專利名稱：直接氣冷式渦輪電機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直接氣冷式渦輪電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子的兩個軸向端部分別具有一個與轉(zhuǎn)子蓋板相連的、由兩個氣體導(dǎo)向環(huán)半殼組成的氣體導(dǎo)向環(huán)。本發(fā)明還涉及組裝這種轉(zhuǎn)子的方法。
已有技術(shù)特別是在直接氣冷式渦輪發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子中，公知的轉(zhuǎn)子蓋由于離心力作用于其本身以及位于其下面的繞組，會受到橢圓化作用。該橢圓化也作用于蓋板和氣體導(dǎo)向環(huán)。由于在渦輪發(fā)動機(jī)運行中，會在氣體導(dǎo)向環(huán)半殼上產(chǎn)生壓力差，所以公知的渦輪發(fā)動機(jī)會出現(xiàn)軸向位移造成磨損。公知渦輪發(fā)動機(jī)在軸旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速小于40轉(zhuǎn)/分鐘)的情況下，氣體導(dǎo)向環(huán)半殼會出現(xiàn)切向和徑向移動，從而造成蓋板的附加磨損。
對本發(fā)明的描述本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種直接氣冷式渦輪電機(jī)轉(zhuǎn)子，它可避免出現(xiàn)氣體導(dǎo)向環(huán)半殼的軸向位移以及避免氣體導(dǎo)向環(huán)半殼的切向和徑向位移。
本發(fā)明所述轉(zhuǎn)子的特征是具有定位鍵，它分別設(shè)置在所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼的分離面上的相對設(shè)置的端部之間，其兩個側(cè)面相互貼緊，并且與蓋板固定連接。所述轉(zhuǎn)子具有一個由兩個固定環(huán)半爿組成的固定環(huán)，它與所述氣體導(dǎo)向環(huán)相連，并且也與所述蓋板連接，以使氣體導(dǎo)向環(huán)相對所述蓋板在軸向和徑向上定位。其中所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼的各分離面相對于各固定環(huán)半爿的分離面至少以大致90°錯開布置。
所述方法的特征是，所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼安裝在蓋板內(nèi)，并且彼此相互壓緊，隨后將所述定位鍵安裝到氣體導(dǎo)向環(huán)半殼的分離面之間的缺口內(nèi)，并且將其固定，所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼被釋放，并且固定環(huán)半爿貼在所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼上，最后將所述固定環(huán)半爿與蓋板用螺栓固定。
其他有利的構(gòu)成見從屬權(quán)利要求所述。
本發(fā)明所述方案的優(yōu)點特別是，固定環(huán)半爿不僅在軸向上而且在徑向上將氣體導(dǎo)向環(huán)半殼固定，同時通過定位鍵在短路時承受切向力。所述固定環(huán)半爿在一個回縮的范圍內(nèi)可承受離心力作用。所以不僅可在靜止?fàn)顟B(tài)下，而且在軸轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下使氣體導(dǎo)向環(huán)半殼在每個方向上被固定，從而不會產(chǎn)生磨損。而氣體導(dǎo)向環(huán)半殼在運行中也會與蓋板的橢圓化相匹配。
對附圖的簡要說明下面對照附圖所示實施例對本發(fā)明的主題作進(jìn)一步的說明。


圖1表示一個具有氣體導(dǎo)向環(huán)和固定環(huán)的渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的主視圖；圖2表示沿圖1中II-II線所作的剖視圖；圖3表示沿圖1中III-III線所作的剖視圖；圖4表示沿圖1中IV-IV線所作的剖視圖；圖5表示由兩個固定環(huán)半爿組成的一個固定環(huán)；圖6表示沿圖5中VI-VI線所作的剖視圖；圖7表示由兩個氣體導(dǎo)向環(huán)半殼組成的一個氣體導(dǎo)向環(huán)，沒有固定環(huán)；圖8表示沿圖5中VIII-VIII線所作的剖視圖；圖9表示沿圖5中IX-IX線所作的剖視圖；圖10表示定位鍵的主視圖；圖11表示圖10所示定位鍵的側(cè)視圖。
本發(fā)明的實施方式根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的轉(zhuǎn)子(在兩個軸向平面上)具有一個蓋板1以及一個由半殼2和3組成的氣體導(dǎo)向環(huán)。所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3包括氣體導(dǎo)向葉片4。標(biāo)號5、6、7和8表示相鄰氣體導(dǎo)向葉片4之間公知的填充件。標(biāo)號9和10表示所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3之間的分離面。在圖2中表示出了發(fā)動機(jī)繞組21。在圖1和圖2中還表示出一個由固定環(huán)半殼11和12組成的固定環(huán)，對該固定環(huán)下面還要具體描述。該固定環(huán)半爿的分離面用標(biāo)號13和14表示。
從圖中可以看出，所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3的分離面9、10相對固定環(huán)半爿11、12的分離面13、14錯開90度。
所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3兩者均具有沿徑向伸出的肋片15和16。如圖7所示，所述肋片15、16在所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3的對應(yīng)分離面9、10上具有相對的間距，所以存在著缺口17、36。在圖7中只能看到上部缺口17，而下部缺口36被氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3所覆蓋。
