CN101458145B - 用于流体旋转机械的转子的平衡组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于流体旋转机械的转子的平衡组。本发明提出一种用于流体旋转机械(10)的转子的平衡组(22)，其中，该转子是具有至少一根轴(16)的类型，该轴配备有沿着轴(16)的纵向轴线(A)伸展的内部通孔(20)。该平衡组(22)包括至少一个第一内元件(24)和至少一个第二外元件(26)，第一内元件(24)适于沿着所述纵向轴线(A)的方向通过过盈接合到第二外元件(26)内。因此，该平衡组(22)适于沿着纵向轴线(A)的方向插入轴(16)的通孔(20)内。

Description

用于流体旋转机械的转子的平衡组

技术领域

本发明涉及用于流体旋转机械的转子或多个转子的平衡组，并且更具体地涉及可应用于流体旋转机械的转子轴的平衡和校正组。

背景技术

流体旋转机械例如燃气轮机的发动机(或马达)通常包括相对于机械(或机器)的外壳或定子转动的可动转子组。转子组包括一系列运动部件，其中，中心轴、叶片盘、密封元件等需要精确的装配(或结构)和平衡，从而使机械在所有使用状态下或者换句话说就是在所有容许的旋转工况下都正确地运行。

通常，通过在转子部件允许并且不会危及其运行的区域内加上或减去预定的质量，使属于流体旋转机械的发动机的转子平衡以便在低旋转工况下正常运行。在与那些其中已显现失衡的平面相比有所不同的平面上，失衡必须通过增加需补偿的不希望有的转矩来经常进行补偿。。

此外，必须以稳定但也可逆的方式达到平衡，因为在工场的平衡阶段和机械使用期间，都需要作出修改，这些修改不可能总是在现场和短时间内完成。

当前已知的用于流体旋转机械平衡的系统设想在转子自身的不同部分上采用附加质量，在随后的机械装配阶段期间，每次均需要移除、更换这些质量和/或将它们转动至最合适的位置。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种用于流体旋转机械的转子的平衡组解决现有技术的平衡系统所涉及的问题，该平衡组通过将平衡质量定位或安置在最合适的位置从而使失衡最小化、同时限制附加的转矩的生成而使机械的转子轴能得到平衡。

本发明的另一个目的是提供一种用于流体旋转机械的转子的平衡组，该平衡组可以被容易地安装在机械自身的转子轴上的工作位置处。

通过提供如权利要求1所述的用于流体旋转机械的转子的平衡组来实现本发明的这些目的。

本发明的更多特征在从属权利要求中指出。

附图说明

通过下文参照所披露的示意性附图的图解性和非限制性说明使根据本发明用于流体旋转机械的转子的平衡组的特征和优点显得更加明显，其中：

图1是沿流体旋转机械的纵剖面的局部示意图，根据本发明的平衡组可以被应用到该机械的转子上；

图2是根据本发明的用于流体旋转机械的转子的平衡组的实施例的纵剖面图；

图3是图1所示平衡组的立体图；

图4是图1所示平衡组的前视图；

图5是局部纵剖面图，示出了根据本发明的平衡组在流体旋转机械的轴上的应用状态；

图6是图5的细节的纵剖面放大图；以及

图7是图5的细节的纵剖面的进一步放大图。

具体实施方式

特别参照图1，其示意性地以局部截面图示出普通流体旋转机械，例如电动机，整体上用附图标记10表示。

机械10包括外壳或定子12，其中配备有至少一根轴16的那种类型的转子在其中旋转地装配，所述轴置放在一系列支承球轴承18上。轴16是中空型的，也就是具有内部通孔20，该内部通孔沿着轴16自身的纵向轴线A产生。

根据本发明，图2、3、4示出的用于机械10的转子的平衡组整体上用附图标记22表示，所述平衡组基本上包括两个部件24和26，这两个部件适于沿纵向轴线A的方向插入转子轴16的通孔20内。

更具体地说，平衡组22包括制造成锥形挡块形式的第一内元件24和制造成柱形套筒形式的第二外元件26，所述第一内元件24适于沿纵向轴线A的方向过盈(或干涉)接合到第二外元件26内。

锥形挡块24在其后部配备有带有螺纹的柄端28，所述螺纹柄端基本上沿着纵向轴线A形成(图2)。将在下文更详细描述的施加到螺纹柄端28上的轴向负载，所述柄端适于将锥形挡块24插入柱形套筒26内，这种插入是通过在相对柄端28的相反位置在位于锥形挡块24的前侧上的凸形的锥形部分30与位于柱形套筒26的前侧内的相对应的凹形的锥形部分32之间的过盈联接的方式实现的。

