CN105189939A - 用于排气涡轮增压器的组装工具 - Google Patents

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Abstract

升降设备允许从壳体(14)沿水平方向移除转子块(2)。升降设备包括悬臂(6)，其紧固在壳体(14)的竖向止挡上，即，紧固在轴向端上，并且结构(5)布置在悬臂(6)上，结构(5)可沿着悬臂移动，并且同样紧固在转子块(2)的竖向止挡上，即，紧固在轴向端上。

Description

用于排气涡轮增压器的组装工具
技术领域
本发明涉及旋转机器的领域。本发明涉及用于沿着容纳在转子块中的转子的旋转轴线移动壳体中的转子块的组装/拆卸工具以及方法。
此类组装/拆卸工具用于增压式内燃机的排气涡轮增压器或同等的旋转机器，其中，转子块的重量可超过一百公斤至几吨。
背景技术
排气涡轮增压器用来使大型内燃机增压。这些驱动海船或大型应急发电装备。
为了每隔几千工时对排气涡轮增压器进行保养，必须从壳体中移除旋转部件。为了在传统的排气涡轮增压器中这么做，必须移除多部件壳体，然后必须借助于起重机沿轴向方向从壳体中提出转子。更特别地，关于拆卸排气涡轮增压器的一般实践是移除压缩机壳体，以便能够在转子块的重心的上方附连起重机的起重臂。
除了轴和连接到轴上的涡轮和压缩机叶轮的旋转部件，排气涡轮增压器的转子块还包括轴承部件，即轴向轴承和径向轴承与内部轴承壳体部件。这个转子块也称为筒。在保养的情况下，存在完全更换排气涡轮增压器的筒的可能性。这会减少排气涡轮增压器的停机时间，并且因此减少借助于排气涡轮增压器来增压的内燃机的停机时间。如果必须移除的壳体部件的数量尽可能少，则移除和再次插入筒所需的工作可进一步减少。例如，不必移除外部压缩机壳体(其借助于内燃机的大型空气出口分支而牢固地结合到内燃机的管系统中)，且在保养工作期间不必移除涡轮壳体，将是合乎需要的。因而，将仅需要移除位于入口侧上的内部压缩机壳体，以便能够将转子块拉过轴向开口，从而暴露于压缩机壳体和轴承壳体和位于后面的气体出口壳体之外。
在现有技术中描述了用于从壳体拉出转子、转子块或轴承构件，以及/或者插入转子、转子块或轴承构件的各种装置和方法。
EP2610439A1例如公开了一种用于拆卸具有壳体(可一分为二)的固定涡轮机中的涡轮轴承或其节段的设备。此设备包括用于支承转子的器件，以减轻待移除的轴承部件的重量。该设备此外包括轨道型支承件，待移除的轴承部件可沿着轨道型支承件移动。
JP10-220399公开了一种用于拆卸泵的转子的设备，延伸件安装在轴根上，延伸件可移动地安装在支承件，并且在延伸件的协助下，转子可被推出壳体，以使得它然后能够被起重机提起。
US2011/0052426A1公开了一种用于拆卸大型压缩机的转子的设备，其包括用于转子的双侧支承件，其中，在转子的后侧上提供延伸元件，以便在转子被推出壳体时确保支承。该设备此外包括轨道元件，待移除的转子可沿着轨道元件移动。
发明内容
本发明的目标在于提供一种使得能够沿着容纳在转子块中的转子的旋转轴线从包围转子块的壳体移除转子块工具和方法。
根据本发明，这由升降设备实现，其具有悬臂，悬臂紧固在壳体的竖向止挡上，即，紧固在轴向端上，而且可沿着悬臂移动且同样固定在转子块的竖向止挡上(即，轴向端)的结构布置在悬臂上。
结构在悬臂上的线性运动借助于线性导引(轨道)完成，并且可选地配备有滚珠轴承。
作为选择，升降设备的结构布置在底座上，其中，用于结构的支承件分为两部分，并且包括倾斜杆和竖向紧固件，从而允许结构相对于悬臂的位置倾斜。
作为选择，可提供梯形螺纹主轴作为沿着悬臂移动的驱动器，梯形螺纹主轴可由手移动或者由电动螺丝刀移动。
作为选择，可借助于螺杆来调节转子块的高度和倾斜。
