Валоповоротное устройство

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции паровых и газовых турбин, а более конкретно к валоповоротному устройству, предназначенному для исключения искривления ротора при остановке турбины. Цель изобретения - повышение надежности работы валоповоротного устройства путем усовершенствования механизма включения ведущей шестерни за счет применения двухконической муфты, обеспечивающей безударный ввод зубьев в момент зацепления. Цель достигается тем, что в конструкции валоповоротного устройства машины, например газовой турбины, содержащего приводной двигатель, редуктор с осевым и окружным перемещением вала, ведомую и ведущую шестерни, закрепленные соответственно на валах машины и редуктора, и механизм включения ведущей шестерни, согласно изобретению механизм включения ведущей шестерни выполнен в виде двухконической муфты, наружная обойма которой при включении-выключении ведущей шестерни удерживается от окружного вращения подпружиненными роликами, закрепленными на корпусе редуктора и входящими в осевые пазы на поверхности муфты. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции паровых и газовых турбин, а более конкретно к валоповоротному устройству, предназначенному для исключения недопустимого прогиба ротора при останове турбины.

Известно тормозное устройство в виде муфты сухого трения [1], предназначенное для торможения вращательного движения вала, точнее поглощения кинетической энергии колеблющегося вала. Недостатком данного тормозного устройства является отсутствие осевого компенсатора и наружной вращающейся обоймы, обеспечивающих плавность и надежность включения подвижной шестерни.

Известно валоповоротное устройство для привода тяжелого ротора газовой турбины [2] , выбранное в качестве прототипа, содержащее электродвигатель, понижающий редуктор, зубчатую пару, ведущая коническая шестерня которой вводится в зацепление с коническим колесом ротора турбины посредством винтовой передачи и тормоза механизма включения ведущей шестерни. Тормоз выполнен в виде диска увеличенного диаметра, посаженного на свободный конец ходового винта ведущей шестерни. При введении в зацепление шестерни вращение диска тормозится двумя подпружиненными роликами, ось вращения которых расположена касательно к направлению вращения диска. Как показала практика, тормоз механизма включения шестерни не обеспечивает плавности включения и надежного осевого перемещения шестерни из-за большой разности моментов трения в трех парах трения: тормозе диска, винтовой паре и зубьев шестерен конической передачи в случае их натыкания друг на друга.

Недостатком указанного валоповоротного устройства является отсутствие гибкой кинематической связи, обеспечивающей автоматическое перераспределение движений в зубчатой паре в зависимости от величины сопротивления введению ведущей шестерни.

Целью изобретения является повышение надежности работы валоповоротного устройства путем усовершенствования механизма включения ведущей шестерни за счет применения двухконической муфты, обеспечивающей безударный ввод зубьев в момент зацепления.

Цель достигается тем, что в предлагаемой конструкции валоповоротного устройства машины, например газовой турбины, содержащего корпус, приводной двигатель, pедуктор с ходовым винтом, ведущую шестерню, установленную на конце ходового винта, механизм включения ведущей шестерни, связанный со свободным конусом винта, и подпружиненные ролики, закрепленные на корпусе с возможностью взаимодействия с одним из элементов механизма включения ведущей шестерни и фиксации его от вращения при нерабочем положении винта и выхода из взаимодействия при рабочем положении винта, с целью повышения надежности путем повышения плавности включения механизм включения ведущей шестерни выполнен в виде двухконической муфты, наружная обойма которой является элементом, имеющим возможность взаимодействия и выхода из взаимодействия с роликами.

На фиг.1 показано валоповоротное устройство газовой турбины в нерабочем положении; на фиг.2 - оно же в рабочем положении; на фиг.3 - сечение А-А на фиг. 1 - подпружиненные ролики; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2 - приводной двигатель и понижающий редуктор.

