CS213206B1

CS213206B1 - Drum rotor of axial turbocharger

Info

Publication number: CS213206B1
Application number: CS793880A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Vondruska; Zbynek Janc; Vaclav Kadera; Jiri Feierfeil; Dusan Misarek; Jiri Penkava
Original assignee: Miloslav Vondruska; Zbynek Janc; Vaclav Kadera; Jiri Feierfeil; Dusan Misarek; Jiri Penkava
Priority date: 1980-11-21
Filing date: 1980-11-21
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Bubnový rotor axiálního turbokompresoru, který sestává ze střední bubnové čá3ti a dvou čelních částí, z nichž nejméně jedna Je se střední částí spojena rozebíratelně Šroubovým spojem a na vnějším povrchu střední bubnové části, v místech, kde jsou k ní připevnén.y čelní části, jsou vytvořeny válcové indikační plochy soustředné s osou rotace. Ma dně čelní části, která je v celé své ploše tvořena rovinou kolmou na osu rotace, je upraven kruhový ozub zapadající do kruhové drážky v čelní dosedací ploše střední bubnové části rotoru. Kruhový ozub i kruhová drážka jsou rovněž soustředné s oeou rotace. Vynález je možno využít zejména na rotorech axiálních točivých strojů.The drum rotor of an axial turbocompressor, which consists of a central drum part and two front parts, at least one of which is detachably connected to the central part by a screw connection and on the outer surface of the central drum part, in the places where the front parts are attached to it, cylindrical indicator surfaces concentric with the axis of rotation are formed. At the bottom of the front part, which is formed in its entire area by a plane perpendicular to the axis of rotation, a circular tooth is provided that fits into a circular groove in the front bearing surface of the central drum part of the rotor. The circular tooth and the circular groove are also concentric with the axis of rotation. The invention can be used in particular on rotors of axial rotating machines.

Description

Vynález se týká rotoru axiálního turbokompresoru, který se skládá ze střední bubnové části a dvou čelních částí, na kterých jsou vytvořeny ložiskové čepy. Přitom nejméně Jedna čelní část je se střední bubnovou částí spojena rozebíratelně prostřednictvím šroubového spoje.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an axial turbo-compressor rotor comprising a central drum portion and two end portions on which bearing journals are formed. At least one front part is detachably connected to the central drum part by means of a screw connection.

Při návrhu axiálního turbokompresoru mají významnou dlohu konstrukční parametry stroje, vyplývající z jeho výkonových parametrů. Z daných výkonových parametrů a z použitého typu lopatkování vychází optimální počet kompresních stupňů, velikost jejich průměrů, osová délka činné Sásti rotoru, otáčky a mnoho dalších hodnot provedení rotoru. V některých případech s ohledem na kritické otáčky je výhodné použití rotoru bubnového provedení.When designing an axial turbocompressor, the design parameters of the machine, resulting from its performance parameters, play an important role. The optimum number of compression stages, the size of their diameters, the axial length of the active rotor part, the speed and many other values of the rotor design result from the given performance parameters and the type of blades used. In some cases with respect to critical speed, it is preferred to use a drum type rotor.

3ubnový rotor axiálního turbokompresoru je obvykle proveden tak, že čelní části, na kterých jsou upraveny ložiskové čepy, jsou s bubnovou částí, na které jsou usazeny rotorové lopatky spojeny pomocí svárů, nebo spojovacími šrouby. Rovněž je známé provedení takové, že jedna čelní část je ke středové bubnové části uchycena pomocí sváru, nebo rozebíratelně šroubovým spojem.The 3-drum rotor of an axial turbocompressor is usually designed such that the end portions on which the bearing pins are provided are connected to the drum part on which the rotor blades are seated by welding or by connecting screws. It is also known to have one front part attached to the central drum part by means of a weld, or detachably by a screw connection.

VýSe uvedené provedení rotoru jaou v některých případech z hlediska tuhosti výhodnější, než provedení rotoru z plného výkovku, přináší věak značné obtíže při výrobě i problémy z hlediska provozních vlastností.However, the above-mentioned rotor design is in some cases more rigid in terms of stiffness than a full-forged rotor design, but it also presents considerable manufacturing difficulties and operational performance problems.

