ли обод цельный (в виде стальной втулки) либо сварной из листовой стали СтЗ, то крепление полюсов ротора к ободу осуществляется болтами (винтами). В машинах небольшой мощности болты (винты) пропускают через отверстие в полюсе со стороны полюсного наконечника и вворачивают в резьбовое отверстие в ободе (рис. 9.8, а). В машинах средней и большой мощности болты, крепящие полюс, вставляются с внутренней стороны обода и ввора-

Рис. 9.8. Способы крепления полюсов ротора:

а и б -болтами; в - посредством ласточкина хвоста; / стержень; 4 - нажимная щека; 5 - шпилька

-обод; г-сердечник полюса; 3 -

чиваются в резьбовое отверстие в стержне, вставленном в осевое отверстие в полюсе, (рис. 9.8, б). В этом случае обод ротора выполняют сварным из толстых стальных листов. Такая конструкция обода называется магнитным колесом и состоит из собственно обода 1, диска 2 и ступицы 3 (рис. 9.9). Чтобы исключить возможное удлинение крепежных болтов под действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора, болты устанавливают с предварительным натягом.

Если обод ротора шихтованный, то крепление полюса в машинах небольшой мощности выполняется посредством ласточкина хвоста (рис. 9.8, в). Иногда для расклинивания ласточкина хвоста в последнем делают отверстие, в которое вставляют шпильку 5 с небольшой конусностью. .Более технологично крепление полюсов ротора к шихтованному ободу посредством Т-образных хвостов (см. рис. 8.13), заклиниваемых двумя ларами стальных шпонок (клиньев) прямоугольного сечения. Такое крепление полюсов обычно применяют при 2 р=6-М2.

Для предотвращения распушения шихтованных сердечников полюсов их стягивают шпильками. В некоторых конструкциях синхронных машин каждый полюс с обоих торцов имеет нажимные щеки из кованой стали или стального литья с отверстиями для стяжных шпилек (см. рис. 9.8,6).

Расчет крепления полюса к ободу ведут по центробежной силе, действующей на полюс, Н,

F = llG ?ц.,(ma./lOOO) (9.15)

где Gn - масса одного полюса с катушкой и пусковой обмоткой,

Gn = (Gm + Gum + Gm.ct + GJ/2p; (9.16)

Рис. 9.9. Обод ротора тихоходной синхронной машины

Rn.,t: - средний радиус центра тяжести полюса, мм: R, = 0,5 [Di - (25,р + + Лр)];

(9.17)

imox -максимальная частота вращения ротора (об/мин), для синхронных машин общего назначения принимают Птах = \,2 пи

Расчет крепления полюса болтами (винтами). Количество крепящих болтов должно быть не менее двух. Площадь сечения болта в основании резьбы, мм,

So= l,25F .10e/n6 a, (9.18)

где Пб,п - количество болтов на один пЬлюсг о - допускаемое напряжение при растяжении болта, Па: для стали марки СтЗ а= = 160 МПа, а для стали марки Ст5 0=200 МПа.

Диаметр крепящего болта в основании резьбы, мм,

do= 2 VSJ= 1.3 10 VpJ4. (9.19)

Окончательно принимают ближайщее большее стандартное значение do- Диаметр болта не должен превыщать 50 мм.

Пример. Для синхронного двигателя, расчет которого приведен в § 8.12 определить диаметр крепящих полюсы болтов при частоте вращения Птах = 1,2-600 = 720 об/мин. Решение. Масса стали полюсов ротора (9.9)

Gm= 7,8-10-8-384-10-0,95(150-118 + 0,8-30-197) = 622 кг. Масса обомотки возбуждения (9.11)

Омт = 8,9-10-8-1,05-63,06-1233-10-33 = 239 кг. Масса меди стержней пусковой обмотки (9.12)

Ом.ст = 8,9-10-8-113-10-7.468 = 33 Масса меди короткозамыкающих сегментов (9.13)

Ом.к = 8.9-10-8-429,1я(894 -2-3 -2-2 - 12) = 10,5 кг. Масса одного полюса (9.16)

Gn = (622 + 239+ 33+ 10,5)710 = 90,5 кг. Средний радиус центра тяжести (9.17) ,

i?a,T = 0,5 [894 -(2-3,3+ 150 + 30)] = 353.7 мм. Центробежная сила (9.15) ц= 11-90.5-353,7(720-10-3)2= 182-10 Н.