Валоповоротное устройство содержит электродвигатель 1, соединенный с понижающим редуктором 2, через тихоходный вал которого пропущен ходовой винт 3 винтовой передачи 4, несущий на одном конце ведущую шестерню 5, на другом тормоз механизма включения-выключения, состоящий из двух подвижных вдоль оси ходового винта 3 конических полумуфт 6, прижатых установленными между ними пружинами 7 к коническим поверхностям обоймы 8. Осевое движение обоймы 8 по ходовому винту 3 ограничено упорами 9 (фиг.1).

В нерабочем положении в осевые пазы 10 обоймы 8 входят подпружиненные ролики 11, закрепленные в корпусе 12. Конические полумуфты установлены на ходовом винте 3 соосно посредством подвижного соединения 13, выполненного, например, шестигранным, обеспечивающего им возможность не только передавать крутящий момент, но и перемещаться при этом за счет зазора 14 в осевом направлении. Профильное подвижное соединение 13 обеспечивает в рабочем положении, т. е. при отсутствии воздействия подпружиненных роликов 11 на наружную поверхность обоймы 8, возможность вращаться муфте за одно целое с ходовым винтом 3.

Валоповоротное устройство работает следующим образом.

Валоповоротное устройство имеет три режима работы: включение, вращение ротора и выключение.

В режиме включения вращающимся электродвигателем 1 (фиг.4) при посредстве понижающего редуктора 2, винтовой передачи 4 и двухконической муфты ведущая шестерня 5 движется в сторону ведомой шестерни 15 вместе с ходовым винтом 3. Перемещение ходового винта 3 посредством винтовой передачи 4 возможно при условии, что тормозной момент в муфте больше момента трения в винтовой передаче 4. Для этой цели на наружной обойме 8 предусмотрены неглубокие осевые пазы 10, препятствующие вращению обоймы и вместе с тем позволяющие ей перемещаться в осевом направлении совместно с ходовым винтом 3, так как ось вращения роликов 11 расположена касательно к направлению вращения муфты.

В случае натыкания зуба ведущей шестерни 5 на зуб ведомой шестерни 15 благодаря тому, что момент трения в коническом соединении полумуфт 6 и обоймы 8 больше момента трения в винтовой паре и меньше момента трения подпружиненных роликов 11 и обоймы 8, происходит медленное поворачивание электродвигателем 1 зубьев ведущей в шестерни 5 до совпадения с впадиной ведомой шестерни 15. За счет осевой составляющей силы в винтовой передаче 4 в момент совпадения зуба с впадиной происходит достаточное осевое смещение зуба для зацепления пары. Способствует плавному безударному зацеплению воздействие на ходовой винт 3 дополнительного импульса в момент зацепления пары от поджатия полумуфт 6, за счет осевого зазора между полумуфтами 6, движение которых по ходовому винту 3 ограничено упорами 9.

Дальнейшее движение ходового винта 3 до полного зацепления пары происходит путем удержания от вращения ведомой шестерни 15 за счет трения в подшипниках тяжелого ротора турбины.

В конечном положении ведущей шестерни 5 или в режиме вращения ротора муфта вращается вместе с ходовым винтом 3 (фиг.2), не взаимодействуя с обоймой 8.

Обратное движение ведущей шестерни 5 или в режиме выключения осуществляется включением электродвигателя 1 на обратное вращение.

Перед выходом из зацепления ведущей шестерни 5 подпружиненные ролики 11 наезжают на наружную поверхность обоймы 8 при непопадании их в осевые пазы 10 обоймы 8 (фиг.3).

Так как момент трения подпружиненных роликов 11 о поверхность обоймы 8 меньше момента трения конических полумуфт 6, то обойма 8 совершает поворот до попадания роликов 11 в осевые пазы 10 обоймы. Момент трения при этом на обойме 8 существенно возрастает из-за упора роликов в бурты пазов и при выходе ведущей шестерни 5 из зацепления вынуждает ходовой винт 3 перемещаться в осевом направлении.

В конечном положении ведущей шестерни 5 электродвигатель 1 (фиг.4) выключается по импульсу блока 16 сигнализации.