S ohledem na klidný chod stroje a na jeho životnost je důležité, aby byl rotor především co nejdokonaleji vyvážen a aby se jeho vyvážení docílená za klidu a studeného stavu stroje nezměnilo ani za provozu, kdy dojde k deformacím vznikajícím jednak odstředivými silami, jednak nestejným ohřevem jednotlivých částí rotoru.With respect to the smooth running of the machine and its service life, it is important that the rotor is perfectly balanced as much as possible and that its balance achieved in the machine's standstill and cold condition does not change even during operation, resulting from both centrifugal forces and unequal heating. rotor parts.

Vynález vychází z toho známého stavu techniky a dále zdokonaluje provedení bubnového rotoru axiálního turbokompresoru v podstatě tak, že na vnějším povrchu střední bubnové části v místech, kde Jaou k ní připevněny čelní části, jsou vytvořeny válcové indikační plochy souaředné s osou rotace a zároveň s vnitřní plochou střední bubnové části, přičemž na dně čelní části, která je v celé svá ploěe tvořena rovinou kolmou na osu rotace, je upraven kruhový ozub, který zapadá do kruhové drážky soustředné s osou rotace vytvořené v čelní dosedací ploěe střední bubnové části rotoru.The invention is based on the prior art and further improves the design of the drum rotor of an axial turbocompressor by substantially providing cylindrical indicator surfaces parallel to the axis of rotation and simultaneously with the A circular tooth is provided at the bottom of the front part, which in its entire surface is formed by a plane perpendicular to the axis of rotation, which fits into a circular groove concentric with the axis of rotation formed in the front bearing surface of the central drum part of the rotor.

Zvláětě výhodné je uspořádání bubnového rotoru takové, že průměr roztečné kružnice šroubového spoje má nejméně 0,8 průměru kruhového ozubu.Particularly preferred is the arrangement of the drum rotor such that the pitch circle diameter of the screw connection has at least 0.8 of the diameter of the circular tooth.

Bubnový rotor podle vynálezu přináší výhody zejména v tom, že uchycení čelní části a střed ní bubnová části ns ozub vytvořený na čelní části zmenšuje deformace rotoru za provozu. Prostřednictvím ozubu se přenáší část napětí z bubnové části na čelní část, jejíž vlastní deformace za provozu jsou podstatně menší Jak z důvodu vlastního tva^u, tak s ohledem na nižší teplotu čelní čáati za provozu. Indikační válcové plochy na vnějším povrchu střední bubnové části,soustředné podle osy rotace a zároveň soustředná s vnitřním povrchem bubnová části a v kombinaci, s tím, že dno čelní části v celé avé ploše má tvar roviny kolmé na osu rotace, umožňuje podstatné zjednodušení výroby a dokonalá vyvážení rotoru.The drum rotor according to the invention has particular advantages in that the gripping of the front part and the central drum part n with a tooth formed on the front part reduces the deformations of the rotor during operation. By means of a tooth, a portion of the stress is transmitted from the drum part to the front part, whose intrinsic deformations during operation are substantially less, both because of the inherent shape and because of the lower temperature of the front part during operation. The indicator cylindrical surfaces on the outer surface of the central drum portion, concentric to the axis of rotation and at the same time concentric to the inner surface of the drum portion and in combination, with the bottom of the front portion throughout its entire surface having a plane perpendicular to the axis of rotation, perfect rotor balance.

Tim, že šroubová spojení je situováno co nejblíže k ozubu, se dosáhne toho, že deformace čelní části a deformace střední bubnová části v místě šroubu v radiálním směru je prakticky totožná, spojovací šrouby nejsou namáhány na střih a není je tudíž třeba odlehčovat v radiálním směru, například pomocí zalícovaných kroužků.Since the screw connections are located as close to the tooth as possible, the deformation of the front part and the deformation of the central drum part at the screw location in the radial direction is practically identical, the connecting screws are not stressed for shearing and therefore do not need to be relieved in the radial direction , for example by means of fitting rings.

