Способ сборки валопровода Российский патент 2017 года по МПК F04D29/66 

Описание патента на изобретение RU2630954C1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сборке валопроводов газоперекачивающих агрегатов, в которых роторы соединены парами фланцев. В большей части валопроводы с такими фланцами работают с номинальной частотой вращения до 6000 об/мин или - до 100 Гц.

Такие валопроводы состоят минимум из трех роторов: ротора свободной турбины двигателя, ротора компрессора и соединяющей их трансмиссии. Роторы двигателя и компрессора уравновешиваются и работают на специальных опорных поверхностях (опорах). Эти поверхности при уравновешивании являются балансировочными. Трансмиссии, в отличие от роторов двигателя и компрессора, не имеют собственных опор для работы. Они устанавливаются с использованием специальных поверхностей на фланцах. Трансмиссии состоят из вала и двух фланцев, соединенных крепежом через гибкие элементы.

По п. 4.7 ГОСТ 31320-2006: «…каждый ротор уравновешивают независимо от других роторов валопровода».

Роторы при уравновешивании, проводимом предварительно перед сборкой валопроводов, подвергаются коррекции дисбалансов по ГОСТ 1940-2007 с точностью G2.5, что соответствует допустимому эксцентриситету масс - до 4 мкм - для роторов с указанной частотой вращения.

Согласно прил. А ГОСТ 31320-2006: «…По возможности следует добиться, чтобы погрешности находились в допустимых пределах, определяемых из практики эксплуатации машин разных типов и размеров, прежде чем приступить к попыткам балансировки» (т.е. уравновешиванию).

Разумеется, установить роторы с такой точностью невозможно, поскольку погрешности изготовления присоединительных и установочных поверхностей, а также сборки роторов многократно превышают эти величины. Для роторов компрессоров и силовых (свободных) турбин двигателей взаимные эксцентриситеты балансировочных осей и осей (центров) присоединительных поверхностей составляют не менее 15 мкм, а для трансмиссий с гибкими пластинчатыми элементами - не менее 30 мкм (последняя величина - по заявлениям изготовителей, при этом неоднократно отмечались эксцентриситеты в 65 мкм и более).

Следовательно, даже при соблюдении всех заявленных требований и произвольной сборке таких валопроводов в 2/3 случаев будет наблюдаться увеличение эксцентриситетов масс трансмиссий с максимальным значением до 45 мкм, а в 1/3 случаев - улучшение с минимальным значением в 15 мкм. Отсюда: управляемая сборка валопроводов позволит до 3 раз увеличить точность сборки, что существенно облегчит условия эксплуатации трансмиссий с одновременным снижением центробежных сил (пропорциональная зависимость от эксцентриситета масс и дисбалансов), являющихся для них основным источником вибронагрузок. Одновременно снижается и внешнее дисбалансирующее воздействие трансмиссии на роторы компрессоров, что многократно уменьшает динамическую нагрузку на их подшипники с продлением ресурса работы. Оставшийся эксцентриситет масс устраняется коррекцией монтажных дисбалансов.

Известен способ (по ГОСТ 31320-2006) сборки валопровода, при котором каждый ротор предварительно уравновешивают, соединяют роторы, по возможности, с допустимыми погрешностями эксцентриситетов. Данный способ взят за прототип.

Основным недостатком указанного способа сборки является произвольность направления биений присоединительных поверхностей и дисбалансов роторов при их соединении и низкая вероятность положительных результатов.

Технический результат заключается в повышении точности сборки валопровода с минимизацией эксцентриситетов масс частей трансмиссии за счет управления взаимными положениями эксцентриситетов присоединительных поверхностей всех роторов и коррекции монтажных дисбалансов трансмиссии.

Технический результат достигается тем, что при сборке валопровода, при котором роторы свободной турбины двигателя, компрессора и трансмиссию предварительно уравновешивают, соединяют их с допустимыми погрешностями эксцентриситетов, на роторах и трансмиссии при уравновешивании определяют места максимального радиального биения образующих соединительных фланцев, роторы и трансмиссию соединяют с совмещением мест максимального радиального биения образующих соединительных фланцев; после соединения роторов проводят коррекцию монтажных дисбалансов трансмиссии установкой грузов в наиболее массивных частях вблизи соединительных фланцев.

Признаки являются значимыми:

- определение направлений и маркировка мест максимальных радиальных биений роторов позволяет однозначно зафиксировать положение плоскостей, в которых размещаются эксцентриситеты осей;

- соединение фланцев с совмещением промаркированных мест позволяет минимизировать эксцентриситет осей масс трансмиссии относительно рабочей оси, определяемой осью ротора компрессора;

коррекция монтажных дисбалансов позволяет привести эксцентриситеты масс в соответствие с требованиями ГОСТ 1940-2007, а установка грузов на наиболее массивных частях позволяет сблизить места расположения дисбалансов и их коррекции.

Изобретение поясняется фигурами:

- на фиг. 1 показано наиболее невыгодное положение трансмиссии относительно ротора компрессора,

- на фиг. 2 - наиболее выгодное положение, обеспечивающее сближение положений центров масс роторов.

Способ осуществляется следующим образом.

Каждый ротор валопровода (ротор свободной турбины двигателя 1, ротор компрессора 2 и трансмиссии 3) после сборки уравновешивают с использованием собственных балансировочных поверхностей 4.

Определяют и маркируют места максимального радиального биения соединительных фланцев 5 роторов и соединительных фланцев трансмиссии 6 относительно их балансировочных поверхностей 7.

Роторы компрессора 2 и свободной турбины 1 устанавливают в подшипники на балансировочные поверхности 7, используемые в качестве рабочих.