根据本发明的升降设备没有另外的支承件，而且仅需要过滤器消声器的安装空间。特别地，在移除和再次插入转子块的期间不使用排气涡轮增压器的壳体上方的安装空间，从而确保隔离、管子等不受损害。
根据从属权利要求获得另外的优点。
附图说明
借助于附图在下面阐明根据本发明的升降设备的实施例，其中
图1显示通过排气涡轮增压器沿着轴的轴线(A)得到的截面的示意图，其中，排气涡轮增压器包括转子块，可沿轴向方向将转子块从壳体拉向压缩机侧，
图2显示根据图1的排气涡轮增压器的立体图，其具有附连的根据本发明的第一实施例的升降设备和从壳体拉出一半的转子块，
图3显示通过排气涡轮增压器以及根据图2的升降设备沿着轴的轴线得到的截面的示意图，
图4显示通过根据图2和3的升降设备的放大截面的示意图，
图5显示根据图1的排气涡轮增压器的侧视图，其具有附连的根据本发明的第二实施例的升降设备和从壳体拉出一半的转子块，
图6显示根据图5的布置的斜视图，
图7显示升降设备的结构的立体图，以及
图8显示升降设备的悬臂和用于将悬臂紧固在排气涡轮增压器的壳体上的安装支架的立体图。
部件列表
11排气涡轮的气体入口壳体
12排气涡轮的气体出口壳体
13外部轴承壳体
132外部轴承壳体上的对中座部
14外部压缩机壳体
141紧固孔
142紧固螺栓
2转子块
21涡轮叶轮
22压缩机叶轮
23内部轴承壳体
231内部轴承壳体上的对中座部
25用于压缩机叶轮的盖
26具有用于接收紧固器件的孔的竖向止挡
31用于将转子块紧固在轴承壳体上的紧固器件
32转子块中的孔
4升降设备(包括5和6)
5用于升降设备的悬臂，包括：
51支承框架
52轨道
53底座
531用于沿竖向紧固结构的固定装置
532用于结构的倾斜杆的固定装置
533底座上的突起，其用于主轴螺母57的自由轮区域中进行导引
534底座上的轴向止挡
535弹簧
54主轴轮
541曲柄
55螺纹杆(主轴)
56悬臂的用于紧固在安装支架上的安装板
561紧固器件
57主轴螺母
571凹槽形自由轮区域
6升降设备的结构，包括：
61成组件的分段条(611，612，613，614，615，616)
62结构的倾斜杆
63紧固点(结构的水平紧固)
631螺纹杆
632用于相对于成组件的分段条来调节转子块的对准性的螺母
633用于将螺纹杆旋到转子块中的锁定螺母
634竖向止挡
635压离螺钉
64结构的竖向紧固
641用于将结构沿竖向紧固在悬臂上的连接销
642螺纹杆
644水平止挡
643用于相对于悬臂来调节成组件的分段条的对准性的螺母
66紧固点(结构的用于紧固在转子块上的安装板)
661紧固器件
7安装支架
71安装支架中的用于接收紧固器件的孔
72紧固器件。
具体实施方式
图1和2显示典型地用于对大型内燃机增压的类型的排气涡轮增压器。它包括排气涡轮，排气涡轮具有轴向进入流和径向压缩机。
排气涡轮增压器的壳体基本由五个壳体部件组成。外部轴承壳体13沿轴向布置在中心。大体上，轴承壳体竖立在布置在内燃机上的支架上。
气体出口壳体12在涡轮侧紧固在轴承壳体上，并且气体入口壳体11进而紧固在所述出口壳体上。气体入口壳体11将热排气流从气体入口带到涡轮叶轮21的转子叶片，其中，通过气体入口壳体的流管从气体入口处的圆管形式改变方向成涡轮叶片的入口流区域中的环形管形式。气体出口壳体12具有大型螺旋收集腔室，并且通到气体出口中，排气被从气体出口引导到例如排气系统或下游第二涡轮级。
外部压缩机壳体14在压缩机侧邻接外部轴承壳体13。外部压缩机壳体基本包括螺旋收集腔室，其通到空气出口中。像气体入口和涡轮侧上的气体出口一样，压缩机的空气出口永久地连接到内燃机的管系统上，并且一般应该不必松开相应的凸缘紧固件。图1和2中未显示第五壳体部分，即内部压缩机壳体。一方面，内部压缩机壳体借助于紧固螺栓142紧固在外部压缩机壳体14上，另一方面，内部压缩机壳体表示与空气入口的连接。
