ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УСТАНОВКИ ВНУТРЕННЕГО КОЛЬЦА ПОДШИПНИКА, НЕСУЩЕГО ОБОЙМУ ПОДШИПНИКА, И ВИНТЫ ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ В ТУРБОМАШИНЕ Российский патент 2018 года по МПК B25B27/06 

ОЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение касается инструмента для установки узла, содержащего внутреннее кольцо подшипника, сепаратор подшипника и винты для удержания в турбомашине.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В существующем уровне техники узел упомянутого типа установлен на валу турбомашины с помощью специального инструмента. Внутреннее подшипниковое кольцо подшипника турбомашины может содержать входную наружную часть, включающую наружные кольцевые щетки лабиринтного герметичного уплотнения, среднюю часть, образующую беговую дорожку для катящихся элементов (шарики, ролики, иглы и т.д.), в частности, ролики и сепаратор для удержания этих роликов, а на выходном конце наружный кольцевой фланец для крепления к валу турбины турбомашины, этот фланец содержит кольцевой ряд для прохода винтов, головки которых опираются на входную кольцевую поверхность фланца.

Инструменты из известного уровня техники не являются полностью удовлетворительными, в частности, потому, что они не защищают достаточно или эффективно кольцо, сепаратор и рольки подшипника, которые могут быть повреждены в процессе использования инструмента и монтажа кольца на валу турбомашины, следствием чего может явиться поломка подшипника и преждевременный демонтаж двигателя. Более того, используемые в настоящее время инструменты являются относительно тяжелыми, крупногабаритными и сложными для использования и не всегда подходят для исключения ошибок обслуживающего персонала при неправильном использовании.

Наконец, инструмент существующего уровня техники обычно предназначен для установки кольца на единственную сборочную конфигурацию двигателя и другой инструмент должен быть использован для монтажа идентичного кольца при другой конфигурации конструкции двигателя. Это, например, случай, когда установка внутреннего кольца подшипника на малый модуль двигателя, который обычно используется в цехе. Монтажный элемент этого кольца не может быть использован для монтажа одного и того же кольца на большой модуль двигателя, который представляет реальное окружение турбомашины при техническом обслуживании.

Таким образом, задачей изобретения является разраьотка инструмента, который привнесет простое, эффективное и экономичное решение, по меньшей мере, части упомянутых проблем.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение предлагает инструмент для установки узла, содержащего внутреннее кольцо подшипника, сепаратор подшипника, снабженный роликами и винтами для крепления в турбомашине, при этом кольцо содержит дорожку качения роликов, а на выходном конце – наружный кольцевой фланец, содержащий отверстия для прохода винтов, отличающийся тем, что он содержит первую цилиндрическую секторальную оболочку, которая предназначена для закрывания входной наружной части кольца и которая содержит средства осевого удержания на кольце, вторую секторальную цилиндрическую оболочку, которая предназначена зля закрывания дорожки и роликов и, по меньшей мере, выходной наружной части первой оболочки и для обеспечения осевой опоры для головок винтов фланца, цилиндрическую корону, которая предназначена для охвата, по меньшей мере, частично, второй оболочки и которая содержит средства осевой опоры к выходу на эту вторую оболочку, а также крепежное кольцо, которое установлено на крайней входной части первой оболочки между короной и средствами осевого удержания этой крайней входной части и которое содержит средства осевой опоры к выходу на короне и осевого стягивания второй оболочки между средствами опоры короны и головками винтов фланца.

Инструмент по изобретению содержит также две коаксиальных оболочки, закрывающих и защищающих (от ударов и загрязнений, например) входной концевой части кольца, сепаратора и роликов качения соответственно, причем эти оболочки выполнены секторальными для облегчения их монтажа/демонтажа. Первая оболочка может аксиально удерживаться на кольце путем взаимодействия форм и удерживается радиально кнаружи второй оболочкой. Вторая оболочка удерживается радиально кнаружи короной и аксиально неподвижна на кольце, будучи стянутой между короной и головками винтов. Вторая оболочка обеспечивает, таким образом, удержание головок винтов аксиально опирающимися на входную кольцевую поверхность фланца кольца, что мешает им перемещаться при монтаже (и, в частности, колебаться в отверстиях фланца). Вторая оболочка окружает предпочтительно с радиальным зазором ролики сепаратора для исключения любого риска контакта с роликами. Вторая оболочка может содержать средства радиальной опоры внутрь (относительно продольной оси инструмента и кольца) на первую оболочку для ее удержания прижатой к кольцу, а корона может содержать средства радиальной опоры внутрь на вторую оболочку для ее удержания прижатой к первой оболочке и кольцу. Эта корона является предпочтительно моноблочной. Крепежное кольцо удерживается аксиально во входную сторону средствами удержания первой оболочки. Оно содержит средства осевой опоры на корону и нагружения короны в сторону выхода так, чтобы вторая оболочка, на которую аксиально опирается корона в сторону выходу, была аксиально сжата между короной и головками винтов. Это крепежное кольцо также предпочтительно является моноблочным.