圖5表示的是由兩個固定環(huán)半爿11、12組成的整個固定環(huán)，而圖6僅表示出固定環(huán)半爿12。圖8和圖9表示的是固定環(huán)半爿11的剖視圖。
所述固定環(huán)半爿11、12具有一個L形截面，包括一個第一角邊和一個第二角邊18、19。如圖6所示，所述固定環(huán)半爿11、12的第一角邊18是中斷的，所以分別在中間構(gòu)成一個凹槽形狀的缺口。其中固定環(huán)半爿11的凹槽用標(biāo)號25表示，固定環(huán)半爿12的凹槽用標(biāo)號20表示。
如圖3和圖4所示，蓋板1具有一個位于圓周上的軸向上回縮錯開的部位22，從而構(gòu)成臺肩23。所述臺肩23與氣體導(dǎo)向環(huán)半殼3的肋片16之間有一個徑向間隔。在所形成的環(huán)形腔內(nèi)有固定環(huán)半爿11、12的第一角邊18插入。在圖3和圖4中僅表示出固定環(huán)半爿11，但是固定環(huán)半爿12的安裝關(guān)系相同。
所述固定環(huán)半爿11、12經(jīng)圓柱螺栓24與蓋板1固定連接。各固定環(huán)半爿11、12的第一角邊18靠在蓋板1的側(cè)面上。而各固定環(huán)半爿11、12的L形橫截面的第二角邊19則靠在遠(yuǎn)離蓋板1的肋片16一端，即位于其外側(cè)。其中在第二角邊19和肋片之間構(gòu)成了一個軸向配合間隙37。所以如圖所示，各氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3相對蓋板1被固定，從而防止出現(xiàn)軸向移動。
此外，第一角邊18沿其外圓周靠在蓋板1的臺肩23上，沿其內(nèi)圓周靠在肋片15、16上。在肋片15、16和第一角邊18之間形成一個徑向配合間隙35。所以各氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3也相對蓋板1固定，不能產(chǎn)生徑向移動，各固定環(huán)半爿11、12在蓋板1上也被固定，防止出現(xiàn)徑向移動。
如上所述，所述固定環(huán)半爿11、12具有凹槽25、20，特別見圖5和圖6所示。該固定環(huán)半爿11、12設(shè)置在所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3和蓋板1之間，特別見圖2所示。固定環(huán)半爿11、12和氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3的方向相當(dāng)于圖6和圖7中的視圖所表示出的方向。從圖中可知，凹槽25、20在固定環(huán)半爿11、12上對準(zhǔn)所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3的肋片15、16之間的缺口17、36。
在所述缺口17、36和凹槽25、20內(nèi)以配合方式裝有定位鍵26。所述定位鍵26的高度29的尺寸等于L形固定環(huán)半爿11、12的第二角邊19的高度28的尺寸。所述定位鍵26的深度27的尺寸等于固定環(huán)半爿11、12的第一角邊18的深度30的尺寸。所述定位鍵26的寬度31的尺寸最終等于所述缺口17、36和凹槽25、20的寬度。
如圖3和圖4所示，所述固定環(huán)半爿11、12經(jīng)圓柱螺栓24與蓋板1固定，其中各個螺栓24的螺栓頭處在各固定環(huán)半爿11、12上的較大直徑的孔32內(nèi)，螺桿則穿過較小直徑的孔33布置(見圖9)。
在所述凹槽25、20的范圍內(nèi)，各個螺栓的螺栓頭同樣處在各具有較大直徑的孔32內(nèi)(見圖8)。然而與蓋板1固定在一起的螺桿則穿過定位鍵26上的孔34延伸(見圖10和圖11)。擰緊后的圓柱螺栓24的螺栓頭直接壓緊在所述定位鍵26上(見圖4)。
在組裝所述轉(zhuǎn)子時，首先將氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3安裝到蓋板1內(nèi)。然后將氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3在分離面9、10處壓緊，并形成各個缺口17，36，再裝入兩個定位鍵26，并且用一個未顯示出的圓柱螺栓固定在蓋板1上。最后將固定環(huán)半爿11、12與蓋板1連接在一起。
如圖所示，所述固定環(huán)半爿11、12將氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3在軸向和徑向上固定。同時在短路時經(jīng)定位鍵26承受切向力的作用。所述固定環(huán)半爿11、12本身在蓋板1的上述環(huán)形腔內(nèi)克服離心力的作用被固定。所有部件均設(shè)計了必要的公差，并且還用潤滑劑進(jìn)行處理，以消除在氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3上的固定應(yīng)力。這樣可保證不僅在靜態(tài)下，而且在軸轉(zhuǎn)動的情況下，氣體導(dǎo)向環(huán)半殼在每個方向上均被固定，這樣不會出現(xiàn)磨損。然而在運行中，所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼2和3可適應(yīng)兩個轉(zhuǎn)子端頭的兩個蓋板1的橢圓化。
權(quán)利要求
