Изобретение относится к способам динамического уравновешивания роторов турбомашин со сменными лопатками, основанным на взвешивании лопаток, занесении полученных данных в таблицу, определении положения и величины вектора неуравновешенности ротора с иснользованием данных таблицы.
В настояш,ее время уравновешивание роторов лопаточных турбомашин производится снятием металла с их деталей или постановкой специальных грузов, для чего в конструкции роторов предусматривают изготовление выступов для съема металла, выполнение резьбовых отверстий в их деталях и, наконец, изготовление специальных деталей - фланцев, необходимость которых вызвана только этим способом динамического уравновешивания.
Описываемое изобретение состоит в том, что, с целью упрошения технологии уравновешивания путем отказа от применения переставных грузов или снятия излишнего металла, взвеипгванием определяют весовые моменты лопаток относительно их оси вращения в грамм-сантиметрах, составляют по этим данным круговую диаграмму, отображающую распределение весовых моментов по венцу ротора, и по разностям весовых моментов производят перестановку лопаток, добиваясь требуемого уравновешенного состояния ротора турбомашины путем симметричного расположения лопаток относительно плоскости, перпендикулярной к вектору неуравновешенности на круговой диаграмме.
Второй особенностью предлагаемого способа динамического уравновешивания роторов турбомашин является то, что, с целью сокращения времени уравновешивания, лопатки, не закрепленные в пазах замками, доводят до упора при помощи подпружинеиного роликового прижима в процессе обкатываипя последнего по вращающемуся роторному диску
№ 107708- 2 -
для фиксации лопаток в этом положении центробежными силами, прижимающими их к закраинам пазов.
На фиг. 1 изображена установка для определения весовых моментов лоиаток, представляющая собой весы, у которых одна из чаш заменена головкой для крепления лопатки; на фиг. 2 - таблицы (круговые диаграммы) распределения весовых моментов лопаток, установленных в данном диске турбины, например, первой и второй ступени турбины; на фиг. 3 - роликовый прижим; на фиг. 4 - инструмент - планшет; на фиг. 5 - втулка осевого привода.
В качестве примера для объяснения способа уравновешивания роторов используется установка для определения весовых моментов лопаток газовой турбины, рассчитанная для определения весовых моментов первой и второй ступени (фиг. 1). На чаше весов устанавливаются грузы с клеймом моментов в грамм-сантиметрах (гсм, а на держателе а креантся лопатка. Правое плечо установки должно быть равно радиусу данной степени данного двигателя. Например, при положении головки держате, а на штифтах /-/ - вторая ступень, а на штифтах //-/-первая ступень.
Определение весового момента производится уравновешиванием грузами момента, создаваемого лопатками, а результат заносится в таб.п-щы-диаграммы (фиг. 2).
Нри уравновешивании ротора турбины перестановкой лопаток необходимо стрелтится к тому, чтобы это уравновешивание было дсьстигнуто за счет минимального количества переставленных лопаток (1-3 пары). Подбор переставленных лонаток должен производиться по разности их весовых моментов, которая должна быть равной
ЛЖ -.
где: Т - величина неуравновешенности ротора в гсм в нлоскости диска; у - центральный угол между радиусами-векторами переставленных лопаток.
Следовательно, при уравновешивании ротора перестановкой противоположных или ближайнн-ix к ним лопаток потребная разность их весовых моментов до.:жна быть равной половине неуравновешенности )отора по диску турбины -- 0,5 Т.
Роликовый прижим (фиг. 3), состоящий из рОогика / с резиновым кольцом, вилки 2, пружины 3, ручки 4, устанавливается на кожухе 5 ба.1ансировоч 1ой машины и предназначается для постановки всех лонаток турбины на упорный «ус в процессе динамического уравновешивания, что улучишет качество уравновешивания ротора. В процессе проведения динамического уравновешивания |)оликовый прижим подводят к ротору только в начале разгона ротора, сразу же после запуска машины в течение времени, пока ротор сделает несколько оборотов.
Ролик / обкатывается по вращающемуся диску и устанавливает лопатки без значительных усилий, поэтому его следует подводить к ротору без СИ.ТЫЮГО прижнма, во избежание быстрого износа резинового кс.льца.
Для полного устранения влняния осевого привода ба.тансировочной машины предусмс трен нривод (фиг. 5), который в сочетании с сунюсгвую цими э.ластичными муфтами нозволяет быстро ввести в зацепление привод с ротором, а также отсоединить ротор от привода и повернуть его относительно всех элементов привода. Д.пя этого испо.чьзуется конструкция ведущей втулки 6 роторов турбин.
о 2sinДля поворота ротора относительно привода следует нажать на штырь фиксирующей втулки 7, повернуть фиксирующую втулку до совпадения ее выступов со шлицами вала, сместить ведущую втулку в сторону дисков турбины, чем вывести ее из зацепления с осевым приводом, после чего нужно повернуть ротор па 180° и вновь ввести в зацепление ведущую втулку с приводом. Далее можно производить запуск машины и производить проверку влияния привода.