空气入口能由附连的过滤器消声器或管状入口分支实现。此连接是在保养时必须按规则间隔移除的唯一一个。一方面，过滤器消声器本身必须按规则间隔保养，另一方面，移除的内部压缩机壳体所暴露的开口形成保养舱口，可通过保养舱口将排气涡轮增压器的转子块拉出壳体。
如图所建议的那样，转子块2不仅包括具有涡轮叶轮21、轴和压缩机叶轮22的实际转子，而且还包括内部轴承区域23，转子块2的重心沿轴向位于轴承壳体的区域中的某处。为了能够使用直接对转子块起作用的起重机从壳体开口提出转子，外部压缩机壳体14因此必须同样与外部轴承壳体13脱开。意图是使用根据本发明的在下面描述的组装和拆卸工具来消除这个额外工作。
图2、图3和图4显示根据本发明的正在使用的升降设备4的第一实施例。图5和图6显示根据本发明的正在使用的升降设备4的第二实施例。在图7和图8中详细显示升降设备4的第二实施例的单独构件。
在两个实施例中，升降设备4包括两个主要构件：悬臂5和结构6，悬臂5可在结构6上移动。概括地，悬臂(在文献中也称为悬臂梁或悬梁臂)是在承载负载的一端处得到支承的水平梁。悬臂梁具有单个支承件。悬臂梁可大体遭受剪切应力、弯曲应力和扭曲应力，并且支承件在所有六个自由度(力和力矩)上是固定的。在根据本发明的升降设备4的悬臂5的目前情况下，水平梁是支承框架51，并且支承框架的一端处的安装板56充当外部压缩机壳体14上的支承件。压缩机壳体具有紧固孔141，其以沿着周边分布的方式布置，以接收紧固螺栓142，在图1中显示紧固螺栓142。紧固孔在外部压缩机壳体的竖向表面中形成，因而形成竖向止挡，其用来紧固内部压缩机壳体，而且在组装/拆卸期间，用来紧固根据本发明的升降设备4的悬臂梁5。
为了简化将悬臂梁安装在外部压缩机壳体14上，而且尤其是为了确保能够转移外廓大小不同的排气涡轮增压器的悬臂梁，可在悬臂的安装板56和压缩机壳体的竖向止挡之间提供安装支架7。但是，作为选择，也可将悬臂直接钉到外部压缩机壳体上。使用紧固器件72将安装支架7钉到外部压缩机壳体的竖向止挡上，其中，有利地使用前面提到的紧固孔141。作为选择，尤其是为此提供的孔也可用来紧固安装支架7。在安装支架7中形成用于接收悬臂梁5的安装板56的紧固器件561的紧固孔71。作为选择，还可用其它方式将悬臂梁的安装板连接到安装支架上，例如借助于紧密插入式连接。
结构6(即，升降设备的第二构件)包括成组件61的分段条，其用来接收力，并且将力传递给悬臂。根据本发明的升降设备的结构的基本任务是抓住转子块，以便使其沿着悬臂的支承框架的范围且相对于壳体移动。为此，结构6安装在底座53上，底座53进而可在轨道52上沿着支承框架51移动。作为选择，底座53可借助于梯形螺纹主轴沿着悬臂的轨道52导引，借助于具有曲柄的541主轴轮54用手移动梯形螺纹主轴，或者用电动螺丝刀移动梯形螺纹主轴。这允许结构和紧固在其上的转子块连续地缓慢移动。
以简单的形式，结构本身可直接沿着悬臂上的轨道导引，只要确保传递力和力矩。但是，这意味着不可能校正转子相对于壳体的高度和角度位置。为了允许精确地校正转子相对于壳体的高度和角度位置，根据本发明的结构不仅包括在转子块和底座上的支承件上的接合点，而且还包括用于使成组件的分段条61倾斜，以及用于相对于转子块2对准成组件的分段条61的器件。
