ОПОРА БЫСТРОВРАЩАЮЩЕГОСЯ РОТОРА Российский патент 2015 года по МПК F02C7/06 F02C7/20 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к турбиностроению, и предназначено для использования в качестве опоры быстровращающегося ротора газовой турбины.

Известна опора: корпус с крышкой газотурбинного агрегата газовой турбины ГТН-6 мощностью N=6000 кВт и частотой вращения ротора силовой турбины n=6000 об/мин для привода центробежного нагнетателя природного газа производства Турбомоторного завода (газотурбинная установка мощностью 6300 кВт с нагнетателем для транспорта газа типа ГТН-6. Описание ТМ-503099 ТО, УТМЗ, Свердловск, 1980 г., стр. 2, 109, 110), состоящая из корпуса и крышки (см. чертеж Б-721482СБ. Корпус заднего подшипника, УТМЗ, Свердловск, 1980 г.), соединенных по горизонтальному разъему крепежом, в цилиндрическую расточку которых установлен опорно-упорный подшипник, представляющий собой кольцо с горизонтальным разъемом, соединенное крепежом, а по внутренней поверхности залито баббитом. Необходимая податливость достигнута тем, что поперечная ось опорного подшипника совмещена с вертикальной стенкой корпуса.

Корпус с крышкой состоит из корпуса подшипника, представляющего собой четырехстенный короб с нижним и верхним фланцем, к которому крепится крышка в виде аналогичного с корпусом подшипника закрытого короба с фланцем по горизонтальному разъему, совпадающему с осью вращения ротора газовой турбины, и имеет в месте передней вертикальной стенки цилиндрическую расточку (аналог).

Для использования этого корпуса с крышкой в газовой турбине мощностью N=6000 кВт и частотой вращения ротора n=10000 об/мин для привода центробежного компрессора (нагнетателя) природного газа в скважинах с низким пластовым давлением используется усовершенствованный корпус заднего подшипника требуемой податливости. При этом в имеющуюся цилиндрическую расточку корпуса с крышкой установлена цилиндрическая гильза, содержащая упорно-опорный подшипник, состоящий из двух упорных (рабочего и установочного) и опорного подшипника, причем поперечная ось опорного подшипника смещена внутрь корпуса с крышкой, тем самым имеет место консольное опирание ротора относительно опоры, не обеспечивающее требуемой податливости порядка 5 мк/тонну усилия для нормальной работы ротора, что является недостатком такой конструкции (прототип).

Для опирания быстровращающегося ротора в имеющийся корпус с крышкой необходимо установить дополнительную опору, жестко соединенную с корпусом, уменьшающую общую податливость без их демонтажа, что и является задачей настоящего изобретения.

Поставленная задача решается тем, что для достижения требуемой податливости опора быстровращающегося ротора, состоящая из корпуса подшипника, представляющего собой четырехстенный короб с нижним и верхним фланцем, к которому крепится крышка в виде аналогичного с корпусом подшипника закрытого короба с фланцем по горизонтальному разъему, совпадающему с осью вращения ротора газовой турбины, имеет в месте передней вертикальной стенки цилиндрическую расточку, в которую установлена цилиндрическая гильза с двумя упорными и опорным подшипником, причем поперечная ось опорного подшипника смещена внутрь корпуса подшипника с крышкой, и отличается тем, что для достижения податливости порядка 5 мк/тонну усилия она выполнена в виде двух отдельных ребер, установленных перпендикулярно оси расточки и приваренных монтажным швом к корпусу подшипника заподлицо с его горизонтальным разъемом и соединенных по нему с верхним ребром; при этом в месте прохода цилиндрической гильзы в ребрах выполнено точное цилиндрическое отверстие, обеспечивающее монтажный натяг по наружной поверхности цилиндрической гильзы, а поперечная ось опорного подшипника проходит примерно посередине толщины ребер, а верхнее ребро соединено с крышкой посредством крепежа и подогнанной по месту дистанционной шайбы.

Вид в плане опоры быстровращающегося ротора представлен на фиг. 1; на фиг. 2 - сечение А-А; на фиг. 3 - сечение Б-Б.

