CN107091156B - 一种微型燃气轮机转子及装配方法 - Google Patents

一种微型燃气轮机转子及装配方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107091156B
CN107091156B CN201710524095.0A CN201710524095A CN107091156B CN 107091156 B CN107091156 B CN 107091156B CN 201710524095 A CN201710524095 A CN 201710524095A CN 107091156 B CN107091156 B CN 107091156B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
pull rod
turbine
bearing
axle sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710524095.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107091156A (zh
Inventor
阎成祥
刘广勤
王宏林
刘力铭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Zhong Gong Power Energy Co Ltd
Original Assignee
Xi'an Zhong Gong Power Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xi'an Zhong Gong Power Energy Co Ltd filed Critical Xi'an Zhong Gong Power Energy Co Ltd
Priority to CN201710524095.0A priority Critical patent/CN107091156B/zh
Publication of CN107091156A publication Critical patent/CN107091156A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107091156B publication Critical patent/CN107091156B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/20—Mounting or supporting of plant; Accommodating heat expansion or creep
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种微型燃气轮机转子及装配方法，其中的微型燃气轮机转子的装配方法，包括以下步骤：将后轴承装入到轴承座，采用旋转工装均匀受力装入；装上篦齿环；将上述三件装进压气机转子轴端，采用旋转工装对后轴承内圈加力均匀进入；用连接衬套把拉杆和涡轮转子通过螺纹连接在一起；将压气机转子穿过拉杆，压气机转子端齿与涡轮端齿啮合；将轴套采用销钉定位与压气机转子连接到一起；采用旋转工装将前轴承内圈压入轴套前段，再装上阻尼器；将测速齿轮轴与轴套装好；利用液压拉伸器将拉杆拉长，再拨动螺母使之锁紧。本发明的方法有效的减少在工作状态中，拉杆由于受热膨胀后松动的振动。防止螺纹在运转时松动。