Соединяют трансмиссию 3 с роторами 1, 2, совмещая места максимального радиального биения соединительных фланцев 5, 6. При этом точность сборки по показателю минимизации эксцентриситетов повышается в случаях уменьшения разницы величин эксцентриситетов (радиальных биений) соединяемых фланцев.

Проводят коррекцию дисбалансов установкой грузов на подготовленные места 8 в наиболее массивных частях на соединительных фланцах, обеспечивая соответствие дисбалансов требованиям ГОСТ 1940-2007. Описание процедуры коррекции приведено в патентах РФ №2372594 и №2554666.

Этим способом дисбалансы уменьшаются при любом количестве фланцевых соединений валопровода.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечивает повышение точности сборки валопровода при минимизации эксцентриситета масс трансмиссии за счет управления положениями эксцентриситетов присоединительных поверхностей всех роторов и многоплоскостной коррекции остаточных дисбалансов.

Похожие патенты RU2630954C1

название год авторы номер документа
Способ сборки вала трансмиссии 2019
  • Белобородов Сергей Михайлович
  • Цельмер Марк Леонидович
  • Голдобин Алексей Сергеевич
RU2744244C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ СБОРНОГО РОТОРА 2013
  • Белобородов Сергей Михайлович
RU2554666C2
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ СБОРНОГО РОТОРА 2008
  • Бурдюгов Сергей Иванович
  • Козинов Александр Михайлович
  • Белобородов Сергей Михайлович
  • Юрченко Владимир Васильевич
  • Шкоркина Татьяна Николаевна
  • Шеховцев Николай Георгиевич
RU2372594C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ ВАЛА ГИБКОГО РОТОРА 2012
  • Белобородов С.М.
RU2492364C1
Способ балансировки сборного ротора 2016
  • Белобородов Сергей Михайлович
  • Муравьев Михаил Юрьевич
  • Ковалев Алексей Юрьевич
RU2628850C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ СБОРНОГО РОТОРА 2013
  • Белобородов Сергей Михайлович
RU2531158C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ ВЕТРОКОЛЕСА ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВОЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 2012
  • Дегтярь Владимир Григорьевич
  • Грахов Юрий Васильевич
  • Кривоспицкий Владимир Павлович
  • Максимов Василий Филиппович
  • Панов Юрий Петрович
RU2506451C2
СПОСОБ СБОРКИ ТРАНСМИССИИ 2021
  • Белобородов Сергей Михайлович
  • Гараев Айвар Загирович
  • Лунев Алексей Николаевич
  • Неверов Александр Иванович
RU2761761C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРА 2010
  • Белобородов Сергей Михайлович
  • Ковалев Алексей Юрьевич
RU2449180C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ СБОРНОГО РОТОРА ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА 2014
  • Белобородов Сергей Михайлович
RU2565119C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 630 954 C1

Реферат патента 2017 года Способ сборки валопровода

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сборке валопроводов газоперекачивающих агрегатов, в которых роторы соединены парами фланцев. В большей части валопроводы с такими фланцами работают с номинальной частотой вращения до 6000 об/мин или - до 100 Гц. Технический результат достигается тем, что при сборке валопровода, при котором роторы свободной турбины двигателя, компрессора и трансмиссию предварительно уравновешивают, соединяют их с допустимыми погрешностями эксцентриситетов, на роторах и трансмиссии при уравновешивании определяют места максимального радиального биения образующих соединительных фланцев, роторы и трансмиссию соединяют с совмещением мест максимального радиального биения образующих соединительных фланцев; после соединения роторов проводят коррекцию монтажных дисбалансов трансмиссии установкой грузов в наиболее массивных частях вблизи соединительных фланцев. Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечивает повышение точности сборки валопровода при минимизации эксцентриситета масс трансмиссии за счет управления положениями эксцентриситетов присоединительных поверхностей всех роторов и многоплоскостной коррекции остаточных дисбалансов. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 630 954 C1

Способ сборки валопровода, при котором роторы свободной турбины двигателя, компрессора и трансмиссию предварительно уравновешивают, соединяют их с допустимыми погрешностями эксцентриситетов, отличающийся тем, что на роторах и трансмиссии при уравновешивании определяют места максимального радиального биения образующих соединительных фланцев, роторы и трансмиссию соединяют с совмещением мест максимального радиального биения образующих соединительных фланцев; после соединения роторов проводят коррекцию монтажных дисбалансов трансмиссии установкой грузов в наиболее массивных частях вблизи соединительных фланцев.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2630954C1

Автоматический регулятор для равномерного распределения нагрузки между параллельно работающими альтернаторами 1929
  • Кравчук М.В.
SU31320A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ СБОРНОГО РОТОРА 2008
  • Бурдюгов Сергей Иванович
  • Козинов Александр Михайлович
  • Белобородов Сергей Михайлович
  • Юрченко Владимир Васильевич
  • Шкоркина Татьяна Николаевна
  • Шеховцев Николай Георгиевич
RU2372594C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ СБОРНОГО РОТОРА 2013
  • Белобородов Сергей Михайлович
RU2531158C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРА С ПРИВОДНОЙ МУФТОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Зверев Юрий Викторинович
  • Лапин Александр Николаевич
RU2387962C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ 1999
  • Черничкин А.С.
  • Черничкин А.А.
RU2163008C2
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ СБОРНОГО РОТОРА 2013
  • Белобородов Сергей Михайлович
RU2554666C2

RU 2 630 954 C1

Авторы

Белобородов Сергей Михайлович

Муравьев Михаил Юрьевич

Ковалев Алексей Юрьевич

Даты

2017-09-14Публикация

2016-04-11Подача