异步电动机转子环键保险环结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种异步电动机转子环键保险环结构，转子铁心(1)套装在转轴(2)上构成异步电动机转子(3)，转子环键(4)安装在转轴(2)上的键槽(5)中，保险环(6)分别焊接固定在转子环键(4)的外圆周和转子铁心(1)的转子压板(7)上。本实用新型专利技术解决了转子环键在转子运行中容易发生飞车的质量问题，保证了电机运行的可靠性和使用寿命的功能性，使转子环键最终实现高转速下结构强度和安全、可靠性的功能，并有效的改善电机转子运行时的安全质量和运行的稳定性，有效降低风险，提高电机使用寿命。提高电机使用寿命。提高电机使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
异步电动机转子环键保险环结构


[0001]本技术涉及一种异步电动机转子环键保险环结构。

技术介绍

[0002]异步电动机转子采用转子鼠笼式绕组将转子铜条和转子联接环焊接在一起。在鼠笼结构中应用耐蠕变的铜合金转子铜条和转子联接环，并对鼠笼式绕组进行热分析、结构分析以及蠕变分析，以确保其使用寿命。异步电动机转子鼠笼绕组焊接时，可以采用传统的感应钎焊法，这种钎焊方法允许转子的每一端单独进行钎焊，并获得刚性的电磁机械性能兼备的接头。目前，异步电动机中转子鼠笼结构采用硬铜母线为转子铜条，采用紫铜锻件加工转子联接环，在转子联接环上加工一个比转子铜条略宽的一个环形凹槽，将转子铜条伸到凹槽内进行焊接。传统异步电动机转子铁心叠片通过热套的方式套装在转轴上，为了防止转子铁心叠片轴向串动，利用转轴上加工轴台和环键限定转子铁心叠片的轴向位置，并且传统的异步电动机转子环键安装转轴上的凹槽中，并与轴进行点焊。电动机转子为高速旋转部件，对部件的安全性要求很高，需要对轴进行高周疲劳分析和轴的断裂力学分析，为了提高转动部件的安全性，防止转动部件在电机运行中出现“飞车”现象，在转子环键的外圆焊接一个保险环。
[0003]传统电机在转子上仅安装转子环键，而保险环的加入能有效提高转动部件的安全性。