在柱形套筒26的前侧还存在着具有半圆柱中空型的突出端34(图3)，在轴16的旋转期间，所述突出端引起的失衡是为了在所述突出端34座落的区域内平衡机械10的转子所必需的。在柱形套筒26的安装期间，可以进而通过例如切割的方式加工其不对称的前部，以便除去一定的材料量，这是为了获得具有所希望的尺寸的突出端34，从而获得所需的失衡的所必需的。

当锥形挡块24被插入套筒26内时，围绕柄端28的内螺纹部36(图2)座落在柱形套筒26的后部内。

柱形套筒26的外表面的直径小于中空轴16的内径，为的是使轴16能装配在任意轴向位置。此外，柱形套筒26具有贯通纵向的开缝38(参见图3和4)，当在锥形挡块24和套筒26自身之间被施加轴向负载时，由于柱形套筒26所受到的扩张，所述开缝利于其在中空轴16的通孔20的内表面上的过盈锁定。

为了在中空轴16内应用所述平衡组22，为市场上现有的通用液压千斤顶40准备了适配工具(参见图5和6)，以使得平衡组22能沿中空轴16装配和阻挡在所希望的轴向距离处。必要时，通过令负载反向，同样的装配工具能够实现平衡组22的快速而安全的拆卸。

装配工具具有一个贯通销钉、两个内外伸展部44和46，它们分别旋接在液压千斤顶40的油缸和活塞48上(参见图7)。外伸展部44形成为与柱形套筒26的内螺纹部36接合，与其受到液压千斤顶40的约束的那端相对的相反端相一致。而内伸展部46依次成形为与座落在锥形挡块24上的螺纹柄端28接合，与其受到液压千斤顶40的油缸48的约束的那端相对的相反端相一致。销钉42除了确保工具的快速拆卸外，还主要用作平衡组22的元件24和26的与所需的过盈成比例的相对运动的轴向测量。

因此可以看出，根据本发明的流体旋转机械的转子的平衡组实现了上述目的，因为它通过在最合适的位置定位平衡重量用来使失衡最小化、限制附加的转矩的介入而使转子轴能够平衡。在机械运行期间，根据本发明的平衡组使得直径过盈得以保持，例如其考虑了包括套筒和锥形挡块或由其组成的整个装置能够稳定地固定在中空轴内。

因此，用于本发明所设想的流体旋转机械的转子的平衡组能够进行多种改进和变化，所有这些都包含在相同的发明构思之中；而且，所有零部件都可以用技术上等效的零部件代替。实际上，所用的材料以及形状和尺寸都可以根据技术需求进行改变。

因此，由所附的权利要求书限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于流体旋转机械(10)的转子的平衡组(22)，其中，所述转子是包括至少一根轴(16)的类型，所述轴配备有沿着所述轴(16)的纵向轴线(A)伸展的内部通孔(20)，其特征在于，所述平衡组包括至少一个第一内元件(24)和至少一个第二外元件(26)，所述第一内元件(24)适于沿着所述纵向轴线(A)的方向通过过盈接合到所述第二外元件(26)内，所述平衡组(22)适于沿着所述纵向轴线(A)的方向插入所述轴(16)的通孔(20)内。

2.如权利要求1所述的平衡组(22)，其特征在于，在所述第一内元件(24)的前侧的凸形的锥形部分(30)，所述凸形的锥形部分(30)适于与设在所述第二外元件(26)的前部内的相对应的凹形的锥形部分(32)通过过盈联接。

3.如权利要求1所述的平衡组(22)，其特征在于，在所述第二外元件(26)的前侧上有突出端(34)，在所述轴(16)的旋转期间，所述突出端产生用于在所述突出端(34)座落的区域内平衡所述转子所需的失衡。

4.如权利要求3所述的平衡组(22)，其特征在于，所述第二外元件(26)具有纵向贯通的开缝(38)，所述开缝利于所述第二外元件(26)在所述轴(16)的通孔(20)的内表面上利用过盈的阻挡。

5.如权利要求1-4中任一项所述的平衡组(22)，其特征在于，所述第一内元件(24)以在它的后部配备有基本上沿着所述纵向轴线(A)伸展的螺纹柄端(28)的锥形挡块的形式制造而成。

6.如权利要求5所述的平衡组(22)，其特征在于，所述第二外元件(26)以柱形套筒的形式制造而成，所述柱形套筒在它的后部内具有的内螺纹部(36)在所述锥形挡块被插入所述柱形套筒内时围绕所述螺纹柄端(28)，所述内螺纹部(36)和所述螺纹柄端(28)适于与装置(44、46)接合，所述装置适于将所述平衡组(22)应用到所述轴(16)的所述通孔(20)内。

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