Description

一种微型燃气轮机转子及装配方法
技术领域
本发明涉及燃气轮机，具体涉及一种微型燃气轮机转子及装配方法。
背景技术
微型燃气轮机是一类微小型热力发动机，广泛应用于分布式发电、并网发电、调峰发电、备用电站、冷热电联供的诸多领域，在交通运输、陆海边防、岛礁供电、军用移动电源灯领域具有广泛的发展空间。是提供清洁、可靠、高质量、多用途的能源系统，是小型分布式发电及热电联供的最佳方式，开发微型燃气轮机符合国家产业政策。
目前的航空发动机采用严格控制螺杆的拉伸预紧力，工艺规程贵定“拧紧力矩为34～36N·m”。以保证高转速时转子的刚性，但螺杆受力状态不好，压紧力不确切。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种微型燃气轮机转子，由拉杆螺母、阻尼器、前轴承、轴承座、后轴承、篦齿环、压气机转子、涡轮转子、连接衬套、拉杆、轴套、测速齿轮轴组成；
所述涡轮转子连接压气机转子；所述轴承座设置在压气机转子前端；所述篦齿环设置在轴承座和压气机转子之间；所述后轴承设置在轴承座的后端；所述前轴承设置在轴承座的前端；所述阻尼器设置在前轴承的上方；所述拉杆螺母设置在前轴承的前端；所述测速齿轮轴设置在拉杆螺母的外部；所述拉杆设置在微型燃气轮机转子的中心；所述轴套设置在拉杆的外部；所述连接衬套设置在拉杆和涡轮转子之间；
所述压气机转子、涡轮转子的质量重心在后侧，前轴承和后轴承支撑点为悬臂支撑；
所述微型燃气轮机转子的装配方法，包括以下步骤：
S1，将后轴承装入到轴承座，采用旋转工装均匀受力装入；
S2，装上篦齿环；
S3，将上述三件装进压气机转子轴端，采用旋转工装对后轴承内圈加力均匀进入；
S4，用连接衬套把拉杆和涡轮转子通过螺纹连接在一起；
S5，将压气机转子穿过拉杆，压气机转子端齿与涡轮转子端齿啮合；
S6，将轴套采用销钉定位与压气机转子连接到一起；
S7，采用旋转工装将前轴承内圈压入轴套前段，再装上阻尼器；
S8，将测速齿轮轴与轴套装好；
S9，利用液压拉伸器将拉杆拉长，再拨动螺母使之锁紧，去掉拉伸器后，至此，完成了微型燃气轮机转子的装配。
本发明的优点：
本发明的方法有效的减少在工作状态中，拉杆由于受热膨胀后松动的振动。防止螺纹在运转时松动，增大了螺母和螺母贴合面的摩擦力。
转子在高温高速旋转时，各个部件都将有所膨胀，其中拉杆的膨胀影响最大，当拉杆膨胀伸长后，导致各部件间距增大，势必振动量增大，继而转子旋转不同心严重时会导致机组损坏。
在装配时需提前将各个部件的膨胀量考虑在内，但由于每个零部件都处于一个温度场内且不同材料膨胀系数不一，其变化是非线性，计算非常复杂。最终我方经过一系列计算得出结果，拉杆的膨胀量要低于轴套及其他部件的膨胀量0.4mm，故在装配时需要将拉杆拉长0.4mm，相对应拉力为3200kgf。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的一种微型燃气轮机转子的结构示意图；
图2是本发明的一种微型燃气轮机转子的拉杆与涡轮转子结合的结构
示意图。
附图标记：
1为拉杆螺母、2为阻尼器、3为前轴承、4为轴承座、5为后轴承、6为篦齿环、7为压气机转子、8为涡轮转子、9为连接衬套、10为拉杆、11为轴套、12为测速齿轮轴。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1和图2，如图1和图2所示的一种微型燃气轮机转子，由拉杆螺母1、阻尼器2、前轴承3、轴承座4、后轴承5、篦齿环6、压气机转子7、涡轮转子8、连接衬套9、拉杆10、轴套11、测速齿轮轴12组成；
所述涡轮转子8连接压气机转子7；所述轴承座4设置在压气机转子7前端；所述篦齿环6设置在轴承座4和压气机转子7之间；所述后轴承5设置在轴承座4的后端；所述前轴承3设置在轴承座4的前端；所述阻尼器2设置在前轴承3的上方；所述拉杆螺母1设置在前轴承3的前端；所述测速齿轮轴12设置在拉杆螺母1的外部；所述拉杆10设置在微型燃气轮机转子的中心；所述轴套11设置在拉杆10的外部；所述连接衬套9设置在拉杆10和涡轮转子8之间；
所述压气机转子7、涡轮转子8的质量重心在后侧，前轴承3和后轴承5支撑点为悬臂支撑；
所述微型燃气轮机转子的装配方法，包括以下步骤：
S1，将后轴承5装入到轴承座4，采用旋转工装均匀受力装入；
S2，装上篦齿环6；
S3，将上述三件装进压气机转子7轴端，采用旋转工装对后轴承5内圈加力均匀进入；
S4，用连接衬套9把拉杆10和涡轮转子8通过螺纹连接在一起；
S5，将压气机转子7穿过拉杆10，压气机转子7端齿与涡轮转子8端齿啮合；
S6，将轴套11采用销钉定位与压气机转子7连接到一起；
S7，采用旋转工装将前轴承3内圈压入轴套11前段，再装上阻尼器2；
S8，将测速齿轮轴12与轴套11装好；
S9，利用液压拉伸器将拉杆10拉长，再拨动螺母使之锁紧，去掉拉伸器后，至此，完成了微型燃气轮机转子的装配。
转子装配的技术是将多个零件组成的转子压成刚性体，以保证转子整体在高转速、长时间运转条件下，不变形、不振动。
拉杆材料为GH901，工作时，拉杆温度为一个温度场，连接衬套位置温度最高在200℃左右，拉杆的测速齿轮轴温度较低，有70℃左右，选取轴套的热膨胀系数为α在200℃为13.4；GH901的热膨胀系数α在200℃为14，计算公式：ΔL＝L×α×ΔC，膨胀后的伸长量＝原长*膨胀系数*温度差。故拉杆的膨胀量
