Вопросы безопасности при эксплуатации и изготовлении торцовых асинхронных двигателей (80

ны способствуют увеличению безопасности эксплуатации электродвигателя и агрегата, а с другой стороны снижают уровень надежности.

Безопасность электрических машин связана с рядом факторов, и в пер­ вую очередь с их конструкцией, отличием которой от традиционной состоит в малой осевой длине при относительно большом диаметре [3] (см. рис. 1).

Вал ТАД поэтому короткий, а расстояние между опорными узлами ма­ ло. Вследствие этого, прогиб вала двигателя под действием силы тяжести меньше.

Также меньшим является прогиб вала под действием возможных попе­ речных сил, вызванных натяжением ремня, зубчатой передачей и т.д. со сто­ роны механизма.

Результирующий прогиб вала в ТАД меньше, а жесткость выше, чем электродвигателе традиционного исполнения. Возможности возникновения деформации по этой причине снижаются, а шум и вибрация существенно ос­ лабляются, вращение двигателя делается спокойным.

@С2

-243-

В ТАД имеется и другой фактор вибраций и шума. Под действием маг­ нитного поля возникают силы одностороннего магнитного притяжения меж- jy статором и ротором. Эти силы направлены не поперек, а вдоль вала элек- (тродвигателя. Прогиб вала эти силы не вызывают, но создают дополнитель­ ную знакопеременную (пульсирующую) нагрузку подшипников.

При вращении ротора происходит износ трущихся поверхностей ради- ально-упорных подшипников и ослабление их предварительного натяга.

Последнее при малом зазоре между магнитопроводами статора и рото­ ра и увеличенных радиальных размерах двигателя может привести к вывора­ чиванию ротора в осевой плоскости и механическому контакту поверхностей магнитопроводов (см. рис. 2).

Поэтому для безаварийной работы необходимо предусмотреть упругое звено, обеспечивающее автоматический осевой натяг подшипников.

Важным фактором, влияющим на надежность ТАД, является примене­ ние современных технологий, особенно для производства магнитопроводов статоров и роторов. Если навивка ленты электротехнической стали в пакет не вызывает трудностей, то формирование зубцовой зоны представляет зна­ чительную проблему. Известные многочисленные способы формирования этой части магнитопровода отличаются низкой технологичностью, необхо­ димостью использования обрабатывающего оборудования ударного дейст­ вия и т.д.

В [4] предложен способ, который позволяет улучшить электромагнит­ ные характеристики и повысить надежность соединения магнитопроводов, а также расширить технологические возможности изготовления сборных маг­ нитопроводов с увеличенным числом зубцов при одновременном повыше­ нии уровня автоматизации технологического процесса.

Для этого зубцы магнитопровода изготавливаются витыми из ленты электротехнической стали в результате последовательных технологических переходов гибки и сплющивания так, что в поперечном сечении получается зубец клинообразной формы. Далее происходит установка этих зубцов на витой пакет магнитопровода статора и ротора.

Преимуществом данного способа является значительное снижение объемов холодной штамповки, необходимых для изготовления листов стато­ ра и ротора электрических машин цилиндрической (традиционной) формы, а также минимальное количество отходов.

При этом условия производства и, в частности, безопасность труда ра­ бочих улучшаются.

На базе упомянутой технологии в Орловском государственном техни­ ческом университете разработана одна из возможных конструкций ТАД. В ней литые щиты заменяются стойками, которые с одной стороны крепятся к магнитопроводам статора и ротора, а с другой стороны приварены к опор­ ным кольцам или стаканам. Корпус, как таковой - отсутствует.

Такая конструкция является более прогрессивной и позволяет изба­ виться от использования литых деталей. Она позволяет организовать эффек-

-244-

тивную вентиляцию, улучшить тепловое состояние машины и повысить ее надежность.

В последнее время на базе ТАД предложены совмещенные конструк­ ции и различных рабочих механизмов: мотор-редуктора [5], двухстороннего центробежного регулятора [6], моноблочного центробежного насоса [7]. Та­ кие устройства компактны, малогабаритны, удобны в наладке и обслужива­ нии, технологичны в изготовлении.

Совмещение электродвигателя и рабочего механизма приводит, кроме прочего, к увеличению момента инерции всего агрегата, что при сохранении неизменных осевых размеров конструкции позволяет ожидать снижение вибрации и шума.

При эксплуатации механизмов с ТАД надо иметь ввиду, что переход­ ные процессы, такие как пуск, торможение, реверс затягиваются во времени из-за большего момента инерции ротора. Поэтому применять эти двигатели в исполнительных механизмах частого пуска и торможения необходимо в строгом соответствии с их назначением.

ЛИТЕРАТУРА

1. Паластин Л.М. Электрические машины автономных источников пита­ ния. - М.: Энергия, 1972. - 464 с.

2.Загрядцкий В.И. Совмещение электродвигателя с механизмом, как один из методов конструирования. / В.И. Загрядцкий, Е.Т. Кобяков, Е.П. Си­ доров //Вестник машиностроения, 2000. - №7 - С. 8-10.

3.Патент 2140700 RU Торцовая электрическая асинхронная машина. / В.И. Загрядцкий, Е.Т. Кобяков, Е.П. Сидров - 1999. - Бюлл. №30.

4.4 Патент 2142191 RU Способ изготовления сборного магнитопровода торцовой электрической машины. / В.И. Загрядцкий, Е.Т. Кобяков - 1999 г. - Бюлл. №33.

5.Патент 2150623 RU Планетарный торцовый мотор-редуктор. / В.И. За­ грядцкий, Е.Т. Кобяков, Е.П. Сидров - 2000. - Бюлл. №16.

6.Патент 2172869 RU Двухсторонний центробежный электровентилятор.

/В.И. Загрядцкий, Е.Т. Кобяков - 2001. - Бюлл. №24.

7.Патент 2175408 RU Моноблочный центробежный электронасос. / В.И. Загрядцкий, Е.Т. Кобяков - 2001. - Бюлл. №30.

-245-