DE1102264B

DE1102264B - Arrangement for adjusting and maintaining the once precisely set air gap of an electrical machine with a runner mounted independently of the stand when reassembling

Info

Publication number: DE1102264B
Application number: DEW27058A
Authority: DE
Inventors: James C Worthington Jun; Frank H Frantz; Alseno S Depaul
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1959-07-22
Filing date: 1960-01-14
Publication date: 1961-03-16

Description

Anordnung zur Justierung und Aufrechterhaltung des einmal genau eingestellten Luftspaltes einer einen unabhängig vom Ständer gelagerten Läufer aufweisenden elektrischen Maschine beim erneuten Zusammenbau Die Hauptpatentanmeldung befaßt sich mit einer Anordnung zur Justierung und Aufrechterhaltung des genau eingestellten Luftspaltes einer elektrischen Maschine, deren Läufer unabhängig vom Ständer gelagert ist. Besonders bei Maschinen mit kleinem Luftspalt, also beispielsweise bei Asynchronmaschinen, ist es erforderlich, daß der Luftspalt genau konzentrisch ist. Hat die Maschine also einen unabhängig vom Ständer gelagerten Läufer, so muß der Ständer bei der Erstmontage äußerst genau ausgerichtet werden, damit die konzentrische Lage des Luftspaltes gewährleistet ist. Durch die Hauptpatentanmeldung wird eine Anordnung geschaffen, die es ermöglicht, die Justierung des Ständers einer solchen Maschine in einfacher Weise vorzunehmen, und die gleichzeitig die Aufrechterhaltung des einmal eingestellten Luftspaltes gewährleistet, auch wenn die Maschine bei Reparaturarbeiten oder zu Wartungszwecken auseinandergenommen und erneut wieder zusammengebaut wird. Beim erneuten Zusammenbau ist also keine nochmalige Justierung des Ständers erforderlich.Arrangement for adjusting and maintaining what has been precisely set once Air gap of an electrical rotor that is mounted independently of the stator Machine being reassembled. The main patent application deals with one Arrangement for adjusting and maintaining the precisely set air gap an electrical machine whose rotor is mounted independently of the stator. Particularly for machines with a small air gap, e.g. asynchronous machines, it is necessary that the air gap is exactly concentric. Has the machine So a runner mounted independently of the stator, the stator must be at the Initial assembly must be aligned extremely precisely so that the concentric position of the Air gap is guaranteed. The main patent application creates an arrangement created which makes it possible to adjust the stand of such a machine in a simple manner, and at the same time maintaining the once The set air gap is guaranteed, even if the machine is being repaired or taken apart for maintenance and reassembled again. When reassembling, no further adjustment of the stand is necessary.

Gemäß der Hauptpatentanmeldung wird dies dadurch erreicht, daß die Lage des Ständers auf dem Fundamentrahmen durch Befestigungsvorrichtungen erzwungen wird, die jeweils aus zwei zueinander winkelbeweglichen, beispielsweise durch Schrauben lösbar miteinander verbindbaren Teilen mit kugelförmig ausgebildeten Auflageflächen bestehen, von denen der eine am Ständer und der andere am Fundamentrahrnen beispielsweise durch Verschweißen zu befestigen ist. Bei der Erstmontage einer elektrischen Maschine geht man hierzu insbesondere in der Weise vor, daß die endgültige und dauerhafte Befestigung der dem Ständer zugeordneten Teile der Befestigungsvorrichtungen am Ständer und der dein Fundamentrahmen zugeordneten Teile der Befestigungsvorrichtungen am Fundamentrahmen erst nach der Justierung des Ständers vorgenommen wird.According to the main patent application, this is achieved in that the Position of the stand on the foundation frame enforced by fastening devices is, each of two mutually angularly movable, for example by screws releasably connectable parts with spherical bearing surfaces exist, of which one on the stand and the other on the foundation frame, for example is to be attached by welding. When assembling an electrical machine for the first time one proceeds in particular in such a way that the final and permanent Attachment of the parts of the fastening devices assigned to the stand Stand and the parts of the fastening devices associated with your foundation frame is only carried out on the foundation frame after the stand has been adjusted.

Es hat sich nun gezeigt, daß durch das Verschweißen der Teile der Befestigungsvorrichtungen am Ständer und am Fundamentrahmen kleine Verwerfungen auftreten können, die den eingestellten Ständer aus der einjustierten Lage herausrücken. Durch die Erfindung werden in Weiterbildung der Hauptpatentanmeldung diese Schwierigkeiten überwunden. Gemäß der Erfindung ist die kugelförmige Auflagefläche der dem Fundamentrahmen zugeordneten Unterteile der Befestigungsvorrichtungen in ihrer Höhe einstellbar. Durch diese Veränderung der Höhe der kugelförmigen Auflagefläche der Befestigungsvorrichtungen ist eine nachträgliche Feinjustierung möglich.It has now been shown that by welding the parts of the Fastening devices on the stand and on the foundation frame, small distortions can occur that move the set stand out of the adjusted position. The invention eliminates these difficulties in a further development of the main patent application overcome. According to the invention, the spherical bearing surface is that of the foundation frame associated lower parts of the fastening devices adjustable in height. By changing the height of the spherical bearing surface of the fastening devices a subsequent fine adjustment is possible.

Vorteilhafterweise wird die kugelförmige Auflagefläche eines dem Fundamentrahmen zugeordneten Unterteiles einer Befestigungsvorrichtung; von denen zweckmäßigerweise insgesamt vier zur Befestigung des Ständers vorgesehen sind, auf einem innerhalb des Unterteiles angeordneten Schraubeinsatz angeordnet. Durch Verdrehen eines solchen Schraubeinsatzes läßt sich also die Höhe der Auflagefläche nachträglich verändern. Hierbei muß der Schraubeinsatz mit einer Bohrung ausreichenden Spieles zur Aufnahme der die Ober- und Unterteile der Befestigungsvorrichtungen lösbar miteinander verbindenden Schraubbolzen versehen werden.The spherical bearing surface of one of the foundation frames is advantageously associated lower part of a fastening device; of which expediently a total of four are provided for mounting the stand, on one inside of the lower part arranged screw insert. By twisting one of these Screw insert can therefore change the height of the support surface afterwards. Here, the screw bit must have a hole with sufficient play to accommodate it which releasably connect the upper and lower parts of the fastening devices to one another Bolts are provided.

In den F ig. 1 bis 3 ist zur Erläuterung der Erfindung als Ausführungsbeispiel eine elektrische Maschine dargestellt, deren Ständer gemäß der Erfindung am Fundmentrahmen befestigt ist.In fig. 1 to 3 is to explain the invention as an exemplary embodiment an electrical machine is shown, the stator according to the invention on the foundation frame is attached.

Fig. 1 gibt eine Seitenansicht der Maschine wieder, während in Fig.2 eine vergrößerte Draufsicht einer Befestigungsvorrichtung dargestellt ist; Fig. 3 ist ein Längsschnitt längs der Linie III-III der Fig. 2.Fig. 1 shows a side view of the machine, while in Fig.2 an enlarged plan view of a fastening device is shown; Fig. 3 is a longitudinal section along the line III-III of FIG. 2.

Die in der Fig. 1 dargestellte elektrische Maschine, die als Synchronmaschine oder auch als Asynchronmaschine ausgebildet sein kann, ist auf der rechteckförmigen Fundamentrahmen 6 angeordnet, an dessen Seite sich die beiden Lagerböcke 1 befinden. In diesen Lagerböcken sind die Lagerschalen 3 durch die Verschraubung 11 im Hinblick auf den Fundamentrahmen 6 ausgerichtet, so daß sie einen genau bestimmten Abstand vom Fundamentrahmen haben. Von den Lagerschalen werden die genau ausgerichteten Lager 9 aufgenommen, die den Läufer 5 in einem genau bestimmten Abstand vom Fundamentrahmen 6 tragen. Der Läufer 5 wird von der Welle 2, die in den Lagern 9 gelagert ist, getragen. Der Ständer 4 besteht aus dem Blechpaket 7, das durch die Endplatten 8 zusammengehalten wird und in dessen Nuten sich die Ständerwicklung 10 befindet. Der Ständer 4 ist also unabhängig vom Läufer 5 auf dem Fundamentrahmen 6 aufgestellt und wird von den in axialer Richtung über dem Fundamentrahmen 6 verlaufenden Schienen 12 getragen.The electrical machine shown in FIG. 1, which can be designed as a synchronous machine or as an asynchronous machine, is arranged on the rectangular foundation frame 6, on the side of which the two bearing blocks 1 are located. In these bearing blocks, the bearing shells 3 are aligned by the screw connection 11 with respect to the foundation frame 6, so that they have a precisely determined distance from the foundation frame. The precisely aligned bearings 9, which carry the rotor 5 at a precisely defined distance from the foundation frame 6, are received by the bearing shells. The rotor 5 is carried by the shaft 2, which is mounted in the bearings 9. The stator 4 consists of the laminated core 7, which is held together by the end plates 8 and in the grooves of which the stator winding 10 is located. The stand 4 is therefore set up independently of the runner 5 on the foundation frame 6 and is supported by the rails 12 running in the axial direction above the foundation frame 6.

