Бандажные кольца

Бандажный узел ротора предназначен для крепления лобовых частей обмотки возбуждения.

Для предотвращения деформации от центробежных сил лобовые части обмотки ротора закрепляют фиксирующими кольцами, состоящими из бандажного и центрирующего колец. Бандажное кольцо представляет собой наиболее напряженно работающий узел ротора, так как оно испытывает центробежные усилия не только от собственной массы (около 60 % от всей нагрузки), но и от лобовых частей обмотки ротора, а также усилия, вызванные посадкой фиксирующих колец с натягом. Поэтому материал, из которого изготовляют бандажные кольца, должен иметь очень высокие прочностные и пластические свойства.

Для генераторов мощностью 30 МВт и выше бандажные кольца изготавливают из немагнитной высокопрочной хромоникельмарганцевой стали, подвергнутой сложной обработке.

Рис. 1. Конструкция роторных бандажей: а — жесткая посадка на бочку и вал (две посадки); б — посадка на полуэластичное центрирующее кольцо и на бочку ротора с установкой под носик бандажного кольца изоляционной прокладки в — посадка на бочку ротора и промежуточную втулку; г — посадка только на бочку ротора

Роторные бандажи подразделяются на двухпосадочные и однопосадочные (рис. 1). В бандажах с двумя жесткими посадками (одна — на бочку ротора, другая — через центрирующее кольцо на вал ротора) носик бандажного кольца из-за прогиба ротора при его вращении стремится переместиться относительно бочки ротора. Такие бандажи работают удовлетворительно только в турбогенераторах мощностью не выше 30 МВт, имеющих сравнительно короткие роторы.

В турбогенераторах мощностью 50 МВт и выше из-за увеличения длины и прогиба ротора знакопеременные силы, вызывающие перемещение носика бандажного кольца, настолько возрастают, что от их длительного воздействия появляются наклепы, трещины и сколы на посадочных местах зубцов бочки ротора и кромок бандажей, ослабляется натяг в посадке, в результате чего в тех же местах появляются ожоги от нагрева токами, возникающими в роторе при несимметричных режимах.

Для уменьшения усилий, действующих на носик бандажа, применяют полуэластичные центрирующие кольца с зигзагообразной выточкой (см. рис. 1, б) или с более надежной выточкой в виде диафрагмы. Надежность работы двухпосадочных бандажей повышается установкой под носик бандажа изоляционной прокладки из стеклотекстолита. Посадка с эластичным центрирующим кольцом и изоляционной прокладкой под носиком бандажа, применяемая в турбогенераторах серии ТВФ, обеспечивает надежную работу бандажного узла в роторах, масса которых не превышает 50 т. В турбогенераторах серии ТГВ применяют бандажи с одной посадкой на бочку ротора — консольные (см. рис. 1, г). Центрирующее кольцо в этом бандаже служит только для опоры обмотки ротора в осевом направлении и с валом не соприкасается, благодаря чему полностью исключаются нежелательные воздействия на посадочные места бандажа от прогиба вала ротора. От смещения в осевом направлении бандажное кольцо удерживается кольцеобразной шпонкой. На бочке ротора бандажи удерживаются с помощью специальной гайки, навинчиваемой на кромку бандажа. На бочке ротора эта гайка закреплена с помощью кольцеобразной шпонки. При номинальной частоте вращения витки обмотки ротора турбогенератора прижимаются центробежной силой к клиньям и один к другому так сильно, что возникающие между ними силы трения защемляют витки и не позволяют им удлиняться от нагрева при нагрузке. Поэтому в витках возникают силы сжатия..