RU2380810C1 - Submersible motor - Google Patents

Submersible motor Download PDF

Info

Publication number
RU2380810C1
RU2380810C1 RU2008149649/09A RU2008149649A RU2380810C1 RU 2380810 C1 RU2380810 C1 RU 2380810C1 RU 2008149649/09 A RU2008149649/09 A RU 2008149649/09A RU 2008149649 A RU2008149649 A RU 2008149649A RU 2380810 C1 RU2380810 C1 RU 2380810C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rings
shaft
rotor
submersible motor
bushes
Prior art date
Application number
RU2008149649/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Михайлович Санталов (RU)
Анатолий Михайлович Санталов
Ольга Николаевна Хоцянова (RU)
Ольга Николаевна Хоцянова
Иван Дмитриевич Хоцянов (RU)
Иван Дмитриевич Хоцянов
Евгений Вячеславович Пошвин (RU)
Евгений Вячеславович Пошвин
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority to RU2008149649/09A priority Critical patent/RU2380810C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2380810C1 publication Critical patent/RU2380810C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed motor comprises stator (1) housing rotor packs (5) fitted on shaft (4). Moving bearing bushes (6) are arranged on both sides of packs (5). Note here that the rotor incorporates additionally the rings arranged on both sides of said moving bushes to change their radial size at axial loads. Note also that a part of end faces of aforesaid packs, rings and bushes, is made tapered for them to abut, while inner surface of at least of a part of rings, features cylindrical shape. Particularly, taper-inner-surface rings (7) are fitted between every pack (5) and moving bush (6) to adjoin mating surfaces of adjacent packs (5) and bushes (6). Outer rings (12) are arranged on rotor ends, end face surface of said ends being tapered on one side and cylindrical on the other to ensure required axial sizes. Rings (7) and (12) made with cutouts allow adjustment of their radial size under axial load.
EFFECT: longer life, reduced vibration, reduced operating clearances adding to ease of assembly.
6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погружным электродвигателям для подъема пластовой жидкости.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to submersible motors for lifting formation fluid.

Особенностью конструкции погружных электродвигателей является относительно малый диаметр и большая длина. Ротор такого электродвигателя должен иметь промежуточные подшипники, корпус которых устанавливается в расточке статора, а втулки и пакеты, число которых доходит до двадцати, на валу. При сборке электродвигателя пакеты и втулки подшипников необходимо протаскивать через всю длину вала, которая в мощных электродвигателях достигает 9 метров. Для этого необходимы достаточно большие технологические зазоры. При вращении ротора пакеты смещаются на величину технологического зазора, что приводит к вибрации двигателя и повышенному износу подшипников, особенно в электродвигателях с повышенной частотой вращения.A design feature of submersible motors is a relatively small diameter and a large length. The rotor of such an electric motor must have intermediate bearings, the housing of which is installed in the stator bore, and the bushings and packages, the number of which reaches twenty, on the shaft. When assembling the electric motor, the packages and bushings of the bearings must be dragged through the entire length of the shaft, which in powerful motors reaches 9 meters. This requires sufficiently large technological gaps. When the rotor rotates, the packages are shifted by the size of the technological gap, which leads to vibration of the engine and increased wear of the bearings, especially in electric motors with an increased speed.

Известны погружные электродвигатели, содержащие статор с фазными обмотками, подшипники и ротор. Ротор включает в себя вал, пакеты и подвижную часть (втулки) подшипников (патент РФ на полезную модель №65314, Н02К 29/00, опубл. 27.07.2007).Known submersible electric motors containing a stator with phase windings, bearings and a rotor. The rotor includes a shaft, packages and a moving part (bushings) of bearings (RF patent for utility model No. 65314, Н02К 29/00, published on July 27, 2007).