Инструмент по изобретению лишен недостатков известных из уровня техники инструментов. Он является простым в использовании и относительно легким (несколько килограммов) и легко управляется оператором. Его возможно использовать во всех типах монтажных конструкций на двигателе, будь это, например, малый модуль или большой модуль. Наконец, инструмент по изобретению не ограничен типом подшипника и может быть использован для нескольких типов внутреннего кольца подшипника.

Предпочтительно, первая оболочка содержит на входном кольце зубья муфты, предназначенные для взаимодействия с взаимно дополняющими зубьями крепежного кольца для того, чтобы, с одной стороны, обеспечить осевой монтаж кольца на крайней входной части оболочки и, с другой стороны, для осевого удержания кольца в сторону входа, когда кольцо перемещается при вращении на заданный угол относительно первой оболочки.

Первая оболочка содержит, предпочтительно, по меньшей мере, одно эластичное кольцевое уплотнение, предназначенное для взаимодействия со второй оболочкой. Это уплотнение позволяет, в частности, ограничить относительные перемещения между первой и второй оболочками.

Предпочтительно, вторая оболочка содержит на своем выходном конце кольцевой эластичное уплотнение, предназначенное для опоры на головки винтов. Это уплотнение позволяет, в частности, компенсировать разность высот головок винтов, которые несет фланец, при этом уплотнение находится более или менее в напряжении в зависимости от высот головок винтов.

В упомянутом случае, когда внутреннее кольцо подшипника содержит на крайней входной части внешние кольцевые щетки лабиринтного герметизирующего уплотнения, инструмент, предпочтительно, содержит защитное кольцо, окружающее щетки, при этом это кольцо охвачено первой оболочкой и аксиально блокировано на кольце этой первой оболочкой.

Первая оболочка может содержать кольцевую канавку, ориентированную к приемному входу цилиндрической реборды, ориентированной к выходу второй оболочки. Эта реборда и эта канавка образуют средства зацепления и взаимодействуют вместе для радиального удержания второй оболочки напротив первой оболочки перед монтажом короны на второй оболочке.

Корона может содержать на своем входном конце внутреннюю кольцевую реборду, предназначенную для размещения между входным концом второй оболочки и крепежным кольцом.

Крепежное кольцо содержит предпочтительно осевые резьбовые отверстия для установки винтов, свободные концы которых предназначены для осевой опоры к выходу на короне, при этом стягивание винтов вызывает смещение короны к выходу и приводит к зажиму второй оболочки между короной и головками винтов.

Крепежное кольцо содержит предпочтительно средства захвата инструмента, такие как две рукоятки, диаметрально противоположные относительно продольной оси инструмента.

Инструмент может содержать основание для удержания упомянутого узла (кольцо, сепаратор, ролики качения и удерживающие винты) и соединения различных деталей, это основание содержит кольцевую поверхность, которая служит для опоры фланца кольца и которая содержит отверстия для прохода винтов этого фланца. Упомянутый узел предназначен для вертикального размещения на основании.

Настоящее изобретение касается также способа монтажа узла, содержащего внутреннее кольцо подшипника, сепаратор, ролики качения и винты для крепления в турбомашине, с помощью описанного выше инструмента, отличающегося тем, что он включает следующие этапы:

с) установка секторов первой оболочки на кольце,

d) установка секторов второй оболочки на кольце и первой оболочке,

е) размещение короны на второй оболочке,

f) размещение крепежного кольца на первой оболочке, например, путем осевого перемещения к первой оболочке, затем поворот на заданный угол вокруг продольной оси инструмента,

g) осевое сжатие второй оболочки между короной и головками винтов,

j) размещение инструмента и кольца на валу турбомашины путем осевого перемещения со входа до осевого упора в кольцевую поверхность этого вала и прохода винтов фланца кольца через эту поверхность,

k) завинчивание гаек на свободныe концы винтов, и

l) демонтаж инструмента.

