.

В электрической машине осевой вентилятор содержит радиальный несущий диск 1, который установлен на валу 2 ротора. В несущем диске 1 выполнены осесимметричные радиальные отверстия 3.

На фиг. показаны осесиммтричные радиальные отверстия 3 цилиндрической формы, в которые установлены хвостовики 4 лопаток 5 ответной цилиндрической формы.

Радиальные отверстия 3 могут быть выполнены конической формы, в этом случае в них устанавливаются хвостовики ответной конической формы, причем диаметр конуса уменьшается от периферии к центру.

Выполнение осесимметричных радиальных отверстий 3 цилиндрической или конической формы наиболее технологично. Возможны и другие формы выполнения.

Радиальные отверстия 3 могут быть выполнены на глубину хвостовика 4.

В каждом хвостовике 4 с боковой стороны имеется сквозное осевое отверстие 6. Угловое положение осевого отверстия 6 относительно пера лопатки 5 определяется расчетом и задает требуемый угол установки лопатки 5 для обеспечения оптимальной характеристики осевого вентилятора с максимальным значением КПД.

С торцевой поверхности несущего диска 1 выполнено осевое отверстие 7, которое проходит через радиальное отверстие 3. При этом осевое отверстие 7, выполненное с торцевой поверхности несущего диска 1, проходит насквозь через первую стенку несущего диска 1, пересекая радиальное отверстие 3, а в противоположной стенке несущего диска 1 отверстие может быть выполнено как сквозным, так и глухим.

В осевое отверстие 7 при сборке осевого вентилятора вставлен крепежный элемент, например, фиксирующий штифт 8, проходящий одновременно через сопряженное осевое отверстие 6.

При сборке осевого вентилятора лопатка 5 устанавливается хвостовиком 4 в радиальное отверстие 3 несущего диска 1 и поворачивается на требуемый угол, получаемый автоматически путем совмещения крепежного осевого отверстия 6 в хвостовике 4 с осевым отверстием 7, выполненным с торцевой поверхности несущего диска 1. Затем, в образованное таким образом единое крепежное отверстие с одной стороны устанавливается крепежный элемент 8.

Крепежный элемент 8 должен быть выполнен в зависимости от формы выполнения осевых отверстий 6 и 7, которые могут быть выполнены, как цилиндрической, так и конической формы. Например, если осевые отверстия 6 и 7 выполнены цилиндрической формы, крепежный элемент 8 может представлять собой фиксирующий цилиндрический штифт с резьбой, выполненной на одном конце и головкой на другом конце. Штифт проталкивается в осевом направлении до упора. Торцевым инструментом, путем поворота головки штифт фиксируется в резьбе, выполненной со стороны противоположной стенки радиального отверстия 3 несущего диска 1.

Также может использоваться крепежный элемент любой иной конструкции, например, гладкий конический, либо цилиндрический штифт. В этом случае штифт проталкивается в отверстия 6 и 7, выполненные цилиндрической или конической формы, затем фиксируется резьбовой пробкой-заглушкой с той стороны несущего диска 1, откуда выполнялась установка штифта.

Помимо надежности применение такого узла крепления лопатки позволяет обеспечить регулирование напорно-расходной характеристики осевого вентилятора при эксплуатации электрической машины. Для этого возможно выполнить в хвостовике и диске больше одной пары осевых отверстий, разнесенных по высоте хвостовика. При этом осевые отверстия, выполненные с торцевой поверхности несущего диска, должны быть расположены на одной оси, а осевые отверстия в хвостовике смещены относительно друг друга по рассчитанной угловой координате относительно оси лопатки. Таким образом, выбирая одну пару из нескольких пар фиксирующих отверстий можно устанавливать лопатку под требуемый угол.

При работе электрической машины вращается вал 2 ротора, на котором установлен несущий диск 1, с закрепленными в радиальных отверстиях 3 хвостовиками 4 лопаток 5. На лопатки 5 действуют центробежные силы, направленные по радиусу от оси вращения к периферии, которые пытаются вырвать лопатки 5 из посадочных радиальных отверстий 3. Но фиксирующий штифт 8, проходящий одновременно через осевое отверстие 6 в хвостовике 4 и через осевое отверстие 7 в несущем диске 1, воспринимает эту нагрузку и не позволяет хвостовику 4 перемещаться в радиальном отверстии 3 в радиальном направлении под действием центробежных сил.

Выполнение такой конструкции крепления хвостовика лопатки позволяет надежно зафиксировать положение лопатки в диске осевого вентилятора под определенным углом, что дает возможность обеспечить максимальный КПД электрической машины.

Claims (3)

1. Осевой вентилятор электрической машины, характеризующийся тем, что включает несущий диск, в котором выполнены осесимметричные радиальные отверстия, в которых установлены хвостовики лопаток ответной формы, при этом в боковой поверхности хвостовика выполнено, по меньшей мере, одно сквозное осевое отверстие, которое сопряжено с осевым отверстием, выполненным в несущем диске с торцевой поверхности и проходящим через радиальное отверстие, при этом в сопряженные осевые отверстия установлен крепежный элемент.

2. Осевой вентилятор электрической машины по п. 1, характеризующийся тем, что осесимметричные радиальные отверстия выполнены цилиндрической формы и хвостовики выполнены ответной цилиндрической формы.

3. Осевой вентилятор электрической машины по п. 1, характеризующийся тем, что осесимметричные радиальные отверстия выполнены конической формы и хвостовики выполнены ответной конической формы, при этом диаметр конуса уменьшается от периферии к центру.

Images