专利名称：直接气冷式涡轮电机转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直接气冷式涡轮电机转子，所述转子的两个轴向端部分别具有一个与转子盖板相连的、由两个气体导向环半壳组成的气体导向环。本发明还涉及组装这种转子的方法。
已有技术特别是在直接气冷式涡轮发动机的转子中，公知的转子盖由于离心力作用于其本身以及位于其下面的绕组，会受到椭圆化作用。该椭圆化也作用于盖板和气体导向环。由于在涡轮发动机运行中，会在气体导向环半壳上产生压力差，所以公知的涡轮发动机会出现轴向位移造成磨损。公知涡轮发动机在轴旋转(转速小于40转/分钟)的情况下，气体导向环半壳会出现切向和径向移动，从而造成盖板的附加磨损。
对本发明的描述本发明的任务是，提供一种直接气冷式涡轮电机转子，它可避免出现气体导向环半壳的轴向位移以及避免气体导向环半壳的切向和径向位移。
本发明所述转子的特征是具有定位键，它分别设置在所述气体导向环半壳的分离面上的相对设置的端部之间，其两个侧面相互贴紧，并且与盖板固定连接。所述转子具有一个由两个固定环半爿组成的固定环，它与所述气体导向环相连，并且也与所述盖板连接，以使气体导向环相对所述盖板在轴向和径向上定位。其中所述气体导向环半壳的各分离面相对于各固定环半爿的分离面至少以大致90°错开布置。
所述方法的特征是，所述气体导向环半壳安装在盖板内，并且彼此相互压紧，随后将所述定位键安装到气体导向环半壳的分离面之间的缺口内，并且将其固定，所述气体导向环半壳被释放，并且固定环半爿贴在所述气体导向环半壳上，最后将所述固定环半爿与盖板用螺栓固定。
其他有利的构成见从属权利要求所述。
本发明所述方案的优点特别是，固定环半爿不仅在轴向上而且在径向上将气体导向环半壳固定，同时通过定位键在短路时承受切向力。所述固定环半爿在一个回缩的范围内可承受离心力作用。所以不仅可在静止状态下，而且在轴转动的状态下使气体导向环半壳在每个方向上被固定，从而不会产生磨损。而气体导向环半壳在运行中也会与盖板的椭圆化相匹配。
对附图的简要说明下面对照附图所示实施例对本发明的主题作进一步的说明。
图1表示一个具有气体导向环和固定环的涡轮发电机转子的主视图；图2表示沿图1中II-II线所作的剖视图；图3表示沿图1中III-III线所作的剖视图；图4表示沿图1中IV-IV线所作的剖视图；图5表示由两个固定环半爿组成的一个固定环；图6表示沿图5中VI-VI线所作的剖视图；图7表示由两个气体导向环半壳组成的一个气体导向环，没有固定环；图8表示沿图5中VIII-VIII线所作的剖视图；图9表示沿图5中IX-IX线所作的剖视图；图10表示定位键的主视图；图11表示图10所示定位键的侧视图。
本发明的实施方式根据本发明构成的转子(在两个轴向平面上)具有一个盖板1以及一个由半壳2和3组成的气体导向环。所述气体导向环半壳2和3包括气体导向叶片4。标号5、6、7和8表示相邻气体导向叶片4之间公知的填充件。标号9和10表示所述气体导向环半壳2和3之间的分离面。在图2中表示出了发动机绕组21。在图1和图2中还表示出一个由固定环半壳11和12组成的固定环，对该固定环下面还要具体描述。该固定环半爿的分离面用标号13和14表示。
从图中可以看出，所述气体导向环半壳2和3的分离面9、10相对固定环半爿11、12的分离面13、14错开90度。
所述气体导向环半壳2和3两者均具有沿径向伸出的肋片15和16。如图7所示，所述肋片15、16在所述气体导向环半壳2和3的对应分离面9、10上具有相对的间距，所以存在着缺口17、36。在图7中只能看到上部缺口17，而下部缺口36被气体导向环半壳2和3所覆盖。
图5表示的是由两个固定环半爿11、12组成的整个固定环，而图6仅表示出固定环半爿12。图8和图9表示的是固定环半爿11的剖视图。
所述固定环半爿11、12具有一个L形截面，包括一个第一角边和一个第二角边18、19。如图6所示，所述固定环半爿11、12的第一角边18是中断的，所以分别在中间构成一个凹槽形状的缺口。其中固定环半爿11的凹槽用标号25表示，固定环半爿12的凹槽用标号20表示。