Недостатком данной конструкции является необходимость при наращивании мощности изготовлять электродвигатель многосекционным, что значительно усложняет его конструкцию.The disadvantage of this design is the need for capacity building to produce a multi-section electric motor, which greatly complicates its design.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является погружной электродвигатель, содержащий статор, подшипники и ротор, неподвижная часть (корпус) подшипников установлена на внутренней поверхности статора, ротор включает в себя вал, пакеты и подвижную часть (втулки) подшипников, при этом втулки подшипников размещены с двух сторон каждого пакета (Богданов А.А. Погружные электронасосы для добычи нефти. М.: Недра, 1968, стр.131, стр.153).The closest in technical essence to the claimed one is a submersible motor containing a stator, bearings and a rotor, a fixed part (housing) of the bearings is installed on the inner surface of the stator, the rotor includes a shaft, packages and a moving part (bushings) of the bearings, while the bearing bushings are placed on both sides of each package (A. Bogdanov, Submersible electric pumps for oil production. M: Nedra, 1968, p. 131, p. 153).

Известный электродвигатель имеет низкий срок службы, особенно на повышенных частотах вращения, из-за вибрации, обусловленной наличием технологических зазоров между валом и втулками, а также между валом и пакетами.The known electric motor has a low service life, especially at increased speeds, due to vibration due to the presence of technological gaps between the shaft and the bushings, as well as between the shaft and the packages.

Задачей настоящего изобретения является повышение срока службы погружного электродвигателя за счет уменьшения вибрации. Уменьшение вибрации достигается благодаря исключению технологических зазоров.An object of the present invention is to increase the service life of a submersible motor by reducing vibration. Vibration reduction is achieved by eliminating technological gaps.

Указанный технический результат достигается тем, что в погружном электродвигателе для погружных электронасосов, содержащем статор и размещенный внутри его ротор в виде пакетов, насаженных на вал и чередующихся с подвижными втулками подшипников, корпус которых закреплен на внутреннюю поверхность статора, согласно изобретению ротор дополнительно снабжен кольцами, размещенными по обе стороны подвижных втулок и имеющими возможность изменять радиальный размер при осевом воздействии нагрузки, при этом, по крайней мере, часть торцевых поверхностей пакетов, колец и втулок, обращенных друг к другу, выполнены конусообразными с возможностью их примыкания, а внутренняя поверхность, по крайней мере, части колец имеет цилиндрическую форму.The specified technical result is achieved by the fact that in the submersible motor for submersible electric pumps containing a stator and placed inside its rotor in the form of packages mounted on a shaft and alternating with movable bearings of the bearings, the housing of which is fixed to the inner surface of the stator, according to the invention, the rotor is additionally equipped with rings, placed on both sides of the movable bushings and having the ability to change the radial size under axial load, while at least part of the end faces The dimensions of the packages, rings and bushings facing each other are conical with the possibility of their abutment, and the inner surface of at least part of the rings has a cylindrical shape.

Наиболее технологичны в изготовлении кольца, выполненные с одной сквозной прорезью, параллельной оси вала. Для уменьшения вероятности заклинивания колец могут использоваться кольца с продольными прорезями, открытыми с одной стороны и параллельными оси вала. Угол наклона хорды при криволинейной образующей конусообразных торцевых поверхностей либо образующей конусов к оси вала находится в пределах 10-65 градусов. Для фиксации сборки в осевом направлении на концах вала ротора целесообразно устанавливать упоры, которые могут контактировать с внешними кольцами, имеющими конусообразную поверхность, а в случае использования внешних колец с плоской торцевой поверхностью, обращенной в сторону упора, между упором и плоским торцом кольца размещают пружину.The most technologically advanced in the manufacture of rings made with one through slot, parallel to the axis of the shaft. To reduce the likelihood of jamming rings, rings with longitudinal slots open on one side and parallel to the shaft axis can be used. The angle of inclination of the chord with a curved generatrix of the conical end surfaces or the generatrix of the cones to the axis of the shaft is within 10-65 degrees. To fix the assembly in the axial direction at the ends of the rotor shaft, it is advisable to install stops that can contact external rings having a conical surface, and in the case of using external rings with a flat end surface facing the stop, a spring is placed between the stop and the flat end of the ring.

