Ротор асинхронного електродвигуна і спосіб його виготовлення

Винахід відноситься до галузі машинобудування, зокрема, до конструкції ротора асинхронного електродвигуна з короткозамкненою обмоткою і його виготовленням і може бути використана для роботи в приводах гірничо-шахтного електроустаткування. Відомий ротор асинхронного електродвигуна, що містить магнітопровід і короткозамкнену обмотку, що складається з стержнів і короткозамикаючих кілець з виконаними в них прямокутними або напівкруглими прорізами, у яких встановлені і зварені з короткозамикаючими кільцями стержні ( Патент України № 54771 А, кл. Η02К17/16, опубл. 17.03.2003 p.). Відомий спосіб виготовлення відомого ротора асинхронного електродвигуна, що включає установку кінців стержнів у прорізі короткозамикаючого кільця, що насувають на стержні, встановлені в пазах магнітопровода таким чином, щоб кінці стержнів виступали над поверхнею короткозамикаючого кільця від 2 мм до половини діаметра стержня, послідовне зварювання кожного стержня з короткозамикаючим кільцем, що проводять як при вертикальному розташуванні стержнів так і при горизонтальному, а після завершення зварювання кінців стержнів з одним кільцем, здійснюють зварювання кінців стержнів з іншим кільцем (Виноградов Н.В. Виробництво електричних машин. М., "Енергія", 1970 р. с 224 - 225). Контакт стержня з кільцем у відомих пристрої і способі здійснюється тільки частиною бічної поверхні стержня, малий перетин викликає більший струм у процесі експлуатації, що приводить до нагрівання і розм'якшення припоя і, як, наслідок, до механічного руйнування з'єднання стержня з кільцем, знижуючи його надійність і довговічність. Оскільки пайка кожного стержня з короткозамикаючим кільцем здійснюється окремо, це приводить до високої трудомісткості і тривалості процесу виготовлення. Відомий ротор асинхронного електродвигуна, що містить магнітопровід і короткозамкнену обмотку, що складається з стержнів і короткозамикаючих кілець з виконаними в них наскрізними отворами, у яких встановлені і закріплені пайкою або зварюванням кінці стержнів (Виноградов Н.В. Виробництво електричних машин. М., "Енергія", 1970 р. с 224 - 225). Відомий спосіб виготовлення відомого ротора асинхронного електродвигуна, що включає установку магнітопровода з розміщеними в його пазах стержнями на поворотний стіл, установку кінців стержнів у наскрізні отвори короткозамикаючого кільця, що надягають зверху на стержні таким чином, щоб кінці стержнів виступали над поверхнею короткозамикаючого кільця, послідовне з'єднання кожного стержня з короткозамикаючим кільцем, поворот ротора на 180° у вертикальній площині після завершення пайки або зварювання кінців стержнів з одним кільцем, наступне з'єднання кінців стержнів з іншим кільцем (Виноградов Н.В. Виробництво електричних машин. М., "Енергія", 1970 р. с/248). Відомі ротор асинхронного електродвигуна і спосіб його виготовлення не забезпечують одержання необхідного технічного результату по наступних причинах. З'єднання пайкою кільця з наскрізними отворами, виконаними під кінці стержнів, здійснюють шляхом заливання припоя зверху в зазор між стержнем і бічною поверхнею наскрізного отвору при вертикальному розташуванні стержнів у наскрізному отворі. При цьому припой протікає вниз у зазор, якщо він більше номінального, або не проникає по всій довжині можливого контакту кінців стержня з кільцем, якщо він менше номінального, обуславлює низьку якість контакту і його нестабільність, що приводить до значної відмінності виникаючих струмів у стержнях у процесі експлуатації. Це приводить до їхнього різного нагрівання, а тому що стержні з короткозамикаючими кільцями утворюють просторову клітку, то при роботі виникають температурні руйнуючі напруги, погіршуючи параметри ротора в цілому, знижуючи його надійність і довговічність. Оскільки відомий спосіб здійснюється тільки пайкою кожного стержня окремо, це обумовлює багаторазове місцеве нагрівання кілець у місцях їхнього з'єднання зі стержнями, що викликає деформацію кілець, яка вимагає додаткових операцій по термообробці для її виправлення, що підвищує тр удомісткість і подовжує процес виготовлення. В основу винаходу поставлена задача удосконалення ротора асинхронного електродвигуна і способу його виготовлення, у яких за рахунок зміни з'єднання стержнів з короткозамикаючими кільцями забезпечується підвищення площі і якості контакту, що дозволяє підвищити надійність і довговічність ротора і знизити трудомісткість його виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що в роторі асинхронного електродвигуна, що містить магнітопровід і короткозамкнену обмотку, що складається з стержнів і короткозамикаючих кілець, у яких встановлені і з'єднані з короткозамикаючими кільцями кінці стержнів, згідно винаходу в короткозамикаючих кільцях виконаний співвісно кільцевий паз, а кінці стержнів установлені торцями в кільцевому пазу короткозамикаючих кілець. Доцільно, щоб кільцевий паз був виконаний