Способ может включать один или несколько следующих дополнительных этапов:

- перед этапом с):

а) размещение упомянутого узла вертикально на основании суппорта так, чтобы винты фланца проходили через отверстия основания,

b) размещение защитного кольца на щетках кольца,

- между этапами g) и j):

h) нагрев упомянутого узла или путем размещения в печи кольца и инструмента с основанием, или индукционный нагрев с помощью элемента, который аксиально пересекает инструмент и кольцо и который проходит через центральное отверстие основания,

i) отделение инструмента от основания.

Настоящее изобретение касается также набора для осуществления описанного выше способа, отличающегося тем, что он содержит кейс для размещения и хранения секций первой и второй оболочек, короны, крепежного кольца и, при необходимости, защитного кольца опорного основания и инструмента индивидуального демонтажа секций второй оболочки.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг. 1 схематично изображает вид в перспективе в разобранном состоянии инструмента по изобретению для монтажа внутреннего кольца подшипника, несущего сепаратор с рольками качения и винтами крепления,

- фиг. 2–10 схематично представляют в перспективе инструмент по фиг. 1 и изображают этапы сборки этого инструмента,

- фиг. 11 схематично изображает вид в осевом разрезе инструмента по фиг. 1,

- фиг. 12 схематично изображает в перспективе другой вид инструмента по изобретению, представляющий вариант маовоплощения основания суппорта,

- фиг. 13 и 14 являются видами в перспективе инструмента по фиг. 1 и малого модуля вала турбины турбомашины и изображают этапы монтажа внутреннего кольца подшипника на этом модуле,

- фиг. 15 схематично изображает вид в осевом разрезе инструмента и вала по фиг. 13 и 14,

- фиг. 16–22 являются схематичными видами в перспективе инструмента по фиг. 1 и большого модуля вала турбины турбомашины и изображают этапы монтажа внутреннего кольца подшипника на этом модуле и демонтажа инструмента, и

- фиг. 23 схематично изображает вид в перспективе набора по изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Обратимся вначале к фиг. 1, которая изображает инструмент 10 по изобретению для монтажа узла 12, содержащего внутреннее кольцо подшипника 14, сепаратор 16 подшипника и винты 18, на малом или большом валу турбомашины, этот инструмент 10 содержит несколько деталей, которые, в частности, предназначены для защиты кольца 14 и сепаратора 16 подшипника в процессе монтажа и которые объединены на удерживающем основании 20.

В нижеследующем описании термины «вход» и «выход» используются в отношении потока газов в турбомашине. В монтажном положении в турбомашине кольцо 14 содержит входной край, расположенный в сторону входа турбомашины, и выходной край, расположенный в сторону выхода из турбомашины. Для обозначения краев деталей инструмента использованы одинаковые термины. Другими словами, входной край детали инструмента будет обращен в сторону входа кольца 14 подшипника, и наоборот.

Кольцо 14 подшипника имеет, по существу, цилиндрическую форму по продольной оси А. Выражения «радиально внутренний» и «радиально внешний» используются ниже для обозначения радиальных положений относительно оси А.

Кольцо 14 подшипника содержит внешние кольцевые щетки 22 на своей входной концевой поверхности, поверхность качения на своей средней части и внешний кольцевой фланец 24 на своем выходном конце. Щетки 22 предназначены для того, чтобы окружать и взаимодействовать с частью статора турбомашины для образования герметизирующего лабиринтного уплотнения. Сепаратор 16 подшипника размещен на поверхности качения кольца 14, которое содержит средства осевого удержания этого сепаратора на дорожке. Кольцевой сепаратор содержит кольцевой ряд осевых отверстий для прохода винтов 18, которые в представленном примере имеются в количестве одиннадцати. Винты 18 обычно вставлены с зазором в эти отверстия. Узел 12, образованный кольцом 14, сепаратором 16 подшипника и винтами 18, предназначен для установки на валу турбины турбомашины с помощью единственного инструмента 10.

Как будет описано ниже, удерживающее основание 20 предназначено для приема узла 12 в вертикальном положении, то есть в процессе соединения инструмента продольная ось А кольца 14 и инструмента 10 ориентированы вертикально. Это основание 20 имеет цилиндрическую форму, его нижний конец предназначен для опоры на плоскую поверхность, а его верхний конец содержит кольцевую канавку 26 для приема фланца 24 кольца 14. Эта канавка 26 ограничена двумя цилиндрическими коаксиальными ребордами, который образуют средства центрирования кольца 14 на основании, а дно канавки 26 содержит кольцевой ряд отверстий 28 для прохода винтов 18, которые несет фланец 14. Эти отверстия 28 распределены в дне канавки 26 таким же образом, что и отверстия фланца 24. Они, предпочтительно, имеют диаметр, слегка превышающий диаметр винтов 18 для ограничения их перемещения. Основание 20 содержит, кроме того, центральное отверстие 29 квадратного сечения для прохода нагревательных средств (не изображенных) для индукционного нагрева кольца 14, эти нагревательные средства предназначены для аксиального прохода кольца 14, инструмента 10 и основания 20. Основание держателя выполнено, например, из алюминиевого сплава.

В представленном примере инструмент 10 содержит пять кольцевых деталей, коаксиальных между собой и кольцом 14, при этом некоторые из этих деталей расположены одни вокруг других в монтажном положении, как это видно на фиг. 11. Инструмент 10 содержит защитное кольцо 30, первую секторальную оболочку 32, вторую секторальную оболочку 34 корону 36 и крепежное кольцо 38.

Защитное кольцо 30 предназначено для окружения верхней входной части кольца 14 и для защиты щеток 22 кольца. Как изображено на фиг. 11, это кольцо 30 содержат на своем входном конце (или верхнем) внутреннюю кольцевую реборду (40), которая предназначена для осуществления осевой опоры на водной край кольца 14. Это кольцо 30 выполнено в виде единой детали, например, из алюминиевого сплава.

Первая оболочка 32 имеет общую цилиндрическую форму и предназначена для охвата защитного кольца 30. На входном крае она содержит внутреннюю кольцевую реборду 42, которая постирается на вход реборды 40 кольца 30 и которая обеспечивает осевое удержание кольца 30 на кольце 14. Кроме того, на входном конце она содержит кольцевой ряд зубьев муфты 44, которые простираются радиально кнаружи. Эти зубья 44 в количестве четырех равномерно распределены вокруг оси А. Каждое из них имеет угловую протяженность в 45° и они отделены одни от других межзубьевыми окружными зазорами, каждый из которых имеет угловую протяженность в 45° вокруг оси А. Эти зубья 44 изображены на фиг. 1, но не на фиг. 11, так как разрез был выполнен на уровне упомянутых межзубьевых зазоров.

Оболочка 32 содержит на выходном конце внутреннюю кольцевую реборду 46, которая предназначена для размещения во внешней кольцевой канавке формы, дополняющей кольцо 14, эта канавка размещена непосредственно на входе сепаратора 16 подшипника. Первая оболочка 32, таким образом, простирается аксиально на наружной части кольца 14, расположенного на входе сепаратора подшипника. Как показано на фиг. 11, оболочка 32 имеет диаметр, близкий к диаметру сепаратора 16 подшипника.

Оболочка 32 содержит, кроме того, на выходном конце цилиндрическую реборду 48, ориентированную к входу, и которая образует желоб или кольцевую канавку пря приема и закрепления цилиндрической реборды 50, ориентированной к выходу второй оболочки 34. Первая оболочка 32 содержит, кроме того, на своей наружной поверхности кольцевую канавку для размещения эластичного уплотнения 52, которая предназначена для взаимодействия с внутренней поверхностью второй оболочки 34. Это уплотнение 52 может быть заключено в канавке оболочки 32.

Оболочка 32 является секторальной и образована секторами, предназначенными для размещения по окружности край в край. В представленном примере оболочка 32 содержит два сектора, при этом каждый сектор содержит полный зуб муфты 44 и два полузуба 44, расположенные на уровне окружных концов сектора. Каждый сектор содержит, кроме того, половину упомянутого уплотнения 52.

Вторая оболочка 34 имеет общую цилиндрическую форму и предназначена, в частности, для охвата сепаратора 16 подшипника и наружной выходной части первой оболочки 32. Оболочка 34 окружает с радиальным зазором (например, порядка 1,5 мм) сепаратор 16 подшипника для исключения любого контакта между подшипниками и внутренней поверхностью оболочки 34.

Оболочка 34 содержит на своем выходном (или входном) конце наружную кольцевую реборду, которая простирается в сторону входа головок винтов 18 и которая содержит на своей кольцевой выходной поверхности кольцевую канавку для приема эластичного уплотнения (56), предназначенного для опоры на головки винтов (18). Это уплотнение 56 может быть заключено в канавке оболочки 34. Оболочка 34 может опираться радиально внутрь на одну или несколько кольцевых поверхностей кольца 14. Оболочка 34 содержит на входном конце внешнюю кольцевую реборду 58 для осевой опоры короны 36.

Оболочка 34 является секторальной и образована секторами, предназначенными для размещения по окружности край в край. В представленном примере оболочка 34 содержит пять секторов, при этом каждый сектор содержит сектор упомянутого уплотнения.

Оболочки 32 и 34 выполнены, например, из стали.

