ГРУЗ ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ ТУРБОМАШИН Российский патент 2002 года по МПК G01M1/32 F16F15/32 

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а его объектом является груз, выполняющий функцию корректирующей массы для балансировки роторов турбомашин, в частности паровых турбин.

Известен груз для балансировки роторов, содержащий цилиндр в качестве корректирующей массы с центральным отверстием, резьбой на цилиндрической поверхности и шлицевым пазом на торце, а также фиксирующий элемент, предотвращающий цилиндр от разворота (1). Этот известный груз надежно удерживается в радиальном гнезде ротора, а его установка в гнездо и извлечение из него являются простыми операциями. Однако последние можно осуществить только когда демонтирован статор или, по меньшей мере, половина сборного статора.

Известен груз для балансировки роторов турбомашин, являющийся ближайшим аналогом настоящего изобретения, содержащий цилиндр в качестве корректирующей массы с центральным резьбовым отверстием, с резьбой на цилиндрической поверхности и шлицевым пазом на торце (2). Благодаря тому, что в цилиндре такого груза центральное отверстие выполнено с резьбой, он может быть установлен и извлечен из гнезда при помощи монтажного приспособления с резьбовым наконечником через заглушаемое отверстие в статоре без его демонтажа. Однако в условиях вибрации турбомашин, неизбежных, в частности, при прохождении критических частот вращения ротора, существует опасность выхода цилиндра из гнезда ротора. Поэтому для предотвращения этого на практике осуществляют кернение цилиндра, установленного в гнезде ротора, а это существенно усложняет его использование.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания груза для балансировки роторов турбомашин, позволяющего устанавливать его через заглушаемое отверстие в статоре, который мог бы быть надежно зафиксирован в гнезде ротора без применения каких-либо вспомогательных мероприятий.

Эта задача решается с помощью груза, содержащего цилиндр в качестве корректирующей массы с центральным резьбовым отверстием, с резьбой на цилиндрической поверхности и шлицевым пазом на торце, который в соответствии с сущностью настоящего изобретения оснащен вторым цилиндром, предназначенным для установки в гнезде ротора от его дна за первым и составляющим с ним суммарную расчетную корректирующую массу, при этом второй цилиндр выполнен с резьбой центрального отверстия, идентичной резьбе такого отверстия первого цилиндра, и с таким же, как у него, шлицевым пазом, но с диаметром, большим диаметра первого цилиндра, а с шагом резьбы на цилиндрической поверхности, меньшим шага такой резьбы на первом цилиндре. При распределении долей расчетной корректирующей массы между цилиндрами предпочтительно, чтобы масса первого цилиндра была больше массы второго.

При таком исполнении оба цилиндра, составляющие две части груза, могут быть установлены и извлечены через заглушаемое отверстие в статоре турбомашины с помощью одного монтажного приспособления. Вместе с тем, благодаря более мелкому шагу резьбы на цилиндрической поверхности второго цилиндра и подпору его первым цилиндром под действием на него центробежных сил, при ослаблении сцепления с гнездом достигается надежная фиксация второго цилиндра, а следовательно, и стопорение первого.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его реализации, изображенного на прилагаемом чертеже, показывающим груз для балансировки ротора паровой турбины и схему его установки.

Груз состоит из двух частей в виде первого 1 и второго 2 цилиндров, устанавливаемых в гнезде 3 ротора 4 паровой турбины через заглушаемое отверстие 5 в статоре 6. Диаметр первого от дна гнезда 3 цилиндра 1 меньше второго 2, но его масса больше, а следовательно, больше и воздействующая на него при вращении ротора центробежная сила. При этом массы цилиндров 1 и 2 подобраны так, чтобы суммарно обеспечить расчетную корректирующую массу, необходимую для балансировки ротора 4. Оба цилиндра 1 и 2 выполнены с резьбовыми нарезками 7 и 8 соответственно на цилиндрических поверхностях, при этом шаг резьбы 8 второго цилиндра 2 меньше шага резьбы 7 первого цилиндра. Кроме того, оба цилиндра 1 и 2 выполнены с одинаковыми центральными резьбовыми отверстиями 9 и шлицевыми пазами 10 на торце под монтажное приспособление, состоящее из центрального стержня 11 с резьбовым наконечником 12 и охватывающей его трубы 13 с выступающими жалами 14 под шлицевые пазы 10. Гнезда 3 в роторе 4 под описанные грузы соответствуют конфигурации его частей 1 и 2 и выполнены с резьбовыми отверстиями, соответствующими резьбовым отверстиям 7 и 8 на цилиндрических поверхностях цилиндров 1 и 2.

Перед установкой грузов разворотом ротора 4 обеспечивают соосное совмещение гнезд 3 и заглушаемых отверстий 5 в статоре 6. При установке каждого груза сначала вводят в гнездо 3 первый цилиндр 1, сцепляя его центральным отверстием 9 с резьбовым наконечником 12 центрального стержня 11 монтажного приспособления. Вращением трубы 13 при сцеплении его жал 14 со шлицевым пазом 10 этого цилиндра 1 обеспечивают его заглубление до упора. Затем точно так же устанавливают второй цилиндр 2 до плотного упора его нижнего торца в верхний торец первого цилиндра 1. После установки каждого из цилиндров 1 и 2 с помощью трубы 13 при сцеплении его жал 14 со шлицевым пазом 10 удерживают цилиндр от разворота и расцепляют соединение центрального стержня 11 монтажного приспособления с установленным в гнездо 3 цилиндром. Демонтаж груза осуществляют с использованием аналогичных приемов.

Груз с описанным исполнением надежно удерживается в гнезде 3 ротора 4 независимо от возмущающих воздействий. Это достигается благодаря тому, что первый цилиндр 1 под действием центробежных сил, имея большую массу, при ослаблении посадки осуществляет подпор второго цилиндра 2 и его надежное заклинивание в резьбовом отверстии гнезда 3 с более мелкой резьбой 8.

Источники информации
1. Авт. св. СССР 1312422, G 01 M 1/32, 1987 г.

2. Патент РФ 2123673, G 01 M 1/32, 1999 г.

Груз предназначен для использования в качестве корректирующей массы для балансировки роторов. Груз состоит из двух частей, выполненных в виде цилиндров, составляющих суммарную корректирующую массу. Оба цилиндра выполнены с идентичными центральными резьбовыми отверстиями и шлицевыми пазами на торце, с резьбой на цилиндрической поверхности. При этом первый цилиндр, устанавливаемый у дна гнезда ротора, имеет меньший диаметр, но большую массу, а шаг резьбы на цилиндрической поверхности второго цилиндра меньше шага резьбы первого цилиндра. Такой груз обеспечивает возможность установки его в гнездо ротора через заглушаемое отверстие в статоре и надежно зафиксирован в гнезде независимо от возмущающих воздействий при эксплуатации. 1 ил.

Груз для балансировки роторов турбомашин, содержащий цилиндр в качестве корректирующей массы с центральным резьбовым отверстием, с резьбой на цилиндрической поверхности и шлицевым пазом на торце, отличающийся тем, что он оснащен вторым цилиндром, предназначенным для установки в гнезде ротора от его дна за первым и составляющим с ним суммарную расчетную корректирующую массу, при этом второй цилиндр выполнен с центральным резьбовым отверстием, идентичным центральному отверстию первого цилиндра, и таким же, как у него, шлицевым пазом на торце, но с диаметром, большим первого цилиндра, и с резьбой на цилиндрической поверхности, имеющей шаг меньше шага резьбы на цилиндрической поверхности первого цилиндра, при этом масса первого цилиндра больше массы второго.