在最简单的第一实施例中，成组件的分段条61包括由两个分段条611和613形成的L形基本架构，L形基本架构由紧固点63的螺纹杆631补充，以形成C形主支承件。这个主支承件在为此提供的两个点处紧固在转子块上，其中，两个紧固点彼此沿竖向有利地间隔开。在这种情况下，两个紧固点63和66位于压缩机叶轮上方和下方大致相同的径向高度。在下部紧固点的区域中，安装板布置在分段条611的自由端上，而且可借助于紧固器件661直接紧固在转子块的竖向止挡26上。在上部紧固点的区域中，螺纹杆631直接旋到转子块中的对应的孔32上。在转子块上，紧固点可直接本身或通过盖板布置在内部轴承壳体23上，盖板覆盖扩散器区域中的任何不规则物，例如挡板装置。用于紧固螺钉31的开口(借助于它将转子块固定在外部轴承壳体13上)用来接收上部紧固点的螺纹杆631。在两个分段条611和613与倾斜杆62相交的区域中提供所提到的C形基本架构，倾斜杆62可旋转地安装在悬臂5的底座53上的固定装置532中。插入的倾斜杆62通过固持螺栓固定在固定装置532中，以防在升降设备工作期间掉落。倾斜杆允许成组件的分段条61和紧固在其上的转子块倾斜地移动。为了能够调节到特定角度位置的倾斜运动的范围，与倾斜杆相隔一距离提供底座上的结构6的竖向紧固件64。竖向紧固件64基本包括具有螺母643的螺纹杆642、具有用于接收螺纹杆的孔的水平止挡644和连接销641，连接销641安装在螺纹杆中，布置在为此在底座53上提供的固定装置531中，并且同样固定以防在运行期间掉落。用于将螺纹杆接收在水平止挡644中的孔布置成与基本架构的沿竖向延伸的分段条613相隔一距离。在第一实施例中，水平止挡直接连接到基本架构上，而在第二实施例中，为了改进在较重型转子块的情况下的力传递，水平止挡通过多个分段条612、614、615和616固定地连接到基本架构上。水平止挡644与基本架构的沿竖向延伸的分段条613间隔开，可通过调节螺母643将水平止挡644定位成与底座上的锚定件、连接销641相隔更大或更小的距离，从而使得能够实现成组件的分段条62和紧固在其上的转子块相对于悬臂的倾斜运动的范围的相应的调节和特定角度位置。根据第二实施例，多个分段条612、614、615和616确保结构6有高稳定性，这在例如较大型和重型的转子块的情况下是有利的。
在上部紧固点的区域中，结构包括调节紧固在结构上的转子块的角度位置的第二种可能性。除了用于将螺纹杆631旋到转子块2中的锁定螺母633，螺纹杆631具有用于调节结构相对于转子块的对准性的另一个螺母632。这个螺母支托在竖向止挡634上。通过旋转螺纹杆631上的螺母632，可调节竖向止挡634和转子块之间的轴向间隔。当这个间隔改变时，它对转子块相对于成组件的分段条的角度位置有影响。如果两个调节选择叠加在一起，则存在提高转子块高度的可能，从而补充调节角度位置的可能性。成组件的分段条61围绕倾斜杆62的轴线倾斜会导致紧固在结构上的转子块的角度位置改变。通过改变竖向止挡634和转子块之间的间隔，可再次校正经修改的角度位置，从而进行高度调节。
在将转子块拉出壳体时，因而可通过旋转两个螺母632和643来调节转子块的高度和角度位置。由于转子的重量大，这是非常有利的，尤其是在安装期间，因为否则会有转子至少部分地支托在壳体上以及发生损伤的风险。
在拆卸的情况下，借助于压离螺钉(Abpress-Schraube)635将转子块推出(压出)外部轴承壳体中的对中座部。为此，特别为此提供的压离螺钉635旋过孔32，直到横穿外部轴承壳体13和231内部轴承壳体23上的两个相互匹配的座部132(以图3中的示例表明)的区域中的座部长度为止。
为了确保在组装好升降设备的情况下可进行这个轴向移动，对安装在螺纹杆55上的主轴螺母57和底座53之间的这个所提到的座部长度提供自由轮，如图4中详细示出的那样。通过旋转螺纹杆使主轴螺母57沿着螺纹杆移动。主轴螺母具有凹槽形自由轮区域571，在凹槽形自由轮区域571中布置底座的突起533，使得在两个轴向止挡之间能够自由移动。为了抑止底座相对于主轴螺母57自由移动(这在轴向止挡内是可行的)，弹簧535沿轴向在主轴螺母和底座的轴向止挡534之间安装在螺纹杆上。自由轮的弹簧535一完全受压收缩，就可通过旋转主轴轮来旋转螺纹杆55，而且可动底座53也一起动。

