6000rpm變頻高速濕式防爆電機(jī)的制作方法
【專利說明】
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:本實用新型涉及一種6000rpm變頻高速濕式防爆電機(jī)。
[0002]【背景技術(shù)】:我國透水救援設(shè)備落后:目前普通礦用潛水栗由充水式高壓潛水電動機(jī)和多級離心栗連接在一起，整個機(jī)組體積大，重量沉，安裝運(yùn)輸很不方便，大的潛水栗，需要在井上分拆后，再在井下組裝，安裝一臺大型水栗及其管路需要7?8小時。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本實用新型的目的是提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，減小機(jī)組的體積、重量，滿足栗高揚(yáng)程、改善了電機(jī)的冷卻效果的6000rpm變頻高速濕式防爆電機(jī)。本實用新型的技術(shù)方案是:一種6000rpm變頻高速濕式防爆電機(jī)，電機(jī)定子(6)與頂蓋(15)及中段體法蘭連接，頂蓋
(15)與定子(6)之間采用螺栓(11)螺母(10)墊圈(12)緊固，電機(jī)采用O型密封圈(14)密封，電機(jī)繞組線從頂蓋(15)引出直接與電纜密封防水，繞組線置于保護(hù)管(13)內(nèi)，繞組線在頂蓋內(nèi)用密封圈(16)密封，螺紋套筒(18)通過壓緊環(huán)(17)緊固密封圈(16)，推力盤(29)與電機(jī)輔葉輪為一體，在推力盤下端有個密封環(huán)面(35)，電機(jī)內(nèi)循環(huán)水路連接進(jìn)水孔(34)，進(jìn)水孔(34)連接出水孔(37)，推力盤圓面(33)套在軸(21)上，端面(31)為推力盤軸上軸向定位面，螺釘(28)通過光孔(39)擰入軸(21)內(nèi)螺紋固定推力盤，推力盤上部鍍層面(38)與上推力軸承接觸形成水膜，推力盤下部鍍層面(36)與下推力軸承(2)接觸為工作面，推力盤(29)通過鍵槽(32)中的鍵(27)與軸(21)實現(xiàn)徑向定位，螺釘(28)靠在端面(40)上，熱電偶(I)監(jiān)控水溫，止推軸承座(9)上安裝上導(dǎo)軸承(8)及下推力軸承(2)。
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)潛水栗的高速運(yùn)行，電機(jī)變頻調(diào)速，同時電機(jī)還要能承受1MPa的壓力。本電機(jī)通過螺栓(11)、螺母(10)、墊圈(12)壓緊，頂蓋(15)與定子(6)之間用O型圈(14)密封以防止外部污水進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部；由于電機(jī)轉(zhuǎn)速高，一般的轉(zhuǎn)子疊片電機(jī)難以承受高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力問題，采用實心軸滿足強(qiáng)度要求，選擇強(qiáng)度高、導(dǎo)磁性好的軸材料；電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，需要研究軸承的支撐剛度，進(jìn)行軸承載荷計算，解決軸承材料及摩擦副磨損和發(fā)熱問題；電機(jī)內(nèi)部充滿水，要對電機(jī)內(nèi)部冷卻水流量進(jìn)行分析，對推力盤直徑、出水孔定結(jié)構(gòu)和尺寸；電機(jī)外部冷卻循環(huán)需要計算流量、流速，通過流體力學(xué)公式計算流阻，建立模型及模擬軟件進(jìn)行計算，通過對電機(jī)定子機(jī)座、頂蓋(15)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整來實現(xiàn)需要的流量和流速；電機(jī)由于定子機(jī)座殼體外流體速度慢，電機(jī)轉(zhuǎn)速高，水磨耗大，需要換熱面積大；電機(jī)電磁線為輻照交鏈聚乙烯線，能夠直接工作在水中，由于電機(jī)電壓為6000V，同時又是變頻電機(jī)，電磁線絕緣厚度較正常6000V電機(jī)絕緣厚，因為電機(jī)體積限制，我們采用了兩種絕緣規(guī)格的導(dǎo)線；本實用新型解決其技術(shù)問題的方案:見圖1，電機(jī)定、轉(zhuǎn)子浸入水中，電機(jī)轉(zhuǎn)子(7)采用實心軸，電機(jī)徑向軸承、推力軸承采用水潤滑，推力盤(29)兼輔葉輪，一次水自循環(huán)，電機(jī)內(nèi)的水由中段體注水孔進(jìn)入經(jīng)底蓋(5)與轉(zhuǎn)子(7)間隙進(jìn)入，經(jīng)下導(dǎo)軸承(4)流水孔進(jìn)入轉(zhuǎn)子(7)及定子(6)間隙進(jìn)到上導(dǎo)軸承(8)流水孔經(jīng)推力盤
(29)打出進(jìn)入機(jī)座外壁的盤管(3)流回底蓋(5);電機(jī)轉(zhuǎn)子采用實心軸以滿足電機(jī)高轉(zhuǎn)速的強(qiáng)度要求;電機(jī)繞組線由頂蓋(15)引出直接與電纜連接密封防水。止推軸承座(9)固定上導(dǎo)軸承(8)及下推力軸承(2)。電機(jī)轉(zhuǎn)子(7)采用實心軸，電機(jī)徑向軸承、推力軸承采用水潤滑，推力盤(29)兼輔葉輪，一次水自循環(huán)，電機(jī)內(nèi)的水由中段體注水孔進(jìn)入經(jīng)底蓋(5)與電機(jī)轉(zhuǎn)子(7)間隙進(jìn)入，經(jīng)下導(dǎo)軸承(4)流水孔進(jìn)入電機(jī)轉(zhuǎn)子(7)及定子(6)間隙，然后進(jìn)到上導(dǎo)軸承(8)流水孔，經(jīng)推力盤(29)進(jìn)入機(jī)座外壁的盤管(3)流回底蓋(5)。