Опора быстровращающегося ротора состоит из имеющихся: корпуса подшипника 1 с крышкой 2 (фиг. 1, 2), цилиндрической гильзы 3 (фиг. 1), установленной в расточку корпуса подшипника 1 с крышкой 2, содержащей упорно-опорный подшипник, состоящий из двух упорных: рабочего 4 и установочного 5 подшипников и опорного (сегментного) подшипника 6 (фиг. 1). В корпусе подшипника 1 установлены перпендикулярно оси расточки ребро 7 и ребро 8 (фиг. 3), которые приварены монтажным швом заподлицо с его горизонтальным разъемом.

Внутри крышки 2 установлено верхнее ребро 9 (фиг. 3), соединенное с ребрами 7 и 8 крепежом, причем поперечная ось, проходящая через середину опорного подшипника 6 в точке В, находится примерно на середине толщины ребер 7, 8, 9.

В крышке 2 в плоскости нахождения точки В (фиг. 2) выполнено отверстие, а в ребре 9 соответственно ему - резьбовое отверстие, в котором установлен болт 10. Между крышкой 2 и ребром 9 установлена подогнанная по месту дистанционная шайба 11. В ребрах 7 и 9 выполнено точное цилиндрическое отверстие, обеспечивающее монтажный натяг по наружной поверхности цилиндрической гильзы 3.

Опора, выполненная путем соединения в единое целое имеющихся корпуса подшипника 1 и крышки 2, цилиндрической гильзы 3, ребер 7, 8, 9, соединенных с корпусом подшипника 1 и крышкой 2, обеспечивают податливость порядка 5 мк/тонну усилия опоры быстровращающегося ротора для восприятия его динамической неуравновешенности.

Податливость порядка 5 мк/тонну усилия опоры быстровращающегося ротора усовершенствованной газовой турбины (мощностью N=6000 кВт, n=10000 об/мин) достигнута путем приварки двух вертикальных ребер 7, 8 внутри имеющегося корпуса подшипника 1, соединенных с верхним ребром 9, соединенного, в свою очередь, с имеющейся крышкой 2 через дистанционную шайбу 11, что позволило использовать имеющуюся податливость корпуса подшипника 1 с крышкой 2, существенно уменьшив ее посредством дополнительных ребер, что исключает изготовление и монтаж новых корпуса подшипника и крышки, тем самым уменьшает трудоемкость и стоимость переоборудования газовой турбины - технический результат.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к турбиностроению, и предназначено для использования в качестве опоры быстровращающегося ротора газовой турбины, выполненной в виде двух отдельных ребер, установленных в имеющийся корпус с крышкой и приваренных к нему монтажным швом перпендикулярно оси предварительно выполненной в ребрах расточки заподлицо с горизонтальным разъемом корпуса и соединенных по нему с верхним ребром; при этом верхнее ребро соединено с имеющейся крышкой посредством крепежа и подогнанной по месту дистанционной шайбы. Выполненная таким образом опора быстровращающегося ротора для восприятия его динамической неуравновешенности достигнута путем соединения в единое целое имеющихся корпуса с крышкой, а также ребер, соединенных с корпусом и крышкой, что обеспечивает требуемую податливость порядка 5 мк/тонну усилия опоры быстровращающегося ротора, тем самым уменьшает трудоемкость и сокращает сроки переоборудования газовой турбины. 3 ил.

Опора быстровращающегося ротора, состоящая из корпуса подшипника, представляющего собой четырехстенный короб с нижним и верхним фланцем, к которому крепится крышка в виде аналогичного с корпусом подшипника закрытого короба с фланцем по горизонтальному разъему, совпадающему с осью вращения ротора газовой турбины, имеет в месте передней вертикальной стенки цилиндрическую расточку, в которую установлена цилиндрическая гильза с двумя упорными и опорным подшипником, причем поперечная ось опорного подшипника смещена внутрь корпуса подшипника с крышкой и отличается тем, что для достижения податливости порядка 5 мк/тонну усилия она выполнена в виде двух отдельных ребер, установленных перпендикулярно оси расточки и приваренных монтажным швом к корпусу подшипника заподлицо с его горизонтальным разъемом и соединенных по нему с верхним ребром; при этом в месте прохода цилиндрической гильзы в ребрах выполнено точное цилиндрическое отверстие, обеспечивающее монтажный натяг по наружной поверхности цилиндрической гильзы, а поперечная ось опорного подшипника проходит примерно посередине толщины ребер, а верхнее ребро соединено с крышкой посредством крепежа и подогнанной по месту дистанционной шайбы.