Корпус ротора, способ сборки корпусаРОТОРА и уСТРОйСТВО для ЕгООСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК F16C29/04 

Изобретение относится к машиностр ению и мбжет быть.использовано при изготовлении и сборке корпусов много опорньк роторов. ; Известен корпус ротора, содержа:Щий последовательно соединенные кор пусные кольцевые детали, часть из ко торых содержит опоры ротора TL . Изьестен способ сборки корпуса ротора, заключающийся в последовательной вертикальной установке корпусных кольцевых деталей на стапеле, контроле положения осей опор ротора и компенсации отклонений осей опор, т.е. переборке корпуса ротора . Для осуществления известного способа при меняют устройство (стапель), содержеидее установленную на станине колонну с горизонтальной траверсой 2 К недостаткам известных устройств и способа следует отнести низкую точ ность установки осей опор, нарушение установленного положения осей опор при переборке корпуса ротора, необходимость изготовления деталей с мапьми допусками и большую трудоемкост сборки. Цель изобретения - повыиение точности относительной установки осей опор. указанная цель достигается тем, что в корпусе ротора, содержащем последовательно соединенные корпусные кольцевые детали, часть из которых содержит опоры ротора, на опорах со стороны установки последующей детали выполнены базовые поверхности. Одна из базовых поверхностей плоская и перпендикулярна к оси опоры ротора. Другая базовая поверхность коническая и соосна цилиндрической поверхности опоры ротора. Угол конуса на всех опорах одинаков. В способе сборки корпуса ротора, включающем операции последовательной вертикальной установки корпусных кольцевых деталей на стапеле, контроля положения осей опор ротора и ксжпенсации отклонений осей опор, установку первой детали, имеющей опору ротора, осуществляют, совмещая ось первой опоры с осью шпинделя стапеля и фиксируя ее положение. Последующие детали, содержащие опоры ротора, вместе с введенным в них ротором прижимают базовыми поверхностями шпинделя стапеля. При этом (сонтроль и компенсацию отклонений реей опор ротора осуществляют после

установки каждой корпусной детали, содержащей опору ротора.

Устройство для осуществления способа снабжено столом, который смонтирован на станине и имеет возможность регулируемого пространственного перемещения. На траверсе размещен конический шпиндель, с навернутой на него втулкой и прижимным механизмом. Угол наружного конуса шпинделя равен углу конуса базовой конусной поверхности корпусных кольцевых деталей. Нижний торец втулки, навернутой на шпиндель, перпендику, лярен оси конуса шпинделя. На столе и на траверсе стапеля установлены на одинаковом расстоянии от вертикальной оси шпинделя оптические измерительные приборы.

На фиг, 1 изображен корпус с размещенным, в нем ротором, разрез; фиг. 2 - корпусная кольцевая деталь, содержащая опоры ротора, разрез; фиг, 3 - устройство (стапель) для осуществления способа сборки кЬрпуса ротора, общий вид; фиг, 4 - первая корпусная, кольцевая деталь, содержащая опору ротора, на стапеле, разрез фиг, 5 - схема сборки корпуса ротора

Корпус ротора содержит корпусные кольцевые детали. Часть из них (1-4) им еет-опоры ротора, другие (5-6) являются промежуточными между корпусными деталями с опорами, В опорах установленротор 7,

На опорах корпусных кольцевых де-, талей 1-4 со стороны установки последующих деталей выполнены базовые поверхности, а именно плоская 8 и, например, на закрепленной в центральной части опоры втулке 9 коническая 10, Плоская базовая поверхность 8 перпендикулярна к оси опоры. Коническая базовая поверхность 10, соосна внутренней цилиндрической поверхности 11 опоры. Угол конуса С базовых поверхностей на всех опорах одинаков

Базовые поверхности могут совпадать с другими функциональными поверхностями опоры, т, е не быть явно выраженными,

При этом обязательно должны выполняться требования по точшости обработки и контактной прочности. Кроме тоги, базовые поверхности не должны бытА ,закрыты другими частями корпуса от соответствующих им поверхностей шпинделя стапеля.

Сборку корпуса ротора осуществляют с помощью устройства, для его сборки - стапеля. Стапель состоит из горизонтальной станины 12, на которой установлена вертикальная колонна 13, На колонне установлена траверса 14, которая может перемещаться относительно колонны в осевом и угловом направлениях и снабжена устройством для фиксации ее положений относитель но колонны, В траверсе закреплен полый вертикальный шпиндель 15, внутренняя поверхность которого выполнена конической (поверхность 16) под оптический измерительный прибор. Нал ружная поверхность шпинделя выполнена конической (поверхность 17) с .углом, равным углу базовых конических поверхностей 10 опор. , Конические поверхности 16 и 17 коцентричны друг другу. На шпиндель навернута втулка 18, Нижняя торцовая поверхность. 19 втулки перпендикулярна оси конуса. Поверхности 17 и 19 являются базовыми поверхностями шпинделя ,

На станине смонтирован горизонтальный суппорт 20, обеспечивающий перемещение установленного н нем стола 21 в Двух взаимно перпендикулярных направлениях. Стол снабжен устройством, позволяющ.им наклонять его под углом к горизонту в любом направлении относительно центра, расположенного на продолжении оси шпинделя. Суппорт и стол снабжены устройством для плавных перемещений и Фиксаций их в любом положении.

Оптический прибор 22, например зрительная труба коллиматора, ось которого параллельна оси шпинделя,, установлен на столе с помощью устройства, позволяющего плавно регулировать положение его оси по отношению к столу и фиксировать положения.