Применение в механизме включения ведущей шестерни и двухконической муфты, момент трения которой изменяется на режимах включения-выключения за счет торможения наружной обоймы подпружиненными роликами, обеспечивает зубчатой паре валоповоротного устройства самонастраивающуюся кинематическую связь, а наличие осевого динамичного компенсатора между тормозными полумуфтами позволяет достичь плавности включения ведущей шестерни, тем самым в совокупности повысить надежность валоповоротного устройства. Конструкция механического привода включения ведущей шестерни, кроме гидравлического, снижает трудозатраты при его изготовлении.

Формула изобретения

ВАЛОПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, приводной двигатель, редуктор с ходовым винтом, ведущую шестерню, установленную на конце ходового винта, механизм включения ведущей шестерни, связанный со свободным концом винта, и подпружиненные ролики, закрепленные на корпусе с возможностью взаимодействия с одним из элементов механизма включения ведущей шестерни и фиксации его от вращения при нерабочем положении винта и выхода из взаимодействия при рабочем положении винта, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем повышения плавности включения, механизм включения ведущей шестерни выполнен в виде двухконической муфты, наружная обойма которой является элементом, имеющим возможность взаимодействия и выхода из взаимодействия с роликами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано для обеспечения вращения роторов паровых турбин перед пуском и после останова и позволяет повысить надежность

Изобретение относится к устрвам для технологического обслуживания турбомашин и позволяет повысить плавность поворота ротора турбомашины

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано на газовых турбинах для обеспечения равномерного охлаждения ротора после остановки и для преодоления трения покоя во вкладышах подшипников при пуске

Изобретение относится к системе перемещения для осмотра турбины, в частности турбины, соединенной с центробежным компрессором

Приводное устройство для вращения турбинного валопровода турбогенераторной установки. Приводное устройство содержит главный валоповоротный редуктор с электрическим приводом и вспомогательный валоповоротный механизм (5) с гидравлическим приводом. Вспомогательный валоповоротный механизм (5) выполнен с возможностью управления штоком гидроцилиндра (6) двойного действия. Вспомогательный валоповоротный механизм (5) содержит колесо, выполненное за одно целое с валопроводом (1), и толкатель (8), соединенный со штоком цилиндра (6). Толкатель (8) выполнен с возможностью зацепления со средствами (11) сцепления, расположенными на периферии колеса, и перемещения между втянутым положением, в котором он отсоединен от колеса, и положением зацепления с одним из средств (11) сцепления, в котором выдвижение штока цилиндра (6) поворачивает колесо. Толкатель (8) соединен со штоком цилиндра (6) посредством шарнирного соединения, опирающегося на ползун, который составляет одно целое со штоком цилиндра (6) так, что толкатель (8) может качаться между упомянутым втянутым положением и упомянутым положением зацепления. При перемещении штока цилиндра (6) ползун направляется в поступательном движении посредством направляющих средств, поддерживаемых пластиной (14), которая выполнена за одно целое с цилиндром (6). Достигается более точное линейное перемещение толкателя и вращение вала. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