ΔL拉杆＝310mm*14*10-6*200＝0.868mm；
轴套的膨胀量ΔL轴套＝211*13.4*10-6*200＝0.565mm；两者相差为0.303mm，由于轴套外圈温度总体比拉杆低且轴套较厚，实际膨胀量应比理论值小，故ΔL轴套膨胀量取0.46mm，则ΔL拉杆和ΔL轴套的差值为0.4mm左右。依据理论计算和实际经验装配时将拉杆拉伸长0.4mm。
上述的0.868mm是拉杆的膨胀量，0.565mm是轴套的膨胀量，因为转子整体是靠螺母锁住，如果拉杆膨胀量大于轴套膨胀量，那么转子就松动，所以我们提前将拉杆拉长，保证转子在工作时的稳定性。
以前的设备在工作时由于高温膨胀，拉杆变长，螺母松动，转子振动加大，很容易造成机器的损坏。
本发明是提前将拉杆拉长，消除高温时的膨胀量，使微型燃气轮机转子在工作时拉杆和轴套膨胀量基本一致，转子运行平稳。
目前微型燃气轮机在我国属于新型工业产品，尚无完整的技术标准，本发明在目前燃气轮机装配中，采用力矩扳手将压气机和涡轮的螺栓锁紧，力矩扳手虽能够准确输出力的大小，但是在锁紧的过程中对螺母和拉杆会产生剪切力，螺纹之间受力不均匀，容易造成松动。采用此装配方法从根本上解决了以上问题。
经运作试验表明：本发明的一种微型微型燃气轮机转子装配方法方案是正确定的、可行的。运作过程中整个转子呈刚性体，振动值不超标。
对拉杆施加的轴向拉力、拉杆变形、应力、安全系数的关系：
本发明的方法有效的减少在工作状态中，拉杆由于受热膨胀后松动的振动。防止螺纹在运转时松动，增大了螺母和螺母贴合面的摩擦力。
转子在高温高速旋转时，各个部件都将有所膨胀，其中拉杆的膨胀影响最大，当拉杆膨胀伸长后，导致各部件间距增大，势必振动量增大，继而转子旋转不同心严重时会导致机组损坏。
在装配时需提前将各个部件的膨胀量考虑在内，但由于每个零部件都处于一个温度场内且不同材料膨胀系数不一，其变化是非线性，计算非常复杂。最终我方经过一系列计算得出结果，拉杆的膨胀量要低于轴套及其他部件的膨胀量0.4mm，故在装配时需要将拉杆拉长0.4mm，相对应拉力为3200kgf。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种微型燃气轮机转子，其特征在于，由拉杆螺母(1)、阻尼器(2)、前轴承(3)、轴承座(4)、后轴承(5)、篦齿环(6)、压气机转子(7)、涡轮转子(8)、连接衬套(9)、拉杆(10)、轴套(11)、测速齿轮轴(12)组成；
所述涡轮转子(8)连接压气机转子(7)；所述轴承座(4)设置在压气机转子(7)前端；所述篦齿环(6)设置在轴承座(4)和压气机转子(7)之间；所述后轴承(5)设置在轴承座(4)的后端；所述前轴承(3)设置在轴承座(4)的前端；所述阻尼器(2)设置在前轴承(3)的上方；所述拉杆螺母(1)设置在前轴承(3)的前端；所述测速齿轮轴(12)设置在拉杆螺母(1)的外部；所述拉杆(10)设置在微型燃气轮机转子的中心；所述轴套(11)设置在拉杆(10)的外部；所述连接衬套(9)设置在拉杆(10)和涡轮转子(8)之间；
所述压气机转子(7)、涡轮转子(8)的质量重心在后侧，前轴承(3)和后轴承(5)支撑点为悬臂支撑；
所述微型燃气轮机转子的装配方法，包括以下步骤：
S1，将后轴承(5)装入到轴承座(4)，采用旋转工装均匀受力装入；
S2，装上篦齿环(6)；
S3，将上述三件装进压气机转子(7)轴端，采用旋转工装对后轴承(5)内圈加力均匀进入；
S4，用连接衬套(9)把拉杆(10)和涡轮转子(8)通过螺纹连接在一起；
S5，将压气机转子(7)穿过拉杆(10)，压气机转子(7)端齿与涡轮转子(8)端齿啮合；
S6，将轴套(11)采用销钉定位与压气机转子(7)连接到一起；
S7，采用旋转工装将前轴承(3)内圈压入轴套(11)前段，再装上阻尼器(2)；
S8，将测速齿轮轴(12)与轴套(11)装好；
S9，利用液压拉伸器将拉杆(10)拉长，再拨动螺母使之锁紧，去掉拉伸器后，至此，完成了微型燃气轮机转子的装配。
CN201710524095.0A 2017-06-30 2017-06-30 一种微型燃气轮机转子及装配方法 Active CN107091156B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710524095.0A CN107091156B (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种微型燃气轮机转子及装配方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710524095.0A CN107091156B (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种微型燃气轮机转子及装配方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107091156A CN107091156A (zh) 2017-08-25
CN107091156B true CN107091156B (zh) 2018-12-28