Корона 36 имеет общую цилиндрическую форму и предназначена для охвата входной наружной части второй оболочки 34. Она содержит на своем входном (или верхнем) крае радиальный припуск, образующий соответственно наружную и внутреннюю кольцевые реборды, при этом внутренняя реборда 60 простирается на вход реборды 58 второй оболочки 34 и предназначена для осевой опоры на эту реборду 58.

Корона 36 выполнена в виде единой детали, например, из стали.

Крепежное кольцо 38 содержит кольцевой ряд выступающих внутрь выступов 62. Эти выступы 62 в количестве четырех равномерно распределены вокруг оси А. Каждый из них имеет угловую протяженность в 45° и они разделены между собой по окружности впадинами, которые имеют каждая угловую протяженность в 45° вокруг оси А. Эти выступы 62 видны на фиг. 1, но не фиг. 11, так как разрез был выполнен на уровне между упомянутыми междувпадинными прстранствами. Выступы 44 и 62 оболочки 32 и крепежного кольца 38 предназначены для взаимодействия между ними для монтажа с помощью выступов кольца 38 на оболочке 32.

Кольцо 38 предназначено для установки на внешней входной части оболочки 32 и для осевого размещения между выступами 44 оболочки 32, расположенными со стороны входа, и на входной стороне короны 36, расположенной на выходе.

Кольцо 38 содержит кольцевой ряд сквозных винтовых отверстий для ввинчивания винтов 64 со стороны входа, при этом свободные концы эти винтов 64 предназначены для осевой опоры на входной край короны 36 для ее нагружения в сторону выхода и сжатия, таким образом, второй оболочки второй оболочки 34 между короной и головками винтов 18.

Кольцо 38 содержит, кроме того, ручки 66 для захвата и управления инструментом 10, в данном случае эти две руцки связаны с входным краем кольца и диаметрально противоположны относительно оси А.

Установка инструмента 10 на кольце подшипника далее будет описана со ссылками на фиг. 2–10.

Первый этап способа соединения заключается в размещении упомянутого узла 12 (кольцо 12, сепаратор 16 подшипника с роликами и винты 18) на основании суппорта 20. Для этого узел 12 расположен коаксиально над основанием 20, расположенным горизонтально таким образом, что винты 18, размещенные на фланце, выровнены с отверстиями 28 основания 20 (фиг. 2). Узел 12 далее перемещается вдоль оси А к цоколю 20 до те пор, пока винты 18 не пройдут в отверстия 28 основания и фланец 24 не войдет в канавку 26 основания и упрется в его дно.

Защитное кольцо 30 далее надвигается на щетки кольца 14 (фиг. 3) перемещением кольца сверху вниз то тех пор, пока его реборда 40 упрется во входной или верхний край кольца.

Секторы первой оболочки 32 устанавливаются далее одна за другой на защитное кольцо 30 и кольцо 14 (фиг. 4 и 5). Для этого каждый сектор размещен радиально снаружи кольца 30 и радиально перемещен к кольцу до тех пор, пока его реборда 46 (не изображенная на фиг. 4 и 5) не войдет в соответствующую канавку кольца 14. Оболочка 32 удерживает аксиально кольцо 30 на кольце посредством своей реборды 42 и сама аксиально удерживается на кольце вследствие взаимодействия его реборды 46 с кольцом 14.

Секторы второй оболочки 34 далее устанавливают один за другим на первой оболочке и кольце 14 (фиг. 6 и 7). Для этого каждый сектор оболочки 34 размещен радиально снаружи первой оболочки 32 таким образом, чтобы реборда 50 оболочки 34 была расположена на входе реборды 48 оболочки 32. Оболочка 34 далее радиально перемещается внутрь до тех пор, пока радиально не упрется в оболочку 32, затем аксиально перемещается к выходу так, что ее реборда 50 входит в канавку, образованную ребордой 48 оболочки 32. Длины или осевые размеры реборд 48, 50 выбраны такими, чтобы они не мешали осевой опоре уплотнения 56 оболочки 34 на головки винтов 18. Точнее говоря, длина реборды 50 оболочки 34 меньше глубины или осевого размера канавки, образованной ребордой 48 оболочки 32 для того, чтобы осевой зазор держался при монтаже между свободным концом реборды и дном канавки. Кроме того, длина реборды 48 оболочки 32 ниже глубины или осевого размера канавки, определяемого ребордой 50оболочки 34 для того, чтобы осевой зазор при монтаже держался между свободным краем этой реборды и дном этой канавки. Эти зазоры обеспечивают сжатие оболочки 34 между короной 36 и головками винтов 18. Вследствие допусков изготовления входные или верхние головки винтов 18 не все являются плоскими. Инструмент 10 позволяет исправить этот недостаток с помощью уплотнения 56, которое предназначено для опоры на винтовые головки и компенсации разности осевых положений этих головок, при этом уплотнение более или менее сминается в соответствии с их осевыми положениями, которые изменяются, например, на несколько десятых долей миллиметра (IT=0,4 mm).