Claims (9)

1.一种升降设备(4)，用于沿着容纳在转子块中的转子的旋转轴线来移动所述转子块，所述转子块布置在排气涡轮增压器的壳体中，其中，所述升降设备具有悬臂(5)，提供所述悬臂(5)以紧固在包围所述转子块的所述壳体的竖向止挡上，其中
所述悬臂(5)包括：支承框架(51)，其上布置有轨道(52)；以及在所述轨道上导引的底座(53)，其中，用于紧固可紧固在所述转子块的竖向止挡上的结构(6)的安装装置(531，532)布置在所述底座上，从而允许所述结构(6)在所述底座的协助下，沿着布置在所述悬臂的所述支承框架上的所述轨道移动。
2.根据权利要求1所述的升降设备，其特征在于，所述底座(53)连接到主轴螺母(57)上，所述主轴螺母(57)布置在螺纹杆(55)上，使得能够通过旋转所述螺纹杆(53)而沿着所述螺纹杆移动所述主轴螺母，并且因而移动所述底座，其中，优选地提供主轴轮(54)以旋转所述螺纹杆(55)。
3.根据权利要求2所述的升降设备，其特征在于，在所述主轴螺母(57)和所述底座(53)之间提供沿所述螺纹杆的方向具有游隙的连接，从而即使在所述螺纹杆不旋转时，也允许所述底座沿着所述螺纹杆，相对于所述主轴螺母在所述游隙的范围内移动。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的升降设备，其特征在于，所述结构包括至少两个沿竖向间隔开的紧固点(63，66)，以将所述结构紧固在所述转子块上，以便借助于所述升降设备在所述壳体中沿轴向方向移动，以及其中，所述至少两个紧固点借助于分段条(611，…，616)连接到所述底座上。
5.根据权利要求4所述的升降设备，其特征在于，所述至少两个沿竖向间隔开的紧固点(63，66)借助于所述分段条连接到倾斜杆(62)和竖向紧固件(64)上，其中，这些各自以水平间隔开的方式布置成与所述至少两个沿竖向间隔开的紧固点(63，66)相距不同的距离，以及其中，所述结构借助于所述倾斜杆(62)和所述竖向紧固件(64)紧固在所述底座的同样水平地间隔开的安装装置(531，532)上。
6.根据权利要求4或5所述的升降设备，其特征在于，所述至少两个沿竖向间隔开紧固点(63，66)中的至少一个包括用于调节所述结构相对于紧固在所述结构上的转子块的对准性的器件，其中，这些器件优选地包括螺纹杆(631)和螺母(632)。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的升降设备，其特征在于，所述竖向紧固件包括用于调节所述结构(6)相对于所述悬臂(5)的对准性的器件，其中，这些器件优选地包括螺纹杆(642)和螺母(643)，并且可借助于所述螺母和所述螺纹杆来调节所述结构围绕所述倾斜杆的轴线的角度位置。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的升降设备，其特征在于，提供安装支架(7)以将所述悬臂紧固在所述壳体的竖向止挡上。
9.一种用于借助于根据权利要求1至8中任一项所述的升降设备(4)在排气涡轮增压器的壳体中沿着转子的旋转轴线移动转子块的方法，所述转子块布置在排气涡轮增压器的壳体中，所述转子容纳在所述转子块中，所述方法包括以下步骤：
-将所述升降设备的所述悬臂(5)紧固在所述壳体(14)的竖向止挡上，
-将所述升降设备的所述结构(6)紧固在所述转子块上，
-沿着所述悬臂移动所述结构。
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