Family

ID=59641353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710524095.0A Active CN107091156B (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种微型燃气轮机转子及装配方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107091156B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109209641B (zh) * 2018-10-31 2019-09-24 中国科学院工程热物理研究所 一种发动机转子组件的连接结构
CN110332020B (zh) * 2019-07-18 2022-07-12 北京动力机械研究所 一种基于气浮轴承的闭式循环涡轮发电系统转子结构
CN110332019B (zh) * 2019-07-18 2022-07-05 北京动力机械研究所 一种闭式循环涡轮发电系统内置锁紧气体浮动转子
CN110966229A (zh) * 2019-12-23 2020-04-07 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种同轴一体径轴混流湿空气透平压气机转子结构
CN113107683B (zh) * 2021-05-25 2022-02-01 浙江燃创透平机械股份有限公司 一种燃气轮机转子的轮盘止口定位结构
CN113914999B (zh) * 2021-12-14 2022-03-18 成都中科翼能科技有限公司 一种燃气轮机压气机装配方法
CN114688100B (zh) * 2022-05-31 2022-09-02 成都中科翼能科技有限公司 一种燃气涡轮发动机压气机的装配方法
CN117697692B (zh) * 2024-02-06 2024-04-23 成都中科翼能科技有限公司 一种燃气轮机锁紧连接装置的专用装卸工装

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2267129B (en) * 1992-05-19 1995-09-06 Rolls Royce Plc Rotor shroud assembly
CN1690365A (zh) * 2004-04-20 2005-11-02 通用电气公司 装配燃气涡轮发动机转子组件的方法和设备
CN204041242U (zh) * 2014-09-05 2014-12-24 胡晋青 一种燃气轮机转子
WO2015158513A1 (de) * 2014-04-15 2015-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur montage und/oder demontage eines läuferabschnitts einer strömungsmaschine, zugehörige montagevorrichtung und rotorscheibe
CN106089311A (zh) * 2016-08-12 2016-11-09 上海电气燃气轮机有限公司 燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构
CN106121733A (zh) * 2016-08-12 2016-11-16 上海电气燃气轮机有限公司 一种用于重型燃气轮机的混合转子结构及组装方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2267129B (en) * 1992-05-19 1995-09-06 Rolls Royce Plc Rotor shroud assembly
CN1690365A (zh) * 2004-04-20 2005-11-02 通用电气公司 装配燃气涡轮发动机转子组件的方法和设备
WO2015158513A1 (de) * 2014-04-15 2015-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur montage und/oder demontage eines läuferabschnitts einer strömungsmaschine, zugehörige montagevorrichtung und rotorscheibe
CN204041242U (zh) * 2014-09-05 2014-12-24 胡晋青 一种燃气轮机转子
CN106089311A (zh) * 2016-08-12 2016-11-09 上海电气燃气轮机有限公司 燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构
CN106121733A (zh) * 2016-08-12 2016-11-16 上海电气燃气轮机有限公司 一种用于重型燃气轮机的混合转子结构及组装方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107091156A (zh) 2017-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107091156B (zh) 一种微型燃气轮机转子及装配方法
PL366835A1 (en) Method for operating a wind energy plant
CN106014857B (zh) 抑制风电机组载荷的独立变桨控制方法及装置
JP2010161921A (ja) 固定周波数発電のシステム及び方法
RU2552882C2 (ru) Способ работы электростанции
CN114465287A (zh) 一种风电场快速有功功率优化方法及系统
CN107437820A (zh) 一种双馈风力发电机的电网仿真模型
CN204532445U (zh) 超临界机组汽轮机转子热应力在线监测系统
CN105909683A (zh) 超导电机转子轴系隔热传扭结构及其设计方法
CN113224774A (zh) 一种电网频率扰动过程风储协调控制方法及系统
Alharbi et al. Application of UPFC on stabilizing torsional oscillations and improving transient stability
CN107387217A (zh) 动力涡轮发电装置
CN107508514B (zh) 一种大型风电机组单边磁拉力抑制方法及系统
CN105179172A (zh) 平行式风力发电机装置
CN106837432A (zh) 汽轮机胀差控制结构及控制方法
US20120225750A1 (en) Turbine drive-train apparatus
JP4568847B2 (ja) 原子炉用黒鉛構造物の長寿命化の方法
CN206972340U (zh) 动力涡轮发电装置
Vairagi et al. Performance Analysis of DFIG Based Standalone 2.2 kW Laboratory Prototype Wind Turbine Emulator
US20190376494A1 (en) Axially mounted bearing housing and a wind turbine with the axially mounted bearing housing
KR101412693B1 (ko) 두 개의 역방향 회전자 발전기를 갖는 초임계 브레이튼 사이클 시스템
Yingjie et al. Dynamic Analysis of Grid-Connected DFIG with Fractional-Order PI Control
CN205468493U (zh) 一种电动汽车多电机和分动器的连接结构
CN204633488U (zh) 一种转子结构
CN205029446U (zh) 定子、电机及风力发电机组

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant