Электродвигатель МАПЗМ-21,9-64/2
Электродвигатель МАПЗМ-21,9-64/2 (рис. 1) состоит из следующих основных узлов:
- Статор
- Вал с ротором
- Щит подшипниковый верхний
- Щит подшипниковый нижний
- Подшипники скольжения
- Узел упорного подшипника
- Уплотняющее устройство
- Фильтр
- Токоподводящий кабель.
Статор. Пакет статора электродвигателя запрессован в горячекатанную трубу (ГОСТ 8732-58). Внутренний диаметр трубы расточен в месте посадки жестей до 205+0,14/+0,05. Допуск на размер определен опытным путем. Он обеспечивает свободную шихтовку жестей и является достаточным для удержания их от радиальных смещений во время запрессовки и эксплуатации.
Пакет статора 2 состоит из отдельных листов (рис. 3) электротехнической стали Э13 (ГОСТ 802-58) толщиной 0,5 мм, предварительно покрытых лаком. Пакет удерживается с обеих сторон от продольных перемещений кольцевыми шпонками 4, упирающимися в нажимные кольца 3. От проворачивания в корпусе пакет удерживают выступы в жестях, входящие в шпоночную канавку корпуса статора. В пакете статора 24 паза, в которых уложена его обмотка, выполненная специальным проводом марки ПЭВВП (ТУК ОММ505054-54).
Провод ПЭВВП имеет водостойкую изоляцию, допускающую нагрев обмотки до 70°С. Намотка статора выполняется «впротяжку» (см. «Намотка статора»). Для предохранения изоляции обмотки от механических повреждений в каждый паз уложена по всей длине гильза из упаковочной полихлорвиниловой пленки (ТУМХП 1797-48) толщиной 0,2 мм. Пазы закрыты гетинаксовыми прокладками и деревянными клиньями. Для облегчения установки в пазу клинья выполнены из двух равных частей.
Во избежание механических повреждений изоляции лобовых частей обмотки во время их рихтовки по краям пакета статора перед нажимными кольцами ставятся кольца из пластмассы.
Обмотка статора соединена в звезду, места соединений и место подключения выводных концов заизолированы липкой полихлорвиниловой лентой (ПХЛ-20-02), намотанной в шесть.слоев в полнахлеста. Выводные концы из провода ВПП или ВПВ (СТУ-103 237-63).
Для предохранения лобовых частей обмотки статора во время сборки и разборки электродвигателя, а также во время пуска и работы сверху в статор вложены пластмассовые защитные цилиндры (рис. 1, поз. 7). Для крепления верхнего и нижнего подшипникового щита в статор устанавливают два кольца, верхнее и нижнее (рис. 1, поз. 8 и 42), которые упираются в кольцевые шпонки.
Верхнее кольцо—стальное, нижнее — чугунное.
Вал с ротором. Ротор электродвигателя (рис. 1, поз. 47) состоит из вала и пакета ротора, набранного из отдельных листов электротехнической стали Э13 (ГОСТ 802-58) толщиной 0,5 мм. Листы ротора в отличие от листов статора лаком не покрываются. Ротор короткозамкнутый, залитый алюминием. Пакет ротора удерживается от проворачивания на валу шпонкой (рис. 4, поз. 5).
Для улучшения охлаждения обмотки, подшипниковых и подпятникового узлов необходима циркуляция воды во внутренней полости электродвигателя, что достигается сверлением вала.
На вал по горячей посадке насажены втулки из нержавеющей стали 3X13 (ГОСТ 5949-51), термообработанные до твердости HRC 45-48.
Ротор электродвигателя балансируется. Для балансировки служат балансировочные кольца (рис. 1, поз. 36), напрессованные на вал по обеим сторонам пакета по горячей посадке. Они состоят из ступиц, к которым винтами М8 привинчиваются кольца. При динамической балансировке в кольцах сверлятся глухие отверстия 0 12 мм.