Bei der Erstmontage einer solchen Maschine werden zunächst die Lagerschalen 3 aufgestellt und zum Fundamentrahmen 6 hin ausgerichtet. Dann wird der Läufer 5 in die Ständerbohrung geführt, und Ständer und Läufer werden auf den Fundamentrahmen gestellt, wobei die Läuferwelle 2 von den Lagern 9 aufgenommen wird, so daß der Läufer, bezogen auf den Fundamentrahmen, genau ausgerichtet ist. Daraufhin wird der noch nicht befestigte Ständer 4 ausgerichtet, so daß sich ein genau konzentrischer Luftspalt ergibt, was beispielsweise mit einer Abstandslehre oder ähnlichen Mitteln nachgemessen wird. Ist der Ständer ausgerichtet, so wird er auf dem Fundamentrahmen 6 mit Hilfe der Befestigungsvorrichtungen 13 befestigt, worauf, falls erforderlich, das Ganze durch ein äußeres Gehäuse abgeschlossen werden kann.When first assembling such a machine, the bearing shells are the first 3 set up and aligned to the foundation frame 6. Then runner becomes 5 into the stator bore, and stator and rotor are placed on the foundation frame placed, the rotor shaft 2 is received by the bearings 9, so that the Runner, based on the foundation frame, is precisely aligned. Then will the not yet attached stand 4 aligned so that a precisely concentric Air gap results, for example with a distance gauge or similar means is remeasured. If the stand is aligned, it will be placed on the foundation frame 6 fastened with the aid of the fastening devices 13, whereupon, if necessary, the whole thing can be completed by an outer casing.

Häufig ist es nun erforderlich, die Maschine zur Instandsetzung oder auch zu Reparaturarbeiten auseinanderzunehmen und wieder zusammenzusetzen. Hierbei soll die genaue Ausrichtung des Ständers, bezogen auf den Läufer, nicht verlorengehen. Zu diesem Zweck sind die Befestigungsvorrichtungen 13 aus getrennten Teilen zusammengesetzt, die es ermöglichen, den Ständer leicht vom Fundamentrahmen zu entfernen, und die dennoch beim erneuten Zusammenbau den Ständer in die bei der Erstmontage einjustierte Lage führen, ohne daß eine nochmalige Justierung des Ständers erforderlich ist.Often it is now necessary to repair or repair the machine can also be taken apart for repair work and put back together again. Here the exact alignment of the stand in relation to the rotor should not be lost. For this purpose, the fastening devices 13 are composed of separate parts, which make it possible to easily remove the stand from the foundation frame, and the however, when reassembling, the stand is adjusted to the one that was adjusted during initial assembly Position without having to adjust the stand again.