Принимаем два болта из стали Ст5 на один полюс. Диаметр одного болта в основании резьбы (9.19)

do = 1,3-10 1182-103/2-200-106 = 27,5 мм. Принимаем болты М36 (do=31.67 мм).

Таблица 9.2

1 а А

77777777,

Рис. 9.10. Размеры Т-образного хвостовика и паза

Расчет крепления полюсов Т-образными хвостовиками. Определяют удельную центробежную силу, действующую на 1 мм длины полюса, Н/мм,

W-Fm. (9-20)

Затем по табл. 9.2 выбирают номер габарита Т-образного хвостовика. В табл. 9.2 также указаны размеры Т-образного выступа на полюсе и соответствующего ему паза на ободе по рис. 9.10.

Для увеличения механической прочности щихтованного хвостовика его нижнюю грань иногда проваривают непрерывным швом Ео специальным лункам. При значительной центробежной силе воз-

Рпс. 9.11. Крепление межполюсного соединения катушек возбуждения

можно применение на одном полюсе двух Т-образных хвостовиков. В этом случае удельная нагрузка на каждый хвостовик принимается вдвое меньшей, а расстояние между осями хвостовиков при нимают равным k (табл. 9.2). Закрепление Т-образных выступов в пазах остова выполняется посредством четырех клиньев (по два с каждой стороны), изготовленных из шпоночной рфали, с уклоном 1: 100 (см. рис. 8.13). У

Полюсные катушки синхронных машинлектрически соединяют между собой гибкими проводниками. В машинах средней и большой мощности для этой цели используют пакеты листовой

бронзы, припаянные к крайним виткам катушек. Площадь контактной поверхности соединения должна быть не меньше 10-кратной площади поперечного сечения обмоточного провода полюсной катушки.

В быстроходных машинах межполюсные соединения для компенсации центробежных сил удерживаются специальными креплениями (рис. 9.11), состоящими из шпильки 1, изоляционной трубки и двух гетинаксовых шайб 2, служащих для электрической изоля-

Рис. 9.12. Силы, действующие на витки полюсной катушки

Рис. 9.13. Межполюсные распорки

ции соединения от шпильки. В тихоходных машинах крепления межполюсных соединений обычно не применяют.

При вращении ротора каждый виток полюсной катушки испытывает действие центробежной силы ц,в (рис. 9.12). Направление этой силы определяется радиусом, проведенным из центра вращения ротора через центр тяжести витка катушки. Разложим силу Рц.в на две составляющие -радиальную Fr, направленную по оси полюса, и-нормальную F , направленную перпендикулярно оси полюса.

Составляющая Fr воспринимается полюсным наконечником и передается на элементы крепления полюса к ободу, а нормальная составляющая F стремится отогнуть виток катушки в межполюсное пространство. При этом в меди витка возникают механические напряжения, которые возрастают с увеличением длины машины и частоты вращения ротора. Для компенсации действия нормальных сил Fn на роторе устанавливают межполюсные распорки.

Существует несколько конструкций межполюсных распорок. Наибольшее распространение получили два вида распорок: распорка, укрепляемая винтами к ободу (рис. 9.13,а), и распорка с расклинивающими шпильками 1 (рис. 9.13,6). Последний вид распорок применяют при небольшом межполюсном расстоянии, при этом распорки устанавливают таким образом, чтобы их стенки упирались в выступы полюсных наконечников. Необходимо иметь в виду, что применение распорок, прикрывающих часть поверхности полюсных катушек, ухудшает охлаждение машины, особенно обмотки возбуждения.

9.5. КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА

Для токоподвода к вращающейся обмотке ротора в синхронных машинах применяют два контактных кольца. Различают две конструктивные формы узла контактных колец: контактные кольца на втулке и контактные кольца консольного типа.

Узел контактных колец на втулке (рис. 9.14) состоит из чугунной втулки /, покрытой в несколько слоев формовочным миканитом 2. На втулку в горячем состоянии (300-400 °С) насаживают два контактных кольца 3.

В зависимости от условий ра- ряе. 9.14. Узел контактных колец иа боты машины контактные кольца втулке

Рис. 9.15. Узел контактных колец на втулке с фланцем 16-782