На траверсе закреплен другой оптический прибор 23, например коллиматор, имеющий шкалы для измерения линейных и угловых смещений осей. Оси оптических прибОЕ ов 22 и 23 находятся на одинаковом расстоянии от оси шпинделя, т,е, приборы образуют параллельную оси шпинделя оптическую систему. Траверса снабжена прижимным механизмом 24, который служит для равномерного прижатия корпусных кольцевых деталей с опорами к базовым поверхностям 17 И 19 шпинделя. Прижимной механизм 24 выполнен, например, в виде трех шарнирных захватов , штоки которых установлены в гидравлических цилиндрах одинакового диаметра, ....

Сборку корпуса ротора осуществляют следующим образом.

На столе 21 стапеля устанавливают и закрепляют корпусную кольцевую деталь 1, имеющую опоры. Базовые поверхности 8 и 10 ее должны быть направлены в сторону шпинделя. Ось опоры принимают за базовую, С помощью оправки 25, центрируя ее по базовым поверхностям опорл, в последнюю устанавливают вертикально измерительный оптический прибор 26, например зрительную трубу коллиматора. Для обеспечения прилегания базовых поверхностей оправки 25 и опоры 1 регулируют положение резьбовой втулки 27 оправки. Во внутреннем отверстии шпинделя 15 устанавливают другой оп тический прибор 28, например коллиматор. Его центрируют по внутренней конической поверхности 16 шпинделя с помощью оправки 29. Приборы 26 и 28 образуют основную оптическую сиетему стапеля. По конструкции они аналогичны приборам 22 и 23. Путем изменения пространственного положения стола 21 и траверсы 14 обеспечивают совпадение оси базовой опоры с осью шпинделя. Это положение фиксируют приборами 22 и 23. Затем вынимают оправки 25 и 29 вместе с приборами . Смещают траверсу 14 и стол 21 относительно друг друга так, чтобы обе спечить установку следующей корпусно кольцевой детали 5 на первую, установку ротора 7 в первую опору, а так же второй корпусной детали 2, имеющей опору. Корпусную кольцевую деталь 2 с опорой на детали 5 не закре ляют. Траверсу 14 и стол 21 возвраща ют в исходное положение, контролируя последнее при помощи параллельной оптической системы, то есть с помощь приборов 22 и 23. Подводят шпиндель 15 к корпусной кольцевой детали 2 со второй опорой и прижимают, деталь 2 с помощью прижимного механизма 24 к шпинделю таким образом, чтобы базовы поверхности шпинделя и опоры совместились. Этим принудительно обеспечивается относительное положение осе опор корпусных кольцебых деталей 1 и 2. Все погрешности изготовления корпусных деталей 1, 2 и 3, влияющие на положение осей первой и второй опор, отражают :я на ориентации незакреплен ной относительно детали 5 корпусной кольцевой детали 2. Компенсируют погрешности ориентац поверхностей соприкосновения деталей и 2. Осевое смещение компенсируют.оп канием детали 2 за счет вертикальног перемещения траверсы 14,угловое несо падение J3 - компенсаторами 30, например клиновыми шайбами, а радиальное смещение - за счет необходимых радиальных зазоров 31 по фиксирующим буртам. Затем закрепляют корпусную кольцевую деталь 2 со второй опорой относительно корпусной кольцевой детали 5, после чего поднимают траверсу 14 и с помощью основной оптической системы уточняют положение оси базовой опоры, установленной ранее, по отношению к оси конуса шпинделя, В случае необходимости делают поправки. Аналогичным образом устанавливают заданное относительное положение осей других опор ротора. По сравнению с известным в предла гаемом способе повьшается точность установки и одновременно сокращается трудоемкость сборки машины, увеличивается ресурс работы подшипников. Формула изобретения 1. Корпус ротора, например, газотурбинного двигателя, содержащий последовательно соединенные кольцевые детали, часть из которых имеет опоры ротора отличающийся тем, что, с целью повышения точности относительной установки осей опор, на опорах со стороны установки последующей детали выполнены базовые поверхности, одна из которяых плоская и перпендикулярна к оси опоры ротора, а другая коническая, соосная цилиндрической поверхности опоры ротора, при этом угол конуса на всех опорах одинаков. 2. Способ сборки корпуса ротора, заключающийся в последовательной вертикальной установке корпусных кольцевых деталей на стапеле, контроле положения осей опор ротора и компенсации отклонений осей,отличающийся тем, что установку первой детали, имеющей опору ротора, осуществляют, совмещая ось первой опоры с осью шпинделя стапеля, фиксируют ее положение, последующие детали с опорами с введенным в них ротором прижимают базовыми поверхностями к соответствующим базоВ1ал поверхностям,,шпинделя стапеля, а контроль и компенсацию отклонений производят после установки каждой корпусной детали с опорой. 3.. Устройство для осуществления способа по п. 2, содержащее-установленную на станине колонну с горизонтальной траверсой, отлич ающее с я тем, что оно снабжено смонтированным на станине с возможностью регулируемого пространственного перемещения столом, размещенным на траверсе коническим шпинделем с навернутой на него втулкой и прижимным механизмом, а также оптическими измерительными приборами, укрепленными на столе и траверсе на равном расстоянии от вертикальной оси шпинделя, при этом угол наружного конуса шпинделя равен углу конуса базовой конусной поверхности.. корпусных кольцевых деталей, а нижний торец втулки перпендикулярен оси конуса шпинделя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Орлов П.И. Основы конструирования, кн.2. М., Машиностроение, 1972, с.6,7, 2.Беликов В.Н. и др. Сборка авиационных двигателей. М., Машиностроение, 1971, с. 44, 185.

8

.3 10

Л

гг