Установка в электродвигателе дополнительных колец с заявляемым профилем и согласование формы контактирующих поверхностей пакетов и втулок позволяют исключить технологические зазоры между втулками подшипников и валом, а также между валом и пакетом, необходимые для сборки электродвигателя, при сохранении технологичности сборки. Заявляемая конструкция уменьшает дебаланс ротора как за счет отсутствия зазоров, так и за счет возможности балансировки каждого пакета. При этом снижается уровень вибрации устройства, износ подшипников, а следовательно, увеличивается срок службы электродвигателя.The installation in the electric motor of additional rings with the claimed profile and the matching of the shape of the contacting surfaces of the packages and bushings make it possible to eliminate technological clearances between the bearing bushings and the shaft, as well as between the shaft and the package, necessary for the assembly of the electric motor, while maintaining the manufacturability of the assembly. The inventive design reduces the unbalance of the rotor due to the absence of gaps, and due to the possibility of balancing each package. This reduces the level of vibration of the device, the wear of bearings, and therefore, increases the service life of the electric motor.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент активной части погружного электродвигателя; на фиг.2 - узел отдельного подшипника с кольцами и упором; на фиг.3 - кольцо с двумя конусными торцевыми поверхностями и одной сквозной прорезью, общий вид; на фиг.4 - кольцо с двумя конусными торцевыми поверхностями и несколькими продольными прорезями, открытыми с одной стороны; на фиг.5 - развертка внешней поверхности кольца по фиг.4; на фиг.6 - кольцо с одной конусной и одной плоской торцевыми поверхностями.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 presents a fragment of the active part of a submersible electric motor; figure 2 - node separate bearing with rings and emphasis; figure 3 is a ring with two conical end surfaces and one through slot, a General view; figure 4 - ring with two conical end surfaces and several longitudinal slots open on one side; figure 5 is a scan of the outer surface of the ring of figure 4; figure 6 is a ring with one conical and one flat end surfaces.

Погружной электродвигатель содержит статор 1, в корпусе которого запрессован шихтованный магнитопровод 2 из листов электротехнической стали. С его внутренней поверхностью связаны корпуса 3 подшипников. На валу 4 ротора установлены пакеты 5, с обеих сторон которых размещены подвижные втулки 6 подшипников. Между каждым пакетом 5 и подвижной втулкой 6 насажены кольца 7. Торцевые поверхности колец 7 выполнены конусообразными и плотно примыкают к ответным поверхностям соседних пакетов 5 и подвижных втулок 6 (фиг.1). К внешней торцевой поверхности втулок 6 на концах ротора примыкают внешние кольца 12 (фиг.2, 6), которые опираются на упоры, образованные, например, цилиндрической втулкой 9 и полукольцами 8, заглубленными в канавки на валу 4 (фиг.1, 2). Упоры жестко фиксируют ротор на валу 4 и препятствуют его осевому смещению. В верхней части электродвигателя упор дополнительно снабжен гайкой 10 (фиг.2), связанной для регулирования осевого усилия с втулкой 9 через резьбовое соединение. Между внешним кольцом 12 и упором размещена пружина 11, которая служит для создания осевого усилия. Торцевая поверхность внешних колец 12 может быть выполнена с одной стороны конусообразной, а с другой - цилиндрической (фиг.2, 6), что обеспечивает сокращение осевых размеров. Кроме того, роль упоров могут выполнять элементы конструкции, закрепленные на валу, в частности рабочее колесо насоса, служащее для циркуляции масла внутри электродвигателя. Кольца 7 и 12 могут выполняться со сквозной прорезью 13 (фиг.3) либо с параллельными оси вала прорезями 14 длиной, не превышающей половины ширины кольца. В последнем случае прорези 14 могут быть расположены в шахматном порядке с открытым концом на противоположных торцевых сторонах кольца (фиг.4, 5).The submersible electric motor contains a stator 1, in the housing of which a laminated magnetic circuit 2 is pressed from sheets of electrical steel. Cases 3 bearings are connected with its inner surface. Packages 5 are mounted on the rotor shaft 4, on both sides of which movable bushings 6 of the bearings are placed. Between each packet 5 and the movable sleeve 6, rings 7 are inserted. The end surfaces of the rings 7 are conical and tightly adjacent to the mating surfaces of adjacent packages 5 and the movable bushings 6 (Fig. 1). External rings 12 (FIGS. 2, 6) adjoin the outer end surface of the bushings 6 at the ends of the rotor, which are supported by stops formed, for example, by a cylindrical bush 9 and half rings 8 buried in grooves on the shaft 4 (FIGS. 1, 2) . The stops rigidly fix the rotor on the shaft 4 and prevent its axial displacement. In the upper part of the electric motor, the emphasis is additionally equipped with a nut 10 (Fig. 2), connected to regulate the axial force with the sleeve 9 through a threaded connection. Between the outer ring 12 and the emphasis is placed a spring 11, which serves to create axial force. The end surface of the outer rings 12 can be made conical on one side and cylindrical on the other (FIGS. 2, 6), which ensures a reduction in axial dimensions. In addition, the role of the stops can be performed by structural elements mounted on the shaft, in particular the impeller of the pump, which serves to circulate the oil inside the electric motor. Rings 7 and 12 can be made with a through slot 13 (FIG. 3) or with slots 14 parallel to the shaft axis, with a length not exceeding half the ring width. In the latter case, the slots 14 can be staggered with an open end on opposite end faces of the ring (Figs. 4, 5).