При валоповороте ротора турбомашины прекращают работу турбомашины, соединяют валоповоротное средство с ротором, чтобы вращать ротор вокруг оси турбомашины, позволяют ротору охладиться и затем вращают ротор посредством валоповоротного средства во время охлаждения ротора. При этом определяют силу или крутящий момент, приложенные к ротору посредством валоповоротного средства для вращения ротора, и/или скорость вращения поверхности ротора во время валоповорота. Уменьшают прогибание или нарушение баланса ротора, возникающие из-за неравномерного распределения температуры на роторе во время охлаждения, путем управления вращением ротора посредством валоповоротного средства в зависимости от определенных силы или крутящего момента и/или скорости вращения поверхности. Другое изобретение группы относится к валоповоротному устройству для осуществления указанного способа, включающему блок управления, выполненный с возможностью приема сигналов от датчика скорости и/или привода валоповоротного средства. Еще одно изобретение группы относится к газовой турбине, содержащей указанное выше валоповоротное устройство. Группа изобретений позволяет снизить прогиб ротора турбомашины, возникающего из-за неравномерного распределения тепла во время охлаждения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Валоповоротное и пусковое устройство газотурбинной установки содержит приводной двигатель, редуктор и обгонную муфту ротора компрессора. Редуктор содержит трехвальную соосную коробку передач с парами взаимозацепленных шестерен и простой трехзвенный планетарный механизм. На входном валу коробки передач свободно установлены две шестерни, между ними закреплен первый зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, и трубчатый выходной вал со свободно расположенной на нем шестерней. На переднем торце трубчатого выходного вала закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения, а на втором зубчатом венце этого вала установлена сдвоенная двухпозиционная муфта с внутренним свободно установленным зубчатым венцом. Рядом с вторым зубчатым венцом трубчатого вала расположены второй зубчатый венец входного вала, зубчатые венцы вала привода солнечной шестерни и трубчатого вала привода водила планетарного механизма. Сателлиты, расположенные на осях водила, зацеплены с солнечной шестерней, а также с эпициклическим колесом, которое закреплено на выходном трубчатом валу с зубчатым венцом, рядом с ним расположен зубчатый венец выходного вала водила. Двухпозиционная муфта установлена на зубчатом венце стенки корпуса редуктора рядом с зубчатым венцом трубчатого вала эпициклического колеса. Соосно выходному валу водила расположен выходной вал редуктора с зубчатым венцом и двухпозиционной двухвенцовой муфтой переключения. На входном валу рядом с первым зубчатым венцом трубчатого выходного вала свободно установлена шестерня. Два блока шестерен расположены на оси, установленной параллельно входному валу. На шестернях между блоками расположена двухпозиционная муфта переключения с противоположно развернутыми полумуфтами, взаимосвязанными общей вилкой переключения. Изобретение позволяет увеличить число передач и диапазон передаточных чисел валоповоротного и пускового устройства. 2 ил.

Валоповоротное и пусковое устройство газотурбинной установки содержит приводной двигатель, редуктор и обгонную муфту ротора компрессора. Редуктор содержит коробку передач с тремя парами взаимозацепленных шестерен и простой трехзвенный планетарный механизм. На входном валу коробки передач свободно установлены две шестерни, между ними закреплен зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения. Зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения трубчатого выходного вала закреплен на переднем торце, расположенном между вторым и третьим рядами шестерен. На втором зубчатом венце трубчатого выходного вала установлена сдвоенная двухпозиционная муфта, рядом с ней расположены зубчатые венцы вала привода солнечной шестерни и трубчатого вала привода водила планетарного механизма. Сателлиты, расположенные на осях водила, зацеплены с солнечной шестерней, а также с эпициклическим колесом, которое закреплено на выходном трубчатом валу с зубчатым венцом, рядом с ним расположен зубчатый венец выходного вала водила. Двухпозиционная муфта установлена на зубчатом венце стенки корпуса редуктора рядом с зубчатым венцом трубчатого вала эпициклического колеса. На выходе установлен второй трехзвенный планетарный механизм, а коробка передач выполнена несоосной. Параллельно входному валу расположен вторичный вал со свободно установленными блоком из двух шестерен и трубчатый выходной вал со свободно расположенной на нем шестерней, с закрепленными на вторичном валу тремя зубчатыми венцами. Первый зубчатый венец с трехпозиционной муфтой переключения закреплен на торце между корпусом и блоком шестерен, второй зубчатый венец закреплен между зубчатыми венцами трубчатого выходного вала коробки передач и трубчатого входного вала водила первого планетарного механизма, третий зубчатый венец расположен между зубчатыми венцами трубчатого выходного вала первого планетарного механизма и трубчатым входным валом водила второго планетарного механизма. Обойма с пятипозиционным зубчатым венцом свободно установлена на выходе вторичного вала и входе вала привода солнечной шестерни второго планетарного механизма. Выходной вал редуктора закреплен на водиле второго планетарного механизма. Изобретение позволяет увеличить число передач и диапазон передаточных чисел валоповоротного и пускового устройства. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для регулирования фазы

Изобретение относится к прокручиванию заклинившегося погружного насоса
Наверх