))

213 286213 286

Příklady provedení bubnového rotoru podle vynálezu jsou znázorněny na přiložených výkresech, kde na obr, 1 je podélný řez rotorem, u kterého jsou obě čelní části se střední bubnovou částí spojeny šroubovým spojem. Na obr. 2 je podélný řez rotorem, u kterého je jedna čelní část se střední bubnovou částí spojena Šroubovým spojem a druhá čelní část je vykována v jednom kuse se střední bubnovou částí.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT OF THE DRUM rotor according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a longitudinal section through a rotor in which the two front portions are connected to the central drum portion by a screw connection. FIG. 2 is a longitudinal section through a rotor in which one end portion is connected to the central drum portion by a screw connection and the other end portion is forged in one piece with the central drum portion.

Bubnový rotor axiálního turbokompresoru sestává se střední bubnové části 1, na které jsou upraveny drážky pro lopatky. Se střední bubnovou částí 1 jsou spojeny čelní části 2, g rotoru, na kterých jsou vytvořeny ložiskové čepy. Na vnějším povrchu střední bubnové části 1 v místech kde jsou k ní připevněny čelní části 2, g, jsou vytvořeny válcové indikační plochy g, 6 soustředné s osou g rotace a zároveň s vnitřní plochou 8 střední bubnové části 1. V čelní dosedacl ploše 12 střední bubnové čésti 1 ja upravena kruhová drážka 10, do které zapadá kruhový ozub g vytvořený na dně 11 čelní části 2, g, přičemž dno 11 čelní části 2, g, je v celé své ploše tvořeno rovinou kolmou na osu g rotace. Kruhový ozub g a kruhová drážka 10 jsou soustředné s osou g rotace. Čelní části 2., g jsou se střední bubnovou částí 1 spojeny spojovacími šrouby £ a průměr roztečné kružnice ϋθ, šroubového spoje je větší jak 0,8 průměru D^, d^ kruhového ozubu g.The drum rotor of the axial turbocompressor consists of a central drum part 1 on which the blade grooves are provided. Connected to the central drum portion 1 are the rotor end portions 2g, on which bearing pins are formed. On the outer surface of the central drum part 1 at the locations where the front parts 2, g are attached thereto, cylindrical indication surfaces g, 6 are formed concentric to the axis g of rotation and simultaneously with the inner surface 8 of the central drum part 1. a circular groove 10 is provided in the drum part 1 into which the circular tooth g formed on the bottom 11 of the front part 2, g fits, the bottom 11 of the front part 2, g being formed in its entire surface by a plane perpendicular to the axis g of rotation. The annular tooth g and the annular groove 10 are concentric to the axis of rotation g. The end portions 2, g are connected to the central drum part 1 by means of connecting screws 8 and the diameter of the pitch circle ϋθ, the screw connection is greater than 0.8 of the diameter D,, d kruh of the circular tooth g.

Při výrobě rotoru se postupuje v podstatě tak, že současně při jednom upnutí se opracují jak vnitřní plochy 8, tak i indikační válcové plochy g, 6, které pak slouží k indikování osy g rotace při opracování dalších vnějších povrchových ploch celého rotoru. Tím je dosaženo požadované soustřednosti celého rotoru ve smontovaném stavu.In the manufacture of the rotor, it is essentially carried out that simultaneously, in one clamping, both the inner surfaces 8 and the indicator cylindrical surfaces g, 6 are machined, which then serve to indicate the axis of rotation g when machining the other outer surfaces of the entire rotor. This achieves the desired concentricity of the entire rotor in the assembled state.

Claims

An axial turbo-compressor drum rotor comprising a central drum portion and two end portions on which bearing pins are formed and at least one end portion is detachably connected to the central drum portion by a screw connection, characterized in that the drum portions (1) at the locations where the front portions (2, 3) are attached thereto, cylindrical indicator surfaces (5, 6) are formed concentric and the axis of rotation (7) and the inner surface (8) of the central drum portion (1) wherein on the bottom (11) of the front part (2, 3), which is in its entire area formed by a plane perpendicular to the axis of rotation (7), there is provided a circular tooth (9) which fits into a circular groove (10) concentric with the axis (7) rotation and formed in the front abutment surface (12) of the central drum portion (1) of the rotor.

Axial turbo-compressor drum rotor according to claim 1, characterized in that the diameter of the pitch circle (D _Q , d _Q ) of the screw connection of each dismountable face (2, 3) is at least Ο, Β of the diameter (D ^, d ^) of the circular tooth. (9) the same front portion (2, 3).