Eine der Befestigungsvorrichtungen 13 ist in den Fig.2 und 3 vergrößert dargestellt. Sie besteht aus dem Oberteil 14 und dem Unterteil 30. Das Oberteil hat U-förmige Gestalt und ist mit Nuten und Durchbrüchen 16 versehen, mit deren Hilfe es am Ständer angeschweißt werden kann. Nach unten ist das Oberteil 14 durch das Bodenblech 22 abgeschlossen. -Das Bodenblech 22 ist etwa in seiner Mitte kugelförmig nach oben gewölbt, so daß es nach unten eine konkave kugelförmige Auflagefläche 25 hat, die zur Aufnahme des Schraubbolzens 36 von der Bohrung 26 durchsetzt ist. Zwischen dem Kopf des Schraubbolzens 36 und dem Bodenblech 22 befindet sich der Ring 38, der an seiner Unterseite 42 konkav ausgebildet ist, so daß er auf der konkaven kugelförmigen Fläche 24 satt aufliegt.One of the fastening devices 13 is shown enlarged in FIGS. It consists of the upper part 14 and the lower part 30. The upper part has a U-shape and is provided with grooves and openings 16, with the help of which it can be welded to the stand. The upper part 14 is closed at the bottom by the bottom plate 22. The bottom plate 22 is spherically curved upwards approximately in its center, so that it has a concave, spherical bearing surface 25 which is penetrated by the bore 26 for receiving the screw bolt 36. Between the head of the screw bolt 36 and the bottom plate 22 is the ring 38, which is concave on its underside 42 so that it rests snugly on the concave spherical surface 24.

Der Unterteil 30 einer jeden Befestigungsvorrichtung 13 hat, wie es Fig. 3 erkennen läßt, ebenfalls U-förmige Querschnitte. Der Abstand zwischen den beiden abgekanteten Seiten ist ausreichend groß gewählt, so daß zum Zwecke des Ausrichtens seitliche Verschiebungen des Unterteiles 30 auf der Schiene 12 möglich sind. Etwa in der Mitte trägt das Unterteil 30 den Ansatz 28, der zur Aufnahme des Schraubbolzens 36 die mit Gewinde versehene Bohrung 34 aufweist. In seinem oberen Teil hat der Ansatz 28 die konzentrisch hierzu liegene Bohrung 15, die ebenfalls mit Gewinde versehen ist und deren Durchmesser erheblich größer als der Durchmesser der Bohrung 34 ist. Die Bohrung 15 dient zur Aufnahme des Schraubeinsatzes 17, der in der Mitte mit einer Bohrung versehen ist, so daß der Schraubbolzen 36 mit Spiel hindurchgesteckt werden kann. Der aus dem Ansatz 28 herausragende obere Teil des Schraubeinsatzes 17 ist kugelförmig ausgebildet, so daß auf seiner konvexen kugelförmigen Auflagefläche 18 die konkave untere Fläche 25 des Oberteiles 14 aufliegt. Die Bohrungen des Ringes 38; des Bodenbleches 22 und des Schraubeinsatzes 17, durch die der Schraubbolzen 36 hindurchgreift, haben einen hinreichend großen Durchmesser, so daß sich ein ausreichendes Spiel zwischen diesen Bohrungen und dem Schraubbolzen ergibt.The lower part 30 of each fastening device 13, as can be seen in FIG. 3, likewise has U-shaped cross-sections. The distance between the two folded sides is selected to be sufficiently large so that lateral displacements of the lower part 30 on the rail 12 are possible for the purpose of alignment. Approximately in the middle, the lower part 30 carries the shoulder 28, which has the threaded hole 34 for receiving the screw bolt 36. In its upper part, the extension 28 has the bore 15 which is concentric thereto and which is also provided with a thread and whose diameter is considerably larger than the diameter of the bore 34. The bore 15 serves to receive the screw insert 17, which is provided with a bore in the middle, so that the screw bolt 36 can be inserted through with play. The protruding from the extension 28 upper part of the screw insert 17 is spherical, so that the concave lower surface 25 of the upper part 14 rests on its convex spherical bearing surface 18. The bores of the ring 38; of the bottom plate 22 and the screw insert 17 through which the screw bolt 36 engages have a sufficiently large diameter so that there is sufficient play between these holes and the screw bolt.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, werden die Befestigungsvorrichtungen so- zusammengesetzt, daß die kugelförmige untere Fläche 25 des Oberteiles 14 auf des -kugelförmigen Auflagefläche 18 des Schraubeinsatzes 17 aufliegt. Dann wird der Schraubbolzen.36 mit seinem Gewinde in den Unterteil 30 hineingeschraubt, so daß die beiden Teile zusammengehalten werden. Der Schraubbolzen wird aber zunächst noch nicht fest angezogen. Nach dem Ausrichten des Ständers 4 in bezug auf den Läufer 5 werden die Befestigungsvorrichtungen 30 an die Stellen gebracht, an denen der Ständer 4 mit dein Fundamentrahmen 6 befestigt werden soll. Vorteilhafterweise werden auf jeder Seite des Motors zwei, also insgesamt vier Befestigungsvorrichtungen vorgesehen. Jede Befestigungsvorrichtung wird mit ihrem Unterteil 30 auf eine Schiene 12 des Fundamentrahmens 6 gesetzt, während ihr Oberteil 14 an eine- Endplatte 8 angelehnt wird. Da die Schraubbolzen 36 noch nicht fest angezogen sind und die Schraubbolzen ausreichend Spiel in den Bohrungen 26 haben, haben die beiden Teile 14 und 30 jeder Befestigungsvorrichtung zunächst noch eine gegenseitige Winkelbeweglichkeit. Nach der Einjustierung des Ständers werden die beiden Teile der Befestigungsvorrichtungen an den Endplatten 8 bzw. an den Schienen 12 angeschweißt, worauf die Schraubbolzen 36 fest angezogen werden, damit sich der Ständer nicht mehr aus der einjustierten Lage verrrücken-kann.As shown in FIGS. 2 and 3, the fastening devices are assembled in such a way that the spherical lower surface 25 of the upper part 14 rests on the spherical bearing surface 18 of the screw bit 17. Then the screw bolt.36 is screwed with its thread into the lower part 30 so that the two parts are held together. However, the screw bolt is not yet firmly tightened. After the upright 4 has been aligned with respect to the runner 5, the fastening devices 30 are brought to the points at which the upright 4 with the foundation frame 6 is to be fastened. Advantageously, two fastening devices, that is to say a total of four fastening devices, are provided on each side of the motor. Each fastening device is placed with its lower part 30 on a rail 12 of the foundation frame 6, while its upper part 14 is leaned against an end plate 8. Since the screw bolts 36 are not yet firmly tightened and the screw bolts have sufficient play in the bores 26, the two parts 14 and 30 of each fastening device initially still have mutual angular mobility. After the stand has been adjusted, the two parts of the fastening devices are welded to the end plates 8 or to the rails 12, whereupon the screw bolts 36 are tightened so that the stand can no longer move out of the adjusted position.

