Устройство для балансировки роторов

 

О П И С А Н И Е п) 556366

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресгублик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 20.01.75 (21) 2098024/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 16.05.77 ф (51) М. Кл.- G 01М 1/32

Государственный комитет

Сове а ВАинистров СССР по делам изобретений (53) УДК 620.1.05:531. .24 (088. 8) и открытий (72) Авторы изобретения

Э, А. Дон, Г. И. Кузьмин, А. Н. Потапов, А. 3. Скоморовский, В. М. Тараканов и Г. Ш. Шварцман

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (7i) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ

Изобретение относится к областй турббстроения и может быть использовано для балансировки роторов паровых и газовых турбин.

Известны устройства, осуществляющие принудительное центрирование оси инерции рото ра с осью вращения исполнительным и механизмами.

Однако такие устройства непригодны для балансировки тяжелых роторов энергетическ их турбин из-за своих габаритoia и сложности конструкции.

Известно устройство для оала нсиро вки рото|ров, напри мер, турбомашин, содержащее корпус, жестко связываемый с ротором, компенсирующие массы, узел подачи компенсирующих масс, размещенный в корпусе, и зак репляемый на роторе диск с балаисировочными камерами, на торце которого, обращенном к узлу подачи компенсирующих масс, выполнены приемные концентричные пазы, каждый из которых соеди нен каналом с соответствующей балансиро вочной камерой, Однако это устройство ненадежно в работе, так как не исключено выпадание шарика из паза при прямом ударе о вертикальную стенку из-за того, что вектор абсолютной корости шарика, попадающего в паз, пер ецдикулярен к плоскости балансировочного диска и не имеет радиальной и тангенциальной составляющих.

Цель изобретения — повышение надежности устр о и ств а. б,Цля достижения этой цел и узел подачи компенсирующих масс снабжен питателем, выходной участок которого расположен под углом менее 90 к направлению оси вращения ротора в вертикальной и горизонтальной

1р плоскостях, в диске выполнены эксцентричные BbITî÷æè, соединенные с концентричньгми пазами, а в зоне максимального удаления от направления оси вращения ротора — с балансировочными камера ми.

Устройство может быть снабжено установленным в меосе минимального удаления эксцентричной выточки от направления оси вращеиия ротора,сегментом с рабочими лопатками компрессорной ступени для предотвращения остановки компенсирующих масс в этой зоне.

Рабочая поверхность эксцентричной выточки моокет быть образована двумя симметричными ветвями спирали, например спирали

А1рхимеда.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез устройства в зоне подачи компенсирующих масс; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 1; на

556366

3 фиг. 4 — вид по стрелке В на фиг, 1; на фиг.

5 — то же, что на фиг. 1, в зоне минимального удаления эксцентричной выточки от направления оси вращения ротора; на фиг. 6— сечение по à — Г на фиг. 5.

Устройство для балансировки содержит корпус 1, жестко связываемый с ротором 2.

Компенсирующие массы 3 размещены в узле

4 подачи этих масс. Внутри корпуса 1 на роторе 2 закреплен диск 5, в котором выполнены балансировочные камеры 6. На торце д иска 5, обращенном к узлу 4 подачи компенсирующих масс 3, выполнены приемочные концентричные пазы 7, каждый из которых соединен каналом 8 с соответствующей балансировочной камерой 6. Узел 4 подачи компенсирующих масс 3 снабжен питателем 9, выходной участок которого расположен под углом менее 90 к направлению оси вращения ротора в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

В диске 5 выполнены эксцентричные выточки

10, соединенные с конценъричными пазами 7, а в зоне максимального удаления от направлен|ия оси вращения ротора 2 — с балансировочными каме рами 6.

В мессе минимального удаления эксцентричной выточки 10 от напра1вления оси вращения ротора устройство снабжено сегментом с рабочими лопатками 11 (фиг. 6) компрессорной ступени для предот в ращения остановки компенсирующих масс 3 в этой зоне.

Каждая эксцентричная выточка 10 в месте наибольшего удаления от на правления оси в ращения имеет скос 12 (фиг. 3), образованный двумя плоскостями, касательными к окружности внешнего обвода выточки 10 радиуса R, для фиксации компенсирующей массы (шарика) 3. Эксцентричные выточки 10 наклонными 8 и радиальными 13 каналами соединены с баланси ровочными .камерами 6.