Таким образом, крутящий момент передается ii.vTpeiniee кольцо подшипника 8 на диск 9 со шлицами, далее через шлицы 10 к ведущей щлицевой втулке 6, а от нее па Ba.i турбииы.
Рассоединением ведущей шлицевой вту.ткн 6 и диска 9 со шлицами отсоединяют ротор от привода.
Ниже приводится пример рационального выбора переставляемых лопаток и распределения весовых лопаток, устанавливаемых в заданном диске турбины.
Пусть, например, ротор турбины имеет в плоскости диска неуравновешенность, равную 90 гсм и легкое место находится в раднальной плоскости, нроходящей через наз диска Л 5.
ЕСЛИ в противоположном пазу № 49 или в ближайших, .чапример ХоХо 50 и 48 находится такая лопатка, у которой весовой момент больше весового момента лопатки № 15 или ближайших №jM 14 и 16 на
-- 45 гсм, т. е. 170-125 45 гсм, то от нсрестанозки такой пары
лопаток ротор уравновешивается.
Если в радиальной плоскости засположения HeyiJaBiioBeiiieimoiriH нет таких лопаток, перестановка которых может урагзповесгггь ротор., то подбирают другую пару лопаток, расположенных вне пло.-;;ости неуравновешенности (фиг. 2). При этом для у.чучшения качества подбора выбирают такие лонатки, которые расположены симметрично относительно плоскости NN, иернендикулярной к вектору неуравновешсииости 7, так как только такая пара лопаток дает при перестановке равнодействующую, противоноложно направленную неуравновешенноеги ротора. Примеры таких пар лопаток помечены знаками - О-0: 00-00 и т. д.
В целях сокращения времени на у)а1511овенн.шанис ротора, а также числа запускоз машины, ожидаемый резу.1ьтат от намеченных к пеПестановке лопаток следует проверять с помощью ннструме|;т;.-план11;ста (фиг. 4).
Рассмотрим ирием по.льзования планн.етом на том же примере, ао когда среди противоноложных лопаток нет таких лопаток, которые удовлетворяют при их перестановке условию, обеспечивающему уравновешенность ротора, тогда, установив острие суммарной нлсалы планшета против черты «15, закрепляют ее в этом ноложении винтом.
Пользуясь заполненной таблицей весовых моментов лопаток, выбирают пару лопаток симметрично расположенных относительно лопатки № 31 или ° 66, которые, в свою очередь, перпендикулярно установлены к лопатке № 15. Пусть лопатка № 23 легче лопатки Х 40 на 70 гсм.
Установив шкалу планшета «легкая лопатка в положение «23 по диску, передвигают движок по этой шкале до черты «70 и онределяют величину суммарной неуравновешенности, получаемой от перестановки лопаток 23 и № 40, равную 90 гсм, что и требовалось.
Следовательно, перестановка этой пары лопаток уравновешивает ротор. Можно произвести перестановку лопаток и проверочный запусю машины.
107708
Подбор лопаток для приведенного примера может быть рационален также и для следующих пар № 22-№ 41, № 21-№ 42 и т- д., а также для лопаток, симметрично расположенных относительно лопатки № 66, т. е. jYo 67-Л1Ь 65, № 68-№ 63, № 59-№ 4 и т. д. Выбор лопаток, следовательно, большой, и практически ротор может быть уравнсзешен пеоестановкой одной, двух и максимум трех пар лопаток.
Предмет изобретения
1.Способ динамического уравновешивания роторов турбомашин со сменными лопатками, основа«ный на взвешивании последних, занесении полученных данных в таблицу, определении положения и ве ичины вектора неуравновешенности ротора и производстве балансировки ротора с использованием данных таблицы, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса уравновещивания нутем отказа от применения уравновешивающих грузов (балансировочных пробок) или от снятия излишнего металла, при указанном взвешивании определяют весовые моменты (в грамм-сантиметрах) лопаток относительно их оси вращения, составляют но этим данным круговую диаграмму, отображающую распределение весовых моментов по венцу ротора, и по разностям весовых моментов производят перестановку лопаток, добиваясь требуемого уравновешенного состояния ротора турбомашины нутем симметричного расположения лопаток относительно плоскости, перпендикулярной к вектору неуравновешенности на круговой диаграмме.
2.Способ динамического уравновешивания ротора трубомашин по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени уравновешивания, лопатки, не закрепленные в пазах замками, доводят до }пора при помощи подпружиненного роликового прижима в процессе обкатывания последнего по вращающемуся роторному диску для фиксации лопаток в этом положении центробежными силами, г рижимающимн их к закраинам пазов.
..Ш77..,
f:, .С Ч