Es hat sich nun gezeigt, daß durch das Anschweißen kleine Verwerfungen einiger Teile oder mitunter auch kleine Verrückungen des Ständers eintreten, so daß die Ausrichtung des Ständers gestört wird. Um dies zu verhindern, sind die in ihrer Höhe einstellbaren Schraubeinsätze 17 vorgesehen, die einen genügenden Ausgleich erlauben und somit die gewünschte Ein-Justierung des Ständers bewahren. Man geht dabei so vor, daß man, nachdem die Befestigungsvorrichtungen 13 an den vorgesehenen Stellen angeschweißt wurden und bevor die Schraubbolzen 36 fest angezogen werden, die Ausrichtung des Ständers und die Symmetrie des Luftspaltes nochmals überprüft und, falls eine weitere Feinjustierung erforderlich erscheint, diese durch Verdrehung der Schraubeinsätze 17 vornimmt. Zu diesem Zweck sind in-den Schraubeinsätzen 17 die Öffnungen 19 zur Aufnahme von Spannschlüsseln oder ähnlichen geeigneten Werkzeugen vorgesehen, mit denen die Schraubeinsätze verdreht werden können.It has now been shown that small distortions due to the welding some parts or occasionally also small displacements of the stand occur, so that the alignment of the stand is disturbed. To prevent this from happening, the in Their height adjustable screw bits 17 are provided, which provide sufficient compensation allow and thus preserve the desired adjustment of the stand. One goes doing so before that, after the fastening devices 13 to the provided Places have been welded and before the screw bolts 36 are tightened, the alignment of the stand and the symmetry of the air gap checked again and, if further fine adjustment appears necessary, this by turning the screw bits 17 makes. For this purpose, the screw bits 17 the openings 19 for receiving wrenches or similar suitable tools intended, with which the screw bits can be turned.

