УСТРОЙСТВО СОЧЛЕНЕНИЯ КОРПУСА И ОПОРЫ Российский патент 2000 года по МПК F01D25/28 

Изобретение относится к области турбостроения, может быть использовано для сопряжения узлов турбомашин, в частности корпусов цилиндров и подшипника.

Известна опора корпуса турбомашины, содержащая закрепленный на основании нижний опорный элемент, между которым и верхним опорным элементом размещена вставка, сопряженная с последним, на который опирается корпус, причем вставка снабжена цилиндрическим выступом, установленным вертикально в выполненном в нижнем опорном элементе отверстии, а верхний опорный элемент и вставка сопряжены по цилиндрическим поверхностям. ("Опора корпуса турбомашины" В. С.Шаргородский, С.Ш.Розенберг, Л.А.Хоменок, В.И.Илыш, А.Г.Коган, /п. России N 1617159, F 01 D 25/28 // бюлл. N 48, 1990).

Недостатком данного устройства является возможность углового перемещения лапы относительно основания в вертикальной плоскости. При тепловом удлинении лап корпуса верхний опорный элемент перемещается по цилиндрической поверхности, по которой сопрягается со вставкой, и, как следствие, происходит подъем лапы и ее вертикальное перемещение, которое может превысить допустимое, что может привести, в свою очередь, к нарушению центровки турбомашины.

Известно устройство сочленения корпуса турбомашины и опоры (корпуса подшипника), содержащее опорную лапу корпуса, опирающуюся на горизонтальную площадку опоры; элемент корпуса (лапу) с выступом на горизонтальной поверхности, продольная ось которого перпендикулярна вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось корпуса; паз, выполненный на опоре, сопрягающийся с выступом элемента корпуса (А.Д.Трухний, С.М.Лосев "Стационарные паровые турбины". М., Энергоиздат, 1981 - с. 73-74).

Недостатком этого устройства является то, что при взаимных угловых перемещениях элемента корпуса, на котором выполнен выступ, и паза, выполненного на опоре (корпусе подшипника), вызванных тепловыми деформациями корпуса и опоры, происходит заклинивание выступа в пазу. В результате заклинивания выступа в пазу появляются дополнительные боковые усилия, направленные поперек продольной оси турбомашины и затрудняющие перемещение опоры по продольным шпонкам турбомашины.

Предлагаемое устройство устраняет эти недостатки. Для этого в опоре выполняется вертикальная цилиндрическая выборка, в которую устанавливается цилиндрическая вставка с пазом на верхнем торце, входящим в зацепление с выступом, выполненным на горизонтальном участке элемента корпуса.

На чертеже показано продольное сечение предлагаемого устройства:
1 - корпус;
2 - опора;
3 - основание;
4 - опорная лапа;
5 - горизонтальная площадка опоры;
6 - элемент корпуса;
7 - выступ;
8 - цилиндрическая вставка;
9 - вертикальная цилиндрическая выборка;
10 - паз;
11 - горизонтальная поверхность элемента корпуса;
12 - продольная ось корпуса.

Устройство сочленения корпуса 1 и опоры 2, установленной на основании 3, содержит: опорную лапу 4 корпуса 1, горизонтальную площадку 5 на опоре 2, элемент (лапу) корпуса 6 с выступом 7 и цилиндрическую вставку 8. Цилиндрическая вставка 8 установлена в вертикальную цилиндрическую выборку 9 в опоре 2 и имеет на торце паз 10, входящий в зацепление с выступом 7. Выступ 7 выполнен на горизонтальной поверхности 11 элемента корпуса 6 и расположен так, что его продольная ось перпендикулярна вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось 12 корпуса 1. Поперечное сечение выступа 7 может иметь, например, форму прямоугольника. Опорная лапа 4 корпуса 1 опирается на горизонтальную площадку 5, которая может быть выполнена в одной плоскости с продольной осью 12.

Устройство работает следующим образом. При температурных перемещениях корпуса перемещение выступа 7 вызовет перемещение опоры 2 по основанию 3 вдоль продольной оси 9, при этом усилие, вызывающее перемещение опоры, будет передаваться от выступа 7 на опору через цилиндрическую вставку 10, на торце которой выполнен паз 11, сопрягающийся с выступом 7. Выступ 7 имеет возможность свободно перемещаться в пазу 11 вдоль своей продольной оси. При угловых перемещениях элемента корпуса 6 относительно опоры 2 цилиндрическая вставка 10 поворачивается вместе с выступом 7 в горизонтальной плоскости, обеспечивая возможность свободного перемещения выступа 7 в пазу 11 и исключая заклинивание в паре выступ-паз. Весовая нагрузка от корпуса 1 передается через опорную лапу 4 на горизонтальную площадку 5 опоры 2 и через опору 2 на основание 3. За счет того, что горизонтальная площадка 5, на которую опирается опорная лапа 4, находится в одной плоскости с продольной осью 12, вертикальная центровка корпуса и опоры сохраняется неизменной при изменении температурного состояния корпуса и опоры.

Исследования, проведенные на турбине К-300-240 ХТЗ ст. N 2 Рефтинской ГРЭС, оснащенной предлагаемым устройством, показали, что взаимные угловые перемещения опоры 2 и элемента корпуса 6 достигают величины 1,25•10^-2 рад, в то время как расчетная величина взаимных угловых перемещений опоры и элемента корпуса, при которой гарантируется нормальная работа сочленения, не превышает 0,13•10^-2 рад для принятых на практике размеров поперечных шпонок и зазоров в них.

Таким образом, устройство по заявке обеспечивает свободное угловое взаимное перемещение опоры 2 и элемента корпуса 6, в то время как при эксплуатации прототипа гарантированно происходит обмятие и заклинивание поперечных шпонок при тепловом расширении турбины.

Устройство сочленения корпуса и опоры относится к области турбостроения и может быть использовано для сопряжения узлов турбомашин, в частности корпусов цилиндров и подшипника. Устройство содержит опорную лапу корпуса, опирающуюся на горизонтальную площадку опоры, элемент корпуса с выступом на горизонтальной поверхности, продольная ось которого перпендикулярна вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось корпуса. На торце цилиндрической вставки, установленной в вертикальной цилиндрической выборке в опоре, выполнен паз, сопрягающийся с выступом на элементе корпуса. Использование изобретения исключает заклинивание выступа в пазу при тепловых деформациях корпуса и опоры. 1 ил.

Устройство сочленения корпуса и опоры турбомашины, содержащее опорную лапу корпуса, опирающуюся на горизонтальную площадку опоры, элемент корпуса с выступом на горизонтальной поверхности, продольная ось которого перпендикулярна вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось корпуса, отличающееся тем, что на торце цилиндрической вставки, установленной в вертикальной цилиндрической выборке в опоре, выполнен паз, сопрягающийся с выступом на элементе корпуса.