Массивный ферромагнитный ротор электродвигателя и способ его изготовления

)5 ЕНИЯ относится к кон шин и технологии быть использоваэлектротехн етения является их характеристик струкции их изгоно в элекическойповышепрочнощии видм электро фиг,1.магнитнжит вал ый магнонтиров полнен ассивного двигателя; ый ротор , на кототопроводно стокопое в виде ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения (72) А.М,Олейников, В,А.Лесник, А.И,Лищенко, М.М.Яковлев, Т,С.Юргенсон и В.В,Воскобойников(56) Куцевалов В,М. Вопросы теории и расчета асинхронных машин с массивными роторами. М.-Л,: Энергия, 1966, с.12, рис.В - 1.Авторское свидетельство СССР879706; кл, Н 02 К 1/06, 1979.Авторское свидетельство СССР Ь 1050053, кл. Н 02 К 15/02, 1982. (54) МАССИВНЫЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РОТОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Изобретение электрических ма товления и может тротехнике и промышленности,Целью изобр ние энергетическ сти и технологичности,На фиг.1 показан об ферромагнитного ротора на фиг,2 - разрез А-А на Массивн ы й фе рро электродвигателя содер ром установлен массивн 2,На магнитопроводе см роводящее покрытие, в(57) Использование: в области электромашиностроения и относится к конструкции электрических машин и технологии их изготовления, Сущность изобретения; токопроводящее покрытие ротора выполнено в виде втулки из стали с изменяемыми магнитными характеристиками, укрепленной на магнитопроводе, с чередующимися по окружности втулки немагнитными и ферромагнитными слоями по ее длине и толщине, При изготовлении ротора формирование немагнитных и ферромагнитных слоев производят на токопроводящей втулке путем ее термообработки: старения всей втулки и закалки в местах немагнитных слоев. Нагрев при закалке ведут токами высокой частоты в течение 0,5 - 2,5 с и в момент достижения заданной температуры нагрева подают на втулку хлада гент. 1 з.п. ф-л ы, 2 ил. втулки 3, изготовленнои из стали с изменяемыми магнитными характеристиками, например, из стали марки 23 Х 16 Н 7 М 2, Эта сталь после старения имеет ферромагнитную структуру, а после закалки - немагнитную структуру. По окружности втулки 3 с определенным шагом расположены немагнитные слои 4 и ферромагнитные слои 5, Размеры немагнитных и ферромагнитных слоев Ьи Ьм и толщина втулки Ь, выбираются таким образом, чтобы обеспечить высокие характеристики асинхронного электродвигателя. В ферромагнитных слоях 5 можно обеспечить индукцию порядка 1,5 Тл. Втулка 3 может крепиться к магнитопроводу 2 различным образом, например, попосадке с гарантированным натягом, Магнитопровод 2 устанавливается на посадочную поверхность вала и фиксируетсяшпон кой 6 и разжимным кольцом 7. Исполь.зование в качестве токопроводящего покрытия втулки 3 позволяет по сравнению спрототипом повысить характеристики электродвигателя, За счет хорошего заполненияобъема втулки немагнитными и ферромагнитными слоями без пропусков и пустот 10снижаются потоки рассеяния и возрастаеткоэффициент мощности, а за счет уменьшения скольжения повышается КПД. Кроме того, значительно возрастает прочностьтокопроводящего покрытия, так как втулка 15выполнена из однородного сплошного материала, что позволяет использовать роторв высокоскоростных асинхронных электродвигателях. Простая конструкция втулки позволяет значительно упростить технологию 20изготовления ротора по сравнению с прототипом.Способ изготовления массивного ферромагнитного ротора электродвигателя осуществляется следующим образом, 25Производят изготовление элементовротора; вала 1, магнитопровода 2, втулки 3,Формируют немагнитные и ферромагнитные слои 4 и 5 на втулке 3.Формирование производят следующим 30образом,Втулку 3 подвергают старению до образования однородной ферромагнитнойструктуры, При значительном объеме производства можно подвергать термообработке - старению сразу партию втулок.Затем на каждой втулке формируют немагнитные слои путем закалки материала втулки в местах этих слоев. Нагревание слоевпроизводят индуктором токами высокой частоты. Во избежание прогрева соседнихслоев металла время нагрева должно составлять 0,5 - 2,5 с. Для обеспечения времени нагрева менее 0,5 с требуются большиеплотности тока, при которых возможно расплавление индуктора. При времени нагреваболее 2,5 с наблюдается значительный прогрев соседних с нагреваемым слоем участков втулки, вследствие чего границанемагнитного и ферромагнитного слоев 50размазывается, т,е. теряет требуемые размеры. В момент достижения заданной температуры нагрева навтулку подаютинтенсивный поток хладоагента, например,воду до полного остывания втулки. Нагрев 55мест под закалку можно производить сразуили последовательно нагревая каждый участок, подлежащий закалке.После этого производят сборку деталейротора,П р и м е р. Изготовили ротор с наружным диаметром втулки 100 мм. Внутренний диаметр втулки составляет 92 мм, длина втулки 140 мм, Размеры Ьм = 17,5: Ьн = 5 мм. Втулку получали механической обработкой из стали 23 Х 16 Н 7 М 2, Массивный магнитопровод был изготовлен из стали 10, После механической обработки втулку подвергали старению для чего нагревали в муфельной печи до температуры 800 С, выдерживали при этой температуре 15 ч и затем охлаждали на воздухе, Затем в месте закалки на втулку надевали медный индуктор, охватывающий место закалки, Индуктор имел геометрию соответствующую геометрии нагреваемого слоя, Индуктор запитывали от высокочастотного генератора (66 кГц) мощностью 100 кВт, Время нагрева слоя составляло 2,0 с, Температура нагрева 1150 С (белое свечение). Через 2,0 с после подачи напряжения открывали магнитный клапан и из шланга на втулку подали воду температурой 20 С под давлением 4 кгс/см,Аналогично производилась закалка последующих слоев. Затем производилась сборка ротора, Исследования опытных образцов показали, что при приведенном в примере режиме старения и закалки зона перемешивания металла на границе между слоями не превышает 0,5 - 0,7 мм, что вполне допустимо,Формула изобретения 1, Массивный ферромагнитный ротор электродвигателя, состоящий из установленного на валу магнитопровода и размещенного на его внешней поверхности токопроводящего покрытия, состоящего из немагнитного и ферромагнитного слоев, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения энергетических характеристик, прочности и технологичности, токопроводящее покрытие выполнено в виде втулки из стали с изменяемыми магнитными характеристиками, укрепленной на магнитопроводе, с чередующимися по окружности втулки немагнитными и ферромагнитными слоями по ее длине и толщине,2, Способ изготовления массивного ферромагнитного ротора электродвигателя, включающий изготовление элементов ротора, формирование немагнитных и ферромагнитных слоев токопроводящего покрытия и установку его на магнитопровод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что формирование немагнитных и ферромагнитных слоев производят на токопроводящей втулке путем ее термообработки, подвергая втулку сначала старению до получения однородной ферромагнитной структуры, после чего производят формирование1817191 Составитель А.Олейниковактор Н,Козлова Техред М,Моргентал ректор М.Ку Заказ 1728 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР. 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 немагнитных слоев путем закалки материала втулкИ в местах этих слоев, при этом нагрев при закалке ведут токами высокой частоты в течение 0,5 - 2,5 с, а охлаждающийхладоагент подают на втулку в момент достижения заданной температуры нагрева.