如图3和图4所示，盖板1具有一个位于圆周上的轴向上回缩错开的部位22，从而构成台肩23。所述台肩23与气体导向环半壳3的肋片16之间有一个径向间隔。在所形成的环形腔内有固定环半爿11、12的第一角边18插入。在图3和图4中仅表示出固定环半爿11，但是固定环半爿12的安装关系相同。
所述固定环半爿11、12经圆柱螺栓24与盖板1固定连接。各固定环半爿11、12的第一角边18靠在盖板1的侧面上。而各固定环半爿11、12的L形横截面的第二角边19则靠在远离盖板1的肋片16一端，即位于其外侧。其中在第二角边19和肋片之间构成了一个轴向配合间隙37。所以如图所示，各气体导向环半壳2和3相对盖板1被固定，从而防止出现轴向移动。
此外，第一角边18沿其外圆周靠在盖板1的台肩23上，沿其内圆周靠在肋片15、16上。在肋片15、16和第一角边18之间形成一个径向配合间隙35。所以各气体导向环半壳2和3也相对盖板1固定，不能产生径向移动，各固定环半爿11、12在盖板1上也被固定，防止出现径向移动。
如上所述，所述固定环半爿11、12具有凹槽25、20，特别见图5和图6所示。该固定环半爿11、12设置在所述气体导向环半壳2和3和盖板1之间，特别见图2所示。固定环半爿11、12和气体导向环半壳2和3的方向相当于图6和图7中的视图所表示出的方向。从图中可知，凹槽25、20在固定环半爿11、12上对准所述气体导向环半壳2和3的肋片15、16之间的缺口17、36。
在所述缺口17、36和凹槽25、20内以配合方式装有定位键26。所述定位键26的高度29的尺寸等于L形固定环半爿11、12的第二角边19的高度28的尺寸。所述定位键26的深度27的尺寸等于固定环半爿11、12的第一角边18的深度30的尺寸。所述定位键26的宽度31的尺寸最终等于所述缺口17、36和凹槽25、20的宽度。
如图3和图4所示，所述固定环半爿11、12经圆柱螺栓24与盖板1固定，其中各个螺栓24的螺栓头处在各固定环半爿11、12上的较大直径的孔32内，螺杆则穿过较小直径的孔33布置(见图9)。
在所述凹槽25、20的范围内，各个螺栓的螺栓头同样处在各具有较大直径的孔32内(见图8)。然而与盖板1固定在一起的螺杆则穿过定位键26上的孔34延伸(见图10和图11)。拧紧后的圆柱螺栓24的螺栓头直接压紧在所述定位键26上(见图4)。
在组装所述转子时，首先将气体导向环半壳2和3安装到盖板1内。然后将气体导向环半壳2和3在分离面9、10处压紧，并形成各个缺口17，36，再装入两个定位键26，并且用一个未显示出的圆柱螺栓固定在盖板1上。最后将固定环半爿11、12与盖板1连接在一起。
如图所示，所述固定环半爿11、12将气体导向环半壳2和3在轴向和径向上固定。同时在短路时经定位键26承受切向力的作用。所述固定环半爿11、12本身在盖板1的上述环形腔内克服离心力的作用被固定。所有部件均设计了必要的公差，并且还用润滑剂进行处理，以消除在气体导向环半壳2和3上的固定应力。这样可保证不仅在静态下，而且在轴转动的情况下，气体导向环半壳在每个方向上均被固定，这样不会出现磨损。然而在运行中，所述气体导向环半壳2和3可适应两个转子端头的两个盖板1的椭圆化。
权利要求
1.直接气冷式涡轮电机转子，所述转子的两个轴向端部分别具有一个与转子盖板(1)相连的、由两个气体导向环半壳(2，3)组成的气体导向环，所述导向环半壳具有分离面(9，10)，其特征是a)具有一个由两个具有分离面(13，14)的固定环半爿(11，12)组成的固定环，它与所述气体导向环半壳(2，3)相连，并且与所述盖板(1)固定连接，以使气体导向环相对所述盖板(1)在轴向和径向上定位，其中所述气体导向环半壳(2，3)的各分离面(9，10)相对于各固定环半爿(11，12)的分离面(13，14)至少以近似90°错开布置，b)在各气体导向环半壳(2，3)上分别设有朝径向延伸并贴在盖板(1)侧面的肋片(15，16)，并且c)各有一个定位键(26)分别设置在所述气体导向环半壳(2，3)的分离面(9，10)上的肋片(15，16)之间的缺口(17，36)内，其两个侧面贴在固定环半爿(11，12)的凹槽(20，25)上，并且与盖板(1)固定连接。