В заявляемой конструкции каждый пакет ротора создает при сборке осевое усилие, которое передается через конусообразную поверхность на кольцо, что приводит к его деформации. Внутренняя поверхность кольца прижимается к валу, пакеты и подвижные втулки подшипников устанавливаются на валу без зазоров. Пакеты не могут сместиться в радиальном направлении, дебаланс ротора уменьшается, вибрация в таком электродвигателе резко снижается, а срок службы увеличивается.In the claimed design, each package of the rotor creates an axial force during assembly, which is transmitted through the conical surface to the ring, which leads to its deformation. The inner surface of the ring is pressed against the shaft, packages and movable bushings of bearings are mounted on the shaft without gaps. The packages cannot move in the radial direction, the rotor unbalance is reduced, the vibration in such an electric motor is sharply reduced, and the service life is increased.

Claims (6)

1. Погружной электродвигатель для погружных электронасосов, содержащий статор и размещенный внутри его ротор в виде пакетов насаженных на вал и чередующихся с подвижными втулками подшипников, опирающихся внешней втулкой на внутреннюю поверхность статора, отличающийся тем, что ротор дополнительно снабжен кольцами, размещенными по обе стороны подвижных втулок и имеющими возможность изменять радиальный размер при осевом воздействии нагрузки, при этом по крайней мере часть торцевых поверхностей пакетов, колец и втулок, обращенных друг к другу, выполнены конусообразными с возможностью их примыкания, а внутренняя поверхность, по крайней мере, части колец имеет цилиндрическую форму.1. Submersible motor for submersible electric pumps, containing a stator and placed inside its rotor in the form of packages mounted on a shaft and alternating with movable bushes of bearings, supported by an external bush on the inner surface of the stator, characterized in that the rotor is additionally equipped with rings placed on both sides of the movable bushings and having the ability to change the radial size under axial load, while at least part of the end surfaces of the packages, rings and bushings facing each other a friend, made conical with the possibility of their abutment, and the inner surface of at least part of the rings has a cylindrical shape. 2. Погружной электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что кольца выполнены со сквозной прорезью, параллельной оси вала.2. The submersible motor according to claim 1, characterized in that the rings are made with a through slot parallel to the axis of the shaft. 3. Погружной электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что кольца выполнены с прорезями, которые расположены параллельно оси вала и открыты со стороны одного из торцев.3. The submersible motor according to claim 1, characterized in that the rings are made with slots that are parallel to the axis of the shaft and open from one of the ends. 4. Погружной электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что угол наклона хорды образующей конусообразных поверхностей к оси вала либо образующей конусов находится в пределах 10-65°.4. The submersible motor according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the chord of the generatrix of the cone-shaped surfaces to the axis of the shaft or generatrix of the cones is in the range of 10-65 °. 5. Погружной электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что на концах вала ротора установлены упоры для фиксации в осевом направлении, контактирующие с внешними кольцами.5. Submersible motor according to claim 1, characterized in that at the ends of the rotor shaft there are stops for axial locking in contact with the outer rings. 6. Погружной электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что между упором и внешним кольцом размещена пружина. 6. Submersible motor according to claim 1, characterized in that a spring is placed between the stop and the outer ring.
RU2008149649/09A 2008-12-16 2008-12-16 Submersible motor RU2380810C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149649/09A RU2380810C1 (en) 2008-12-16 2008-12-16 Submersible motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149649/09A RU2380810C1 (en) 2008-12-16 2008-12-16 Submersible motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2380810C1 true RU2380810C1 (en) 2010-01-27