На входе в камеры 6 установлены запорные болты-отражатели 14. Глубина радиальных каналов 13 |выбрана таким образом, чтобы первый шарик (компенсирующая масса), упавший на дно канала, перекрыл доступ к на клонному каналу 8 следующему шарику.

Камера 6 снабжена сбросным каналом, закр ытым и|робкой 15, (фиг. 2) и дренажными отверстиями 16 для удаления конденсата. Потолочная часть камеры 6 имеет двойной уклон для плотной упаковки компенсирующих масс в расчетном, месте расположения:регул ируемого дисбаланса.

В д иске 5 имеется система каналов 17 с заглушками 18, зака нчивающ ихся сопловыми отверстиями 19 (показано, пунктиром на фиг.

5 и 6) для принудительной вентиляции выточ ки 10 подачей рабочего тела (пара) по ст релке Д;в случае возникновения большого разрежения за дисками 5 (например, в последн их ступенях па ровых турбин) . *

Балансировочный паз 20 предназначен для введения дополнительной неуравновешенной массы.

Устройство работает следующим образом.

Двигаясь по каналу 8 узла 4 подачи, компенсирующая масса (шари к) 3 проходит концентричный кольцевой паз 7 и, многократно отскакивая от стенок выточки 10 под действием оил трения, начинает набирать окр<ужную скорость, соответствующую частоте вращения poIoipa. При этом шарик находится в неравномерном поле центробежных сил, оп ре10 деляемых смещением оси выточки 1О,и оси вращения ротора 2, вызывающих скатывание шар|ика к области с наибольшим удалением от направления оси вращения, Попав в зону действия максимальных цен15 тробежных сил, шарик 3 фиксируется скосом

12, откуда по наклонному желобу канала 8 под влиянием все возрастающей центробежной силы проскакивает радиальный ка нал 13 и, ударившись о болт-отражатель 14, попа2О дает в балансировочную камеру 6. Траекто рия пути следования шарика в балансир(овочную камеру 6 меняет свое направление таким об разом, что практически исключено его выпадание из камеры при останове ротора. Этой

25 цели и служит болт-отражатель 14, препятствующий своей нижней ча стью Boça ðàòó массы шариков из камеры (фиг. 2). Кроме того, организовано самозапиракие .радиального ка нала пер выем шариком, упавшим íà его д но и

30 препятствующим тем самым обратному проскакиванию в наклонный канал 8. Число балансировочных камер 6 может быть любым, но не менее трех, что позволяет, варьируя числом шариков в камерах, менять величину и угол установки дисбаланса в данном сечении.

Формула изобретения

GO

1. Устройство для балансировки роторов, например, турбомашин, содержащее корпус, жестко связываемый с ротором, компенсирующие массы, узел подачи компенсирующих масс, размещенный в корпусе, и закрепляемый на роторе диск с балансировочными камерами, на торце которого, обращенном к узл подачи ко мпенсирующих масс, выполнены приемные концентричные |пазы, каждыи из которых соединен каналом с соответствующей балансировочной камерой, отличающ е е с я тем, что, с целью п овышения надежности устройства, узел подачи компенсирующих масс снабжен питателем, выходной участок которого расположен под углом менее

90 к направлени ю оси вращения ротора в вертикальной и горизонтальной плоскостях, в диске, выполнены эксцентричные выточки, соединенные с концентричными пазами, а в зоне максимального удаления от направления ссп вращения ротора — с балан сировочными камерами.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено установленным 9 месте минимального удаления эксцентричной выточки от напра вления осН в ращения ротора

556366

Составитель Н. Моисеева

Техред О. Тюрина

Редактор Н. Суханова

Корректор Н. Аук

Заказ 991/3 Изд. № 402 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 сепментом с .рабочими лапатками,компрессорной ступени для предотвращения остановки компенсирующих yacc в этой зоне.

3. Устрой ство по и. 1, отличающееся тем что рабочая поверхность эксцентричной

1 выточки образована двумя симметричными ветвями спирали, нанример спирали Архимеда.