Корона 36 устанавливается далее на вторую оболочку 34 осевым перемещением сверху вниз (фиг. 8) до тех пор, пока ее реборда 60 аксиально не упрется в реборду 58 второй оболочки 34.

Крепежное кольцо 38 далее устанавливается выступами на крайнюю входную часть первой оболочки 32 (фиг. 9 и 10). Для этого кольцо 38 размещается коаксиально сверху первой оболочки 32 так, что выступы 62 аксиально выравниваются с впадинами между выступами оболочки 32 (фиг. 9). Кольцо 38 далее перемещается осевым передвижением сверху вниз до тех пор, пока оно не упрется в верхнюю часть короны 36. Выступы 62 кольца 38 располагаются, таким образом, ниже выступов 44 оболочки 32. Кольцо далее поворачивают вокруг оси А на угол 45° так, чтобы выступы 44, 62 были аксиально выровнены (фиг. 10). Кольцо 38, таким образом, удерживается аксиально сверху выступами 44 оболочку 32, которые располагаются сверху выступов 63 кольца.

Винты 64 завинчиваются, предпочтительно вручную, так, чтобы их свободные концы опирались на корону 36 и осуществляли давление вниз. Это будут вызывать осевой упор кольца 38 на выступы 44 оболочки 32 и, с другой стороны, осевое сжатие оболочки 34 между короной 36 и головками винтов 18, которые будут мешать перемещаться в процессе манипуляций инструмента.

Инструмент 10 позволяет распределить противодействия уходу винтов 18 в канавку кольца, в которую входит реборда 46 первой оболочки без риска матирования или царапания поверхностей канавки и сепаратора подшипника.

Перед установкой на вал турбомашины узел 12 может быть нагрет. Основание 20, изображенное на фиг. 1–11, содержит центральное отверстие для прохода нагревательных индукционных средств, как описано ранее. В варианте воплощения по фиг. 12 то же самое основание 20 (но перевернутое) использовано для нагрева узла 12, это основание устанавливается в печь вместе с узлом 12 и инструментом 10. Это основание 20 имеет общую форму цилиндрической чаши, при этом основание чаши предназначено для установки на плоскую поверхность, а верхняя периферия чаши содержит цилиндрическую опорную поверхность 72 для фланца 24 кольца 14.

Далее обратимся к фиг. 13–15, которые представляют этапы установки узла 12 на малый модуль 80 вала турбины турбомашины. Этот малый модуль 80 может, в частности, быть использован в цехе. Он содержит цилиндрическую часть 82, которая, по существу, связана посредине с частью 84, по существу, в форме усеченного конуса, содержащей кольцевую поверхность 86, ориентированную в сторону входа и в которой выполнены входные отверстия 88 для установки винтов 18 узла 12.

Первый этап, изображенный на фиг. 13, заключается в коаксиальном размещении инструмента 10 сверху (который обычно расположен так, что его продольная ось ориентирована горизонтально для того, чтобы винты 18 были аксиально расположены на одной линии с отверстиями 88 модуля 80. Инструмент 10 далее поступательно перемещается по оси к модулю до тех пор, пока винты 18 не войдут в отверстия 88 модуля и пока фланец 24 кольца не упрется в кольцевую поверхность 86 модуля (фиг. 14 и 15). Далее навинчивают гайки на резьбовые стержни винтов 18 и стягивают модуль. Инструмент 10 мот быть, таким образом, снят, как будет далее детально описано.

Фиг. 16 и 18 изображают этапы монтажа узла 12 на большом модуле 90 вала турбины турбомашины, этот большой модуль 80 представляет собой реальную техническую среду в условиях ремонта. Большой модуль 80 содержит малый модуль, как описано выше, на верхнем конце которого закреплены кольцевые детали 92. Эти детали 92 включают, в частности, внутренние кольцевые щетки (не изображенные), которые должны быть защищены в процессе монтажа узла 90. Для этого съемный кольцевой защитный элемент 94 вставляется в детали 92, этот элемент, закрывает упомянутые щетки, но не мешают монтажу узла 12 на модуле 90.

Этапы монтажа узла 12 на большом модуле 90 с помощью инструмента 10 (фиг. 17 и 18) являются такими же, что описаны выше со ссылками на фиг. 13–15.