На валу электродвигателя со стороны, противоположной свободному концу вала, есть шлиц для обеспечения проверки плавности вращения после сборки. Пакет ротора протачивают по наружному диаметру одновременно с втулками.
Щит подшипниковый верхний. Щит подшипниковый верхний (рис. 5) отливается из чугуна (СЧ 18-36 ГОСТ 1412-54) (рис. 1, поз. 10).
Фланец щита электродвигателя крепится к щиту насоса. Присоединительные размеры даны на рис. 2. Расстояние между присоединительным фланцем щита и его основным телом выбрано с таким расчетом, чтобы можно было обеспечить проход достаточного количества воды к входу в насос. Для предохранения входа от попадания в него механических включений, содержащихся в воде, входные отверстия в щите электродвигателя закрываются стальной сеткой (рис. 1, поз. 18). В щит запрессовывается сферическая втулка из стали 3X13, на которой устанавливается основание подпятника. В корпус щита запрессовывается текстолитовая подшипниковая втулка, образующая вместе с втулкой на валу радиальный подшипник скольжения (рис. 5, поз. 3).
Через специальные отверстия в щите проходят выводные концы. При выходе из него они уплотняются резиновыми кольцами и крепятся пластиной.
В верхней части основного тела щита есть проточка для установки крышки пескосбрасывателя и кольцевой шпонки для крепления крышки. Щит крепится к статору болтами, которые уплотнены медными шайбами. Посадка щита в корпус — по 206A/С.
Биение его заплечика относительно посадочной поверхности не должно превышать 0,05 мм. При несоблюдении этого требования возможен перекос щита с текстолитовой втулкой, что вызовет заедание подшипников и выход электродвигателя из строя.
Щит подшипниковый нижний. Щит подшипниковый нижний отливается из чугуна (СЧ18-36 ГОСТ 1412-54) (рис. 1, поз. 46). В корпус щита запрессована текстолитовая втулка, которая вместе с втулкой на валу образует радиальный подшипник скольжения. К нижнему щиту крепится крышка (43), которая снимается при спуске воды из электродвигателя или при проверке плавности вращения. Крышка уплотняется резиновой прокладкой (44).
На посадочной поверхности нижнего щита есть проточка, в которую вкладывается уплотняющее резиновое кольцо 49 для предотвращения вытекания воды из внутренней полости электродвигателя при спуске агрегата в скважину.
Требования к посадочной поверхности и торцу щита предъявляются те же, что и в верхнем щите.
Подшипники скольжения. Во всех погружных электродвигателях мокрого типа отечественного производства установлены радиальные подшипники скольжения. Попытки применения в этих электродвигателях подшипников качения не дали положительных результатов.
Вследствие большого числа оборотов двигателей (около 3000 об/мин) и плохих смазывающих свойств воды эти подшипники оказались неработоспособными.
Попытки создать подшипники скольжения на основе пары бронза-сталь также не дали нужных результатов. На основе многолетнего опыта изготовления погружных электродвигателей наиболее широкое применение получила пара—текстолит марки «2» и нержавеющая сталь 3X13.
Широкое применение находят резинометаллические радиальные подшипники скольжения. Они состоят из резиновой втулки, привулканизированной к стальному стакану, и втулки из нержавеющей стали, насаженной на вал ротора. Эти подшипники значительно дешевле текстолитовых и в настоящее время являются лучшими для погружных электронасосов.
Недостатком их являются технологические трудности, связанные с получением армированных втулок с минимальными отклонениями от номинального диаметра.
Как видно из рис. 5 и 6, подшипниковые текстолитовые втулки, запрессованные в щиты, имеют ленточную нарезку, обеспечивающую лучшую циркуляцию воды в подшипнике во время работы. Вода осуществляет смазку подшипника и охлаждение его. Подробное описание подшипников скольжения.