трапецієподібним. У пропонованому спосібі виготовлення ротора асинхронного елктродвигуна, що включає установку кінців стержнів у короткозамикаючому кільці, з'єднання кінців стержнів з короткозамикаючим кільцем, поворот ротора на 180° у вертикальній площині, наступне з'єднання кінців стержнів з іншим короткозамикаючим кільцем, згідно винаходу установку кінців стержнів у короткозамикаючим кільці ведуть шляхом відносного вертикального переміщення стержнів і короткозамикаючого кільця до контакту торців нижніх кінців стержнів із дном кільцевого паза короткозамикаючого кільця. Доцільне з'єднання кінців стержнів з короткозамикаючим кільцем вести пайкою. При з'єднанні кінців, стержнів з короткозамикаючим кільцем пайкою попередньо перед установкою кінців стержнів у кільцевому пазу короткозамикаючого кільця, кільцевий паз заповнюють розплавленим припоєм або після установки кінців стержнів у кільцевому пазу короткозамикаючого кільця, кільцевий паз заповнюють твердим припоєм і здійснюють підігрів кільця до розплавлювання припоя. Доцільне з'єднання кінців стержнів з короткозамикаючим кільцем вести зварюванням, при цьому посля установки кінців стержнів у кільцевому пазу короткозамикаючого кільця, їх послідовно приварюють до кільця, після чого кільцевий паз заповнюють зварювальним матеріалом. Сутність пропонованих ротора асинхронного електродвигуна і способу його виготовлення пояснюються кресленнями, де: на фіг. 1 показаний ротор асинхронного електродвигуна, поздовжній розріз; на фіг.2 - розріз А-А на фіг.1; на фіг.3 - короткозамикаюче кільце, поперечний переріз; на фіг.4 - схема пайки нижнього кінця стержнів з короткозамикаючим кільцем. Ротор асинхронного електродвигуна містить магнітопровід 1 із встановленими в його пазах стержнями 2, виконаними з міді і мідні короткозамикаючі кільця 3, у кожнім з яких виконаний співвісно кільцевий трапецієподібний паз 4 із дном 5. Кінці стержнів 2 установлені торцями в кільцевому пазу 4 короткозамикаючих кілець 3 і з'єднані з ними за допомогою припоя 6. Спосіб виготовлення ротора асинхронного електродвигуна здійснюється таким чином. Нижнє короткозамикаюче кільце 3 установлюють на поверхню зі зверненим нагору трапецієподібним кільцевим пазом 4. Над ним на стійці (на кресленні не показана) установлюють магнітопровід 1 з розміщеними в його пазах стержнями 2. Потім здійснюють відносне верикальне переміщення магнітопровода 1 зі стержнями 2 до контакту торців нижніх кінців стержнів із дном 5 кільцевого паза нижнього короткозамикаючого кільця, після чого здійснюють з'єднання кінців стержнів з короткозамикаючим кільцем за допомогою припоя 6. Потім на поверхню встановлюють інше нижнє короткозамикаюче кільце 3, ротор повертають на 180° у вертикальній площині, наступні операції установки кінців стержнів з короткозамикаючим кільцем і їхнє з'єднання здійснюють аналогічним чином. Приклад 1. Виготовляли ротор асинхронного електродвигуна. Кінці стержнів, виконаних з латуні і внутрішню поверхню трапецієподібних пазів короткозамикаючих кілець обробляли флюсом для якісної адгезії припоя до стержнів і внутрішньої поверхні паза. Паз нижнього короткозамикаючого кільця, установленого на поверхні, заповнювали розплавленим припоєм марки МФ 10 з температурою плавлення 400°С. Магнітопровід з розміщеними в його пазах стержнями вертикально переміщали і занурювали кінці стержнів у розплавлений припой до контакту їхні х торців із дном кільцевого паза короткозамикаючого кільця. Після затвердіння припоя, що забезпечує з'єднання кінців стержнів з нижнім короткозамикаючим кільцем, ротор повертали на 180° у вертикальній площині і здійснювали установку кінців стержнів в іншому короткозамикаючому кільці і їхнє з'єднання здійснювали аналогічним чином. Аналогічним чином виготовляли ротор асинхронного двигуна з з'єднанням кінців стержнів з короткозамикаючим кільцем пайкою шляхом заповнення кільцевого паза твердим припоєм і підігріву кільця до розплавлювання припоя. Одночасне занурення кінців стержнів у розплавлений припой і їхнє охолодження в однакових умовах забезпечують високу якість пайки і щільність контакту за рахунок витиснення розплавленого припоя. Приклад 2. Виготовляли ротор асинхронного електродвигуна великої потужності, що працює з високими швидкостями обертання. До магнітопроводу з розміщеними в його пазах стержнями вертикально переміщали нижнє короткозамикаюче кільце до контакту дна кільцевого паза з торцями нижніх кінців стержнів. Потім послідовно зварювали кінці стержнів з кільцем дуговим зварюванням у середовищі аргону з заповненням проміжків між стержнями в порожнині паза матеріалом електрода. Потім ротор повертали yа 180° у вертикальній площині і здійснювали установку кінців стержнів в іншому короткозамикаючому кільці і їхнє з'єднання аналогічним чином. Використання пропонованого винаходу забезпечує високу надійність і довговічність пристрою за рахунок вирівнювання струмів у стержнях у процесі експлуатації,.обумовлених якісним контактом.