Фиг. 19–22 представляют этапы разборки или демонтажа инструмента.

На фиг. 19 винты 64 крепежного кольца 38 были отвинчены и кольцо было повернуто на 45° вокруг оси А для того, чтобы иметь возможность вынуть оболочку 32 путем осевого перемещения вверх. Далее корона 36 удаляется путем осевого перемещения вверх (фиг. 20) и секторы второй оболочки 34 удаляются один за другим. Секторы первой оболочки 32 удаляются один за другим (фиг. 21), затем удаляется защитное кольцо 30 осевым перемещением вверх. Защитный элемент 94 также удаляется осевым перемещением вверх (фиг. 22). По меньшей мере, часть этапов удаления деталей инструмента 10 и элемента 94 может быть выполнена с помощью другого инструмента, такого как щипцы.

Фиг. 23 изображает набор 100 для осуществления упомянутых этапов. Этот набор 100 содержит чемоданчик 102 для размещения и хранения различных деталей описанного выше инструмента 10. Чемодачик содержит коробку 104 и крышку 106 для закрывания коробки, при этом коробка содержит пенопластовый блок 108 с пустотами, образующими камеры для размещения различных деталей инструмента. Блок 108 образует отсек для размещения суппорта основания 20, отсек для размещения каждого сектора второй оболочки 34, отсек для размещения каждого сектора первой оболочки, отсек для размещения короны, отсек для размещения защитного кольца 30, отсек для размещения крепежного кольца 38 и отсек 110 для размещения щипцов (не изображенных) для демонтажа инструмента 10.

Изобретение относится к инструменту для монтажа узла турбомашины, состоящего из внутреннего кольца подшипника и сепаратора подшипника с роликами и винтами для удержания узла в турбомашине. Инструмент (10) имеет: кольцо (14), выполненное с дорожкой качения для роликов, а конец узла (12) выполнен с наружным кольцевым фланцем (24) с отверстиями для прохода винтов (18), который содержит первую цилиндрическую секторную оболочку (32) для закрывания наружной части кольца (14), выполненную с возможностью осевого удержания на кольце (14) средствами (46) осевого удержания; вторую цилиндрическую секторную оболочку (34) для закрывания сепаратора подшипника и наружной части первой оболочки (32) и для осевой опоры на головки винтов (18), имеющих возможность размещения в отверстиях фланца (24), цилиндрическую оболочку (36) для охвата по меньшей мере частично второй оболочки (34), на которой установлены с упором средства (60) осевой опоры второй оболочки (34); крепежное кольцо (38), которое установлено между средствами (44) осевого удержания конца первой оболочки (32) и оболочкой (36); средства (64) осевого удержания на оболочке (36) и осевого сжатия второй оболочки (34) между средствами опоры оболочки (36) и головками винтов (18), имеющих возможность размещения в отверстиях фланца (24). Технический результат заключается в повышении простоты и легкости в использовании. 3 н. и 9 з.п.ф-лы, 23 ил.

1. Инструмент (10) для монтажа узла (12) турбомашины, состоящего из внутреннего кольца (14) подшипника и сепаратора (16) подшипника с роликами и винтами (18) для удержания узла (12) в турбомашине, при этом кольцо (14) выполнено с дорожкой качения для роликов, а конец узла (12) выполнен с наружным кольцевым фланцем (24) с отверстиями для прохода винтов (18), который содержит первую цилиндрическую секторную оболочку (32) для закрывания наружной части кольца (14), выполненную с возможностью осевого удержания на кольце (14) средствами (46) осевого удержания, вторую цилиндрическую секторную оболочку (34) для закрывания сепаратора подшипника и, по меньшей мере, наружной части первой оболочки (32) и для осевой опоры на головки винтов (18), имеющих возможность размещения в отверстиях фланца (24), цилиндрическую оболочку (36) для охвата, по меньшей мере, частично второй оболочки (34), на которой установлены с упором средства (60) осевой опоры второй оболочки (34), и крепежное кольцо (38), которое установлено между средствами (44) осевого удержания конца первой оболочки (32) и оболочкой (36) и содержит средства (64) осевого удержания на оболочке (36) и осевого сжатия второй оболочки (34) между средствами опоры оболочки (36) и головками винтов (18), имеющих возможность размещения в отверстиях фланца (24).

2. Инструмент (10) по п.1, отличающийся тем, что средства (44) осевого удержания конца первой оболочки (32) выполнены в виде выступов (44) для взаимодействия с выступами (62) крепежного кольца (38) для осевого монтажа кольца (38) на наружной части оболочки (32) и для осевого удержания кольца (38) при повороте на заданный угол относительно первой оболочки (32).