Family

ID=42122295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008149649/09A RU2380810C1 (en) 2008-12-16 2008-12-16 Submersible motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2380810C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592942C1 (en) * 2015-09-01 2016-07-27 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Submersible motor
RU2672858C1 (en) * 2018-01-17 2018-11-20 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Submersible oil-filled high-speed electric motor
US10374481B2 (en) 2015-10-01 2019-08-06 Baker Hughes Incorporated Motor bearing with rotor centralization
RU201789U1 (en) * 2020-10-16 2021-01-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "Инвестиционная Инициатива" SUBMERSIBLE OIL FILLED VAN ELECTRIC MOTOR

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БОГДАНОВ А.А. Погружные электронасосы для добычи нефти. - М.: Недра, 1968, с.131, 153. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592942C1 (en) * 2015-09-01 2016-07-27 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Submersible motor
US10374481B2 (en) 2015-10-01 2019-08-06 Baker Hughes Incorporated Motor bearing with rotor centralization
RU2672858C1 (en) * 2018-01-17 2018-11-20 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Submersible oil-filled high-speed electric motor
RU201789U1 (en) * 2020-10-16 2021-01-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "Инвестиционная Инициатива" SUBMERSIBLE OIL FILLED VAN ELECTRIC MOTOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9334865B2 (en) Self-aligning and vibration damping bearings in a submersible well pump
RU2667567C2 (en) Rotating machine (versions)
EP2847497B1 (en) Planetary gear stage with plain bearings as planet bearings and use thereof
US9624938B2 (en) Integrated motor bearing and rotor
EP2808573B1 (en) Auxiliary bearing for magnetically suspended rotor system
RU2380810C1 (en) Submersible motor
US20140193264A1 (en) Direct-drive wind turbine
RU2385524C1 (en) High-speed electric machine
NO20160444A1 (en) Self-aligning and vibration damping bearings in a submersible well pump
CA2955721A1 (en) Electrical submersible motor radial support bearing
CN102454699A (en) Toroidal roller bearing with high radial bearing capacity
CN201827242U (en) Annular roller bearing
RU2482336C1 (en) Rotor for hydraulic machine
RU2592942C1 (en) Submersible motor
US7309163B2 (en) Thrust bearing assembly with a stack of thrust bearing members
CN102803764A (en) Self-aligning journal bearing
US11888365B2 (en) Conductor bar and associated rotor and rotating electrical machine
RU54109U1 (en) SUBMERSIBLE HIGH-TURNING OIL-FILLED ENGINE WITH FIVE HYDRODYNAMIC FIVE LUBRICATION SYSTEM
CN106286587A (en) A kind of annulus roller bearing with high radial bearing capacity
RU49588U1 (en) SUBMERSIBLE HIGH SPEED PUMP UNIT
JP2012077728A (en) Rotary compressor
RU2748630C1 (en) Submersible oil-filled electric motor
RU2284426C1 (en) Axial-centrifugal motor-pump
RU201433U1 (en) SUBMERSIBLE OIL-FILLED ELECTRIC MOTOR
US11286977B2 (en) Stacked thrust tapered dissimilar series roller bearing