Упорный подшипник. При работе центробежного насоса возникают значительные осевые нагрузки. Они различны для разных насосов. Так, для насоса ЭЦВ6-7,2-45 они составляют 56—70 кг, а для насоса ЭЦВ6-10-235 — 250—280 кг.
С вала насоса осевые нагрузки в большинстве погружных электронасосов передаются на вал электродвигателя через соединительную муфту и регулировочные шайбы.
Для восприятия осевых нагрузок, развиваемых насосом, и веса ротора в электродвигателях установлен упорный подшипник. Конструкция упорного подшипника электродвигателя МАПЗ-21, 9-64/2 рассчитана на осевое усилие — 700 кг. В электронасосе максимальное усилие создается при выработке рабочих органов насоса и особенно лабиринтных уплотнений насоса. С вала электродвигателя осевая нагрузка передается на пяту (рис. 7) упорного подшипника, затем — на стальные сегменты подпятника (рис. 1, поз. 29), а с них — на основание подпятника 31, откуда на сферическую втулку 32 и на верхний щит 10.
Пята упорного подшипника состоит из основания 26, изготовленного из стали 3X13, на нижней плоскости которого сделаны рифления для приклеивания текстолитового кольца. Кольцо изготовлено из текстолита марки «Б» и клеется клеем № 88 (ТУ МХП 1542-49).
Пята крепится на валу фасонной гайкой 14. Для предотвращения самоотвинчивания гайки устанавливается шайба 13. От проворачивания на валу пяту удерживает шпонка. Допустимая неперпендикулярность рабочей поверхности пяты относительно оси ротора не более 0,03 мм.
Подпятник (рис. 8) состоит из основания и шести сегментов, изготовленных из стали 3X13 и закаленных до твердости НRС— 45-48. Сегменты располагаются на основании и крепятся винтами. При сборке подпятника головки винтов не должны доходить до плечиков сегментов на 1 мм. Такое крепление и специальная конфигурация нижней плоскости сегмента обеспечивают независимую самоустановку каждого из них во время работы, что создает благоприятные условия для образования водяного клина между рабочей поверхностью пяты и сегментов.
Для компенсации осевых перекосов ротора пята устанавливается на сферическую втулку. Упорный подшипник электродвигателя является одним из основных узлов, и от его состояния зависит работоспособность всего агрегата.
Уплотняющее устройство. Подшипники скольжения и упорный подшипник электродвигателя очень чувствительны к попаданию на поверхности трения абразивных частиц, присутствие которых по весу допускается в откачиваемой воде не более 0,01%. Для предотвращения попадания этих частиц во внутреннюю полость электродвигателя предусмотрено специальное уплотняющее устройство, которое состоит из следующих деталей:
- Крышки пескосбрасывателя, изготовленной из полиэтилена (рис. 1, поз. 12).
- Резиновой манжеты 15.
- Пескосбрасывателя, изготовленного из полиэтилена 16.
Крышка пескосбрасывателя устанавливается в проточку верхнего щита и крепится кольцевой шпонкой. Вместе с пескосбрасывателем она образует лабиринтное уплотнение, которое во время работы препятствует попаданию абразивных частиц из откачиваемой воды во внутреннюю полость электродвигателя.
В крышку пескосбрасывателя запрессована резиновая манжета для уплотнения по втулке, изготовленной из стали 3X13 и надетой на вал. С помощью манжеты достигается изоляция внутренней полости электродвигателя от внешней среды во время его останова. Посадка пескосбрасывателя на вал осуществляется с натягом.
Фильтр. При пуске электродвигателя вода, находящаяся во внутренней полости электродвигателя, нагреваясь, расширяется, а при останове, охлаждаясь, сжимается. Для компенсации этих изменений объема служит фильтр, который устанавливают на всех электродвигателях, а на МАПЗМ-27,3 — два фильтра.
Фильтрующая керамика установлена в стальном оцинкованном корпусе. В корпус фильтра под керамику вложена уплотняющая резиновая прокладка; для предотвращения выпадения керамика закреплена кольцевой шпонкой.