3. Инструмент (10) по п.1 или 2, отличающийся тем, что первая оболочка (32) содержит по меньшей мере одно эластичное кольцевое уплотнение (52) для взаимодействия со второй оболочкой (34) и/или вторая оболочка (34) содержит на конце эластичное кольцевое уплотнение (56) для опоры на головки винтов (18).

4. Инструмент (10) по п.1 или 2, отличающийся тем, что внутреннее кольцо (14) подшипника содержит на наружной части внешние кольцевые щетки (22) лабиринтного герметичного уплотнения, при этом инструмент (10) содержит защитное кольцо (30) для охвата щеток (22), причем кольцо (30) окружено и аксиально блокировано первой оболочкой (32).

5. Инструмент (10) по п.1 или 2, отличающийся тем, что первая оболочка (32) выполнена с кольцевой канавкой для приема цилиндрической реборды (50), контактирующей со второй оболочкой (34).

6. Инструмент (10) по п.1 или 2, отличающийся тем, что средство (60) осевой опоры оболочки (36) выполнено в виде внутренней кольцевой реборды (60), размещенной на конце оболочки (36) между концом (58) второй оболочки (34) и крепежным кольцом (38).

7. Инструмент (10) по п.1 или 2, отличающийся тем, что крепежное кольцо (38) содержит осевые резьбовые отверстия для установки средства (64) осевого удержания в виде винтов (64), свободные концы которых выполнены с аксиальным упором в сторону оболочки (36), при этом плотно свинченные винты (64) выполнены с возможностью давления на оболочку (36) и обеспечивает сдавливание второй оболочки (34) между оболочкой (36) и головками винтов (18), при этом крепежное кольцо (38) содержит, при необходимости, средства захвата инструмента выполненные в виде двух ручек (66), установленных диаметрально противоположно относительно продольной оси (А) инструмента (10).

8. Инструмент (10) по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит основание (20) суппорта узла (12) и набор различных деталей инструмента (10), причем цоколь основания (20) имеет кольцевую поверхность в качестве опоры для фланца (24) кольца (14) и отверстия (28) для прохода винтов (18).

9. Способ монтажа узла (12) турбомашины, состоящего из внутреннего кольца (14) подшипника и сепаратора (16) подшипника с роликами и винтами (18) для удержания узла (12) в турбомашине с помощью инструмента (10) по одному из пп.1-8, который включает следующие этапы:

с) устанавливают секторы первой оболочки (32) на кольцо (38),

d) устанавливают секторы второй оболочки (34) на кольцо (38) и на первую оболочку (32),

е) размещают оболочку (36) на второй оболочке (34), при этом:

f) при размещении кольца (38) на первой оболочке (32) его устанавливают на первую оболочку (32) путем осевого сдвигания с первой оболочки (32), затем его поворачивают на заданный угол вокруг продольной оси (А) инструмента (10),

g) производят осевое сжатие второй оболочки (34) между оболочкой (36) и головками винтов (18),

j) размещают инструмент (10) и кольцо (38) на валу (80) турбомашины путем осевого перемещения упора оси в кольцевую поверхность (86) вала (80), и до прохода винтов (18), размещенных в отверстиях фланца (24) через отверстия (88) в поверхности (86),

к) завинчивают гайки на свободных концах винтов (18), и

1) производят демонтаж инструмента (10).

10. Способ по п.9, включающий по меньшей мере один этап:

a) перед этапом с) размещают узел (12) вертикально на удерживающем цоколе (20) для прохода винтов (1.8), размещенных в отверстиях фланца (24), через отверстия (28) цоколя,

b) размещают защитное кольцо (30) на щетках (22) кольца,

и между этапами g) и j) - h) производят нагрев путем размещения в печи узла (12) с его основанием (20) и с кольцом (30) или индукцией посредством элемента, который проходит сквозь инструмент (10) по оси его и кольца (30) через центральное отверстие основания (20), и

i) удаляют инструмент (10) из основания (20).

11. Набор (100) для монтажа узла (12) турбомашины, состоящего из внутреннего кольца (М) подшипника и сепаратора (16) подшипника с роликами и винтами (18), способом по п.9, размещенный в кейсе для хранения, имеющем корпус, который включает первую и вторую оболочку (32, 34), оболочку (36) и крепежное кольцо (38).

12. Набор (100) по п.11, отличающийся тем, что он содержит защитное кольцо (30), основания суппорта (20) и инструмента (10) для индивидуального демонтажа секторов второй оболочки (34).