技术实现思路
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[0004]本技术的目的是提供一种异步电动机转子环键保险环结构，该保险环结构能有效地防止转子环键在电机运行中出现飞车现象，极大地保证电机运行的安全性。本技术的技术方案为：一种异步电动机转子环键保险环结构，转子铁心(1)套装在转轴(2)上构成异步电动机转子(3)，转子环键(4)安装在转轴(2)上的键槽(5)中，保险环(6)分别焊接固定在转子环键(4)的外圆周和转子铁心(1)的转子压板(7)上。
[0005]本技术的优点：
[0006]本技术根据异步电动机设计的转子铁心尺寸及其设计规范要求的转子铁心要求，其结构见图1所示。转轴上设计立筋焊接转子轴外径表面，在转子铁心一侧的立筋上加工径向台阶和圆头平键键槽用于定位转子冲片，以便转子铁心叠片在转子运转中不发生轴向和径向串动，另外一侧的立筋上加工安装转子环键的凹槽，将转子环键通过冷缩工艺安装在该凹槽中，转子保险环安装在转子环键的圆周上并将其与转子环键和转子压板焊接。
[0007]本技术的优点：在转子环键的外圆上焊接保险环不但能有效限制转子环键在电动机运行时的位置，还能大幅度提高电动机的运行安全性能。在转子铁心结构的设计中，需要考虑转子轴材料的选择，满足电机转子刚度的要求，另外在转轴结构设计中还需考虑高周疲劳分析和轴的断裂力学分析。断裂力学分析即为脆性断裂分析和轴的安全分析。疲
劳分析的目的是确保转轴在使用寿命内正常工作载荷下不会产生疲劳裂纹。断裂力学分析分为两个部分。断裂力学分析中限制比较严格的是假想裂纹(比探伤标准要求的小)在正常工况载荷下不会扩展。另一部分是假想裂纹在极端工况(例如地震、超速)时不会迅速扩展。电机在地震和超速载荷下载荷值在正常工作时载荷的2倍以上，轴材料的断裂韧性相当于疲劳裂纹扩展的极限应力强度因子的20倍。因此，正常工况载荷下的断裂力学分析要比极端工况时更为严格。将转子立筋交错焊接在转轴上，对焊接后的转轴和焊缝进行上述分析，分析结构表明，交错焊后的轴完全能够满足疲劳和应力分析要求。另外在分析中得出在转轴轴台处和立筋上转子环键凹槽处应力最大，裕度为1.13。最后电动机转子在运行中的安全、可靠性能也是设计者和使用者关心的问题，在电机的实际运行中，电机转子上的转动部件的脱落，在电机高速运转中会出现飞车现象。若脱落的转动部件不飞出电机机壳，则会对电机内部结构，如定子，产生破坏因素，甚至引起电机的扫膛，另一种比较恶劣的情况是电机转子上脱落的转动部件穿过电机机壳，飞出电机外部，将会对周围的环境和操作人员造成极大的危害。保险环的设计和制造从根本上限制了转子环键的位置，杜绝了转子环键在电机运行中产生飞车的可能性，有效地提高了电动机运行的安全性，避免了转子环键飞出对电机本身和对周围环境及操作人员的危害，解决了电机运行中转动部件的安全性和可靠性的技术难题。
[0008]本技术异步电动机转子环键保险环结构，将保险环焊接在转子环键的外圆周上，保险环的两端和转子环键和转子压板分别焊接，以提高异步电动机转子运行可靠性和安全性，如图1所示。
[0009]本技术解决了转子环键在电机运行中出现飞车的问题，保证了异步电机转子运行的可靠性和安全性，通过优化方案的转子保险环宽度和材料和相应焊点的数量及位置的选择，设计具有更好的焊接性能的配合，最终确定转子环键的厚度尺寸和材料，使转子铁心最终实现高转速下转子铁心结构强度和可靠性的功能。
[0010]保险环分别与转子环键和转子压板焊牢，进而限制转子环键在异步电动机运行过程中的位置，降低了转子环键出现飞车的风险，保护电机内部部件不会因为环键的飞车而出现扫膛，进而优化电机质量，提高电机的安全性能。
附图说明
[0011]图1转子铁心装配结构示意图
[0012]图2转子保险环焊接及安装位置局部放大示意图
[0013]图3转子保险环结构示意图
具体实施方式
[0014]如图1所示为本技术的异步电动机转子环键保险环结构，转子铁心1套装在转轴2上构成异步电动机转子3，如图3所示，转子环键4安装在轴立筋5上的键槽6中，保险环7焊接在转子环键4的外圆周上和转子铁心1上的转子压板8上。
[0015]按照该转子铁心结构及安装需要，详细地设计了转子环键保险环结构如图3。考虑到转子轴材料的高硬度、设计压力、运行工况下护环的一次应力以及因为旋转形成的圆周力的反作用，对转子环键外圆周的区域进行设计，并使其应力满足许用薄膜应力的要求和
电机铁心的功能要求。
[0016]如图2所示的转子环键保险环结构尺寸及安装位置和设计规范的要求，利用应力分析计算和应力云图计算，选择了满足设计规范和使用要求的转子保险环材料，完成转子保险环厚度和尺寸的设计。转子保险环与转子环键及转子压板焊接时，尽量减小焊缝中的夹渣、气泡等缺陷的出现，这样既能保焊接牢固性，二者又具有相同的热膨胀系数和疲劳周期。由于异步电动机在运行工况下，电机转子处于高速旋转状态，因此转子对焊接质量尤为重视，二者焊接间焊缝里的气孔、夹渣率是评价焊接质量的关键。由于转子铜条和转子端环均选用导电性能较好的铜材质，为了保证电机鼠笼条结构整体的导电性，在焊材选择时必须选择银焊料。顾名思义，由于银焊料中含银成分较高，因此每公斤银焊料价格昂贵。适当减少银焊料的使用量，能有效的降低电机的成本。另外无论采取哪种焊接工艺方法，焊缝里的气孔、夹渣率只能尽量减少，并不能绝对避免。为了保证转子环键在电机转动时的可靠性，首先将轴立筋焊接在转轴外圆上；其次再将转子叠片套装在转轴上并安装转子铜条和转子端环构成转子铁心装配，如图1所示。在电机的实际制造过程中，通过多次的对比实践研究，最后得出将转子保险环焊接在转子环键外圆上，并将转子保险环与转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异步电动机转子环键保险环结构，其特征是：转子铁心(1)套装在转轴(2)上构成异步电动机转子(3)，转子环键(4)安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷凤玲，侯庆虹，李爽，宋雨，王勇，吕承远，吴云波，张国会，李金亮，张海旭，
申请(专利权)人：哈尔滨电气动力装备有限公司，
类型：新型
国别省市：