2.如权利要求1所述的转子，其特征是，所述盖板(1)为构成一个凸肩(23)具有一个轴向上回缩的部位(22)，所述凸肩(23)设置在距各肋片(15，16)有一个径向间隔的位置上，从而在所述凸肩(23)和肋片(15，16)之间构成一个环形腔，在该环形腔内设置一个与所述盖板(1)相连的固定环半爿(11，12)的第一角边(18)，所述第一角边(18)沿其外圆周贴在所述盖板(1)的凸肩(23)上，并且侧面贴在所述盖板(1)上，而且沿其内圆周具有一个至肋片(15，16)的间隙(35)。
3.如权利要求2所述的转子，其特征是，每个固定环半爿(11，12)均具有一个L形截面，并且构成L形固定环半爿(11，12)的第二角边(19)，而且在各肋片(15，16)的背向盖板(1)的一侧具有一个间隙(37)。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的转子，其特征是，所述气体导向环半壳(2，3)的肋片(15，16)在分离面(9，10)上具有一个相对的间隔，形成缺口(17，36)，并且所述第一角边(18)具有一个与缺口(17，36)贯通的凹槽(20，25)，在所述缺口(17，36)和凹槽(20，25)内可各插入一个定位键(26)。
5.如权利要求4所述的转子，其特征是，每个定位键(26)的高度(29)的尺寸等于各固定环半爿(11，12)的第二角边(19)的高度(28)的尺寸，每个定位键(26)的深度(27)的尺寸等于第一角边(18)的深度(30)的尺寸，每个定位键(26)的宽度(31)的尺寸等于缺口(17，36)和凹槽(20，25)的宽度。
6.如权利要求5所述的转子，其特征是，所述固定环半爿(11，12)和定位键(26)通过一个具有螺栓头和螺杆的圆柱螺栓(24)与盖板(1)连接，其中所述圆柱螺栓(24)的螺栓头沉入各固定环半爿(11，12)的第二角边(19)内，并且螺杆穿过第一角边(18)和定位键(26)布置，其方式是拧在所述盖板(1)内的圆柱螺栓(24)的螺栓头支承在第一角边(18)上或者支承在各定位键(26)上。
7.如权利要求1所述转子的装配方法，其特征是，所述气体导向环半壳(2，3)安装在盖板(1)内，并且彼此相互压紧，随后将所述定位键(26)安装到气体导向环半壳(2，3)的分离面(9，10)之间的缺口(17，36)内，并且将其固定，所述气体导向环半壳(2，3)被释放，并且固定环半爿(11，12)以间隙(35，37)贴在所述气体导向环半壳(2，3)上，最后将所述固定环半爿(11，12)与盖板(1)用螺栓固定。
全文摘要
所述盖板(1)的轴向上回缩的部位(22)有一个凸肩(23)。所述气体导向环半壳(2,3)具有朝径向延伸的肋片(15,16)。一个由两个固定环半爿(11,12)组成的固定环以其第一角边(18)靠在台肩(23)上,并且通过圆柱螺栓(24)与盖板(1)相连。所述气体导向环半壳(2,3)相对盖板(1)在径向和轴向上被固定,并构成间隙(35,37)。为构成缺口(17,36),所述肋片(15,16)在气体导向环半壳(2,3)的分离面(9,10)上具有沿周向布置的间隔。固定环半爿(11,12)的第一角边(18)在相同位置上中断,形成与缺口(17,36)对准的凹槽(20,25)。在所述缺口(17,36)和凹槽(20,25)的范围内装有定位键(26),并用螺栓与盖板(1)紧固。该定位键(26)可将切向力从气体导向环半壳(2,3)传递给固定环半爿(11,12)。
文档编号H02K9/08GK1365176SQ01145470
公开日2002年8月21日 申请日期2001年12月4日 优先权日2000年12月4日
发明者D·赫蒂格, E·斯蒂芬 申请人:阿尔斯托姆电力有限公司