Durch die vier Schraubeinsätze 17 ist ein leichtes Nachjustieren des Ständers 4 in jeder gewünschten Weise möglich. So ist beispielsweise eine vertikale Nacheinstellung dadurch möglich, daß sämtliche vier Schraubeinsätze um den gleichen Betrag verdreht werden. Eine horizontale Nacheinstellung kann dadurch durchgeführt werden, daß man lediglich zwei Schraubeinsätze auf einer Maschinenseite verdreht, oder dadurch, daß man die beiden Schraubeinsätze auf der einen Seite herausschraubt und auf der anderen Seite herunterschraubt. Diagonale Nacheinstellungen können durch Verdrehen von gegenüberliegenden Schraubeinsätzen erzielt werden. Nach der endgültigen Feinjustierung mit Hilfe der Schraubeinsätze 17 werden die Schraubbolzen 36 fest angezogen, so daß der Ständer fest auf dem Fundamentrahmen sitzt.The four screw inserts 17 make it easy to readjust the Stand 4 possible in any desired way. For example, a vertical one Readjustment possible in that all four screw bits are around the same Amount to be twisted. A horizontal readjustment can thereby be carried out that you just twist two screw bits on one side of the machine, or by unscrewing the two screw bits on one side and screwed down on the other side. Diagonal readjustments can be made by Twisting of opposing screw bits can be achieved. After the final Fine adjustment with the aid of the screw inserts 17, the screw bolts 36 are fixed tightened so that the stand is firmly seated on the foundation frame.

Für Reparaturen oder Wartungszwecke kann die Maschine jederzeit auseinandergebaut werden und der Ständer nach dem Lösen der Schraubbolzen 36 leicht entfernt werden. Beim erneuten Zusammenbau führen dann die kugelförmigen Auflageflächen 18 und 25 der Befestigungsvorrichtungen den Ständer wieder in die bei der Erstmontage einjustierte Lage. Die Maschine kann daher leicht auseinander- und wieder zusammengebaut werden, ohne daß die bei der Erstmontage eingestellte Lage des Luftspaltes verlorengeht. Die Lage der Schraubeinsätze 17 wird normalerweise nach der Erstmontage, bei der mit ihrer Hilfe die Feinjustierung vorgenommen wird, nicht mehr verändert. Die Lage der Schraubeinsätze 17 in den Ansätzen 28 kann daher durch geeignete Mittel fixiert werden. Sollte es dennoch notwendig sein, eine Nachjustierung des Ständers vorzunehmen, so kann diese trotzdem mit Hilfe der Schraubeinsätze 17 durchgeführt werden.The machine can be dismantled at any time for repairs or maintenance purposes and the stand can be easily removed after loosening the screw bolts 36. When reassembling, the spherical bearing surfaces 18 and 25 then lead of the fastening devices, the stand was adjusted back into the position it was when it was first assembled Location. The machine can therefore easily be dismantled and reassembled, without losing the position of the air gap set during the initial assembly. The position of the screw bits 17 is normally after the initial assembly, when with their help the fine adjustment is made, no longer changed. The location the screw bits 17 in the lugs 28 can therefore be fixed by suitable means will. However, should it be necessary to readjust the stand, this can nevertheless be carried out with the aid of the screw bits 17.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Adjustment and maintenance arrangement the once precisely set air gap of an electrical machine when it is renewed Assembly in which the position of the stator, which is supported independently of the rotor the foundation frame is enforced by fastening devices, each from two mutually angularly movable, for example releasably with each other by screws connectable parts with spherical bearing surfaces exist, of which one on the stand and the other on the foundation frame, for example by welding is to be attached, according to patent application W 25709 VIII b / 21 dl, characterized in that the spherical bearing surface (25) is assigned to the foundation frame (6) Lower parts (30) of the fastening devices (13) subsequently adjustable in height is.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the stand (4) with With the help of four fastening devices (13) attached to the foundation frame (6) is.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the spherical Support surface (25) of the base frame assigned lower part (30) on a located within the lower part arranged screw insert (17).

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the screw insert (17) has a bore sufficient play to accommodate the upper and lower parts (14, 30) with one another releasably connecting screw bolts (36) is provided.

5. Arrangement according to claim 3, characterized in that the final position of the screw insert (17) is fixed can be.