[0005]電機(jī)推力盤(29)見圖4，推力盤上部鍍層面(38)在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時與上推力軸承間形成水膜，推力盤下部鍍層面(36)與下推力軸承(2)接觸為工作面，承受軸向力，使電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向定位，推力盤上部鍍層面(38)及推力盤下部鍍層面(36)起推力盤作用；電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，電機(jī)內(nèi)部的水經(jīng)進(jìn)水孔(34)進(jìn)入推力盤經(jīng)出水孔(37)打出，起到輔葉輪的作用;一般的電機(jī)推力盤及輔葉輪為單獨(dú)的兩件，本電機(jī)推力盤及輔葉輪為一體，減小了與水接觸的面積，從而降低了水磨耗，而且本電機(jī)推力盤還有個密封環(huán)面(35)，減小推力軸瓦之間的水泄漏，降低推力盤的功率，從而提高電機(jī)的效率。
[0006]由于電機(jī)有防爆要求，取消了傳統(tǒng)的濕式電機(jī)引出線結(jié)構(gòu)，電機(jī)內(nèi)繞組線與電纜直接對接密封以解決密封防爆問題。
[0007]由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，軸承采用了新的材料，并用有限元程序?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行軸承計算，并定出軸承結(jié)構(gòu)及尺寸。電機(jī)內(nèi)部水靠推力盤29自循環(huán)，機(jī)座殼外部由栗排出的水冷卻電機(jī)。
[0008]本實用新型工作原理
[0009]本實用新型是一種6000rpm，設(shè)計壓力1MPa,電壓6000V變頻調(diào)速的防爆濕式電機(jī)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速高就可以縮小電機(jī)及栗的尺寸，減輕重量，電機(jī)與栗為一體便于下井。電機(jī)轉(zhuǎn)子為實心軸以滿足電機(jī)高轉(zhuǎn)速的強(qiáng)度要求;轉(zhuǎn)子壓環(huán)(25)熱套在端環(huán)(24)及軸(21)上，上軸套(26)、下軸套(19)表面有鍍層，分別熱套在軸(21)上以減小電機(jī)振動，電機(jī)繞組線由頂蓋(15)引出直接與電纜連接密封防水、防爆；電機(jī)推力盤見圖4，推力盤上部鍍層面(38)在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時與上推力軸承間形成水膜，推力盤下部鍍層面(36)與下推力軸承(2)接觸為工作面，承受軸向力，使電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向定位，推力盤上部鍍層面(38)及推力盤下部鍍層面
(36)起推力盤作用，本電機(jī)推力盤還有個密封環(huán)面(35)，減小推力軸瓦之間的水泄漏；電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，電機(jī)內(nèi)部的水經(jīng)進(jìn)水孔(34)進(jìn)入推力盤經(jīng)出水孔(37)打出，起到輔葉輪的作用；由于電機(jī)有防爆要求，取消了傳統(tǒng)的濕式電機(jī)引出線結(jié)構(gòu)，電機(jī)內(nèi)繞組線與電纜直接對接密封以解決密封防爆問題。電機(jī)定子(6)與頂蓋(15)及中段體法蘭連接，頂蓋(15)與定子(6)之間采用螺栓(11)、螺母(10)、墊圈(12)緊固，電機(jī)采用O型密封圈(14)密封，電機(jī)繞組線從頂蓋(15)引出直接與電纜密封防水，繞組線置于保護(hù)管(13)內(nèi)，繞組線在頂蓋內(nèi)用密封圈
(16)密封，螺紋套筒(18)通過壓緊環(huán)(17)緊固密封圈(16)。止推軸承座(9)固定上導(dǎo)軸承
(8)及下推力軸承(2)。
[0010]由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，軸承采用了新的材料，并用有限元程序?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行軸承計算，并定出軸承結(jié)構(gòu)及尺寸。
[0011]發(fā)明的效果:本電機(jī)轉(zhuǎn)速為6000rpm，使?jié)撍躞w積減小，重量輕，揚(yáng)程高，機(jī)組直徑尺寸縮小，減小了體積，變頻調(diào)速，適用于礦井透水救援，水陸兩用，防爆。和相同流量、揚(yáng)程的1450r/min潛水栗用電機(jī)相比，本實用新型電機(jī)長度和重量都可減小50%.本電機(jī)可長期安全可靠在高壓水內(nèi)安全運(yùn)行，與現(xiàn)有上栗下電機(jī)相比，開機(jī)水位，遠(yuǎn)低于上栗下電機(jī)的水位。極其有利于老礦井傳統(tǒng)栗站改造