1.直接氣冷式渦輪電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子的兩個軸向端部分別具有一個與轉(zhuǎn)子蓋板(1)相連的、由兩個氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)組成的氣體導(dǎo)向環(huán)，所述導(dǎo)向環(huán)半殼具有分離面(9，10)，其特征是a)具有一個由兩個具有分離面(13，14)的固定環(huán)半爿(11，12)組成的固定環(huán)，它與所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)相連，并且與所述蓋板(1)固定連接，以使氣體導(dǎo)向環(huán)相對所述蓋板(1)在軸向和徑向上定位，其中所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)的各分離面(9，10)相對于各固定環(huán)半爿(11，12)的分離面(13，14)至少以近似90°錯開布置，b)在各氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)上分別設(shè)有朝徑向延伸并貼在蓋板(1)側(cè)面的肋片(15，16)，并且c)各有一個定位鍵(26)分別設(shè)置在所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)的分離面(9，10)上的肋片(15，16)之間的缺口(17，36)內(nèi)，其兩個側(cè)面貼在固定環(huán)半爿(11，12)的凹槽(20，25)上，并且與蓋板(1)固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征是，所述蓋板(1)為構(gòu)成一個凸肩(23)具有一個軸向上回縮的部位(22)，所述凸肩(23)設(shè)置在距各肋片(15，16)有一個徑向間隔的位置上，從而在所述凸肩(23)和肋片(15，16)之間構(gòu)成一個環(huán)形腔，在該環(huán)形腔內(nèi)設(shè)置一個與所述蓋板(1)相連的固定環(huán)半爿(11，12)的第一角邊(18)，所述第一角邊(18)沿其外圓周貼在所述蓋板(1)的凸肩(23)上，并且側(cè)面貼在所述蓋板(1)上，而且沿其內(nèi)圓周具有一個至肋片(15，16)的間隙(35)。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子，其特征是，每個固定環(huán)半爿(11，12)均具有一個L形截面，并且構(gòu)成L形固定環(huán)半爿(11，12)的第二角邊(19)，而且在各肋片(15，16)的背向蓋板(1)的一側(cè)具有一個間隙(37)。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的轉(zhuǎn)子，其特征是，所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)的肋片(15，16)在分離面(9，10)上具有一個相對的間隔，形成缺口(17，36)，并且所述第一角邊(18)具有一個與缺口(17，36)貫通的凹槽(20，25)，在所述缺口(17，36)和凹槽(20，25)內(nèi)可各插入一個定位鍵(26)。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子，其特征是，每個定位鍵(26)的高度(29)的尺寸等于各固定環(huán)半爿(11，12)的第二角邊(19)的高度(28)的尺寸，每個定位鍵(26)的深度(27)的尺寸等于第一角邊(18)的深度(30)的尺寸，每個定位鍵(26)的寬度(31)的尺寸等于缺口(17，36)和凹槽(20，25)的寬度。
6.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子，其特征是，所述固定環(huán)半爿(11，12)和定位鍵(26)通過一個具有螺栓頭和螺桿的圓柱螺栓(24)與蓋板(1)連接，其中所述圓柱螺栓(24)的螺栓頭沉入各固定環(huán)半爿(11，12)的第二角邊(19)內(nèi)，并且螺桿穿過第一角邊(18)和定位鍵(26)布置，其方式是擰在所述蓋板(1)內(nèi)的圓柱螺栓(24)的螺栓頭支承在第一角邊(18)上或者支承在各定位鍵(26)上。
7.如權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)子的裝配方法，其特征是，所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)安裝在蓋板(1)內(nèi)，并且彼此相互壓緊，隨后將所述定位鍵(26)安裝到氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)的分離面(9，10)之間的缺口(17，36)內(nèi)，并且將其固定，所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)被釋放，并且固定環(huán)半爿(11，12)以間隙(35，37)貼在所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2，3)上，最后將所述固定環(huán)半爿(11，12)與蓋板(1)用螺栓固定。
全文摘要
所述蓋板(1)的軸向上回縮的部位(22)有一個凸肩(23)。所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2,3)具有朝徑向延伸的肋片(15,16)。一個由兩個固定環(huán)半爿(11,12)組成的固定環(huán)以其第一角邊(18)靠在臺肩(23)上,并且通過圓柱螺栓(24)與蓋板(1)相連。所述氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2,3)相對蓋板(1)在徑向和軸向上被固定,并構(gòu)成間隙(35,37)。為構(gòu)成缺口(17,36),所述肋片(15,16)在氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2,3)的分離面(9,10)上具有沿周向布置的間隔。固定環(huán)半爿(11,12)的第一角邊(18)在相同位置上中斷,形成與缺口(17,36)對準(zhǔn)的凹槽(20,25)。在所述缺口(17,36)和凹槽(20,25)的范圍內(nèi)裝有定位鍵(26),并用螺栓與蓋板(1)緊固。該定位鍵(26)可將切向力從氣體導(dǎo)向環(huán)半殼(2,3)傳遞給固定環(huán)半爿(11,12)。
文檔編號H02K9/08GK1365176SQ01145470
公開日2002年8月21日 申請日期2001年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月4日
發(fā)明者D·赫蒂格, E·斯蒂芬 申請人:阿爾斯托姆電力有限公司