CZ293545B6 - Upevnění kompresorového kola pro rychloběžné turbostroje - Google Patents
Upevnění kompresorového kola pro rychloběžné turbostroje Download PDFInfo
- Publication number
- CZ293545B6 CZ293545B6 CZ19982925A CZ292598A CZ293545B6 CZ 293545 B6 CZ293545 B6 CZ 293545B6 CZ 19982925 A CZ19982925 A CZ 19982925A CZ 292598 A CZ292598 A CZ 292598A CZ 293545 B6 CZ293545 B6 CZ 293545B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- shaft
- cone
- head
- compressor wheel
- compressor
- Prior art date
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/266—Rotors specially for elastic fluids mounting compressor rotors on shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
-
- 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
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
-
- 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
- F05D2230/70—Disassembly methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Upevnění kompresorového kola (4) pro rychloběžné turbostroje s kompresorovým kolem (4) upevněným na hřídeli (2) sestává z hlavy (6) opatřené více oběžnými lopatkami (5) a zadní stěnou (13) a na kompresorové straně má v oblasti zadní stěny (13) hmotnostní těžiště (14). Hlava (6) je vytvořena s centrálním průchozím otvorem (8) pro uložení čepu (7) hřídele (2) a průchozí otvor (8) je alespoň v části své délky vytvořen jako kužel (9) hlavy (6) s mnohoúhelníkovou základní plochou (10). Čep (7) hřídele (2) má s kuželem (9) hlavy (6) spolupůsobící hřídelový kužel (11) a ten má mnohoúhelníkovou základní plochu (12) odpovídající mnohoúhelníkové základní ploše (10) kužele (9) hlavy (6). Jak kužel (9) hlavy (6), tak i hřídelový kužel (11) mají vždy střední průměr (23, 24) a tyto střední průměry (23, 24) jsou uspořádány v určitém axiálním odstupu (25) od hmotnostního těžiště (14) kompresorového kola (4), který odpovídá nejméně polovině středního průměru (23, 24). Kužel (9) hlavy (6) a hřídelový kužel (11) leží mimo hmotnostní těžiště (14) kompresorového kola (4). Průchozí otvor (8) hlavy (6) je na hřídelové straně kužele (9) hlavy (6) vytvořen alespoň v části své délky jako válcový otvor (16).ŕ
Description
Oblast techniky
Vynález se týká upevnění kompresorového kola pro rychloběžné turbostroje s kompresorovým kolem upevněným na hřídeli, které sestává z hlavy opatřené více oběžnými lopatkami a zadní stěnou a na kompresorové straně má v oblasti zadní stěny hmotnostní těžiště, přičemž hlava je vytvořena s centrálním průchozím otvorem pro uložení čepu hřídele a průchozí otvor je alespoň v části své délky vytvořen jako kužel hlavy s mnohoúhelníkovou základní plochou, čep hřídele má s kuželem hlavy spolupůsobící hřídelový kužel a ten má mnohoúhelníkovou základní plochu odpovídající mnohoúhelníkové základní ploše kužele hlavy.
Dosavadní stav techniky
Kompresorová kola turbostrojů jsou se svým poháněcím hřídelem spojena buď silovým stykem nebo tvarovým stykem. Silový styk znamená, že jde o silové upnutí spojovaných součástí spojovacím prvkem a tvarový styk znamená, že jde o přiložení vzájemně komplementárně tvarovaných ploch na sebe bez silového upnutí. Při zvyšujících se tlakových poměrech a v důsledku toho při zvyšujících se provozních kroutících momentech a velkých obvodových rychlostech je výhodné přenášení kroutícího momentu tvarovým stykem, to znamená komplementárně provedeným spojem mezi hřídelem a hlavou kompresorového kola.
Ze spisu EP 0 522 630 B1 je známé upevnění kompresorového kola na hřídeli tvarovým stykem prostřednictvím drážkovaného hřídele. U tohoto řešení je životnost spojení hřídele s hlavou omezena vruby tvořenými drážkami mezi peiy. Kromě toho je zapotřebí přídavných vystřeďovacích elementů, které zvyšují náklady na kompresorové kolo. V důsledku nepřesností drážkových hřídelů je nutno takový spoj hřídele s hlavou vždy jako jednotku vyvažovat, přičemž jednotlivé součásti musí být vzhledem k identickému opětovnému smontování příslušným způsobem označeny. Proto není možné použití kompresorového kola sjiným hřídelem, který sním nebyl vyvážen. Tato skutečnost je však rozhodující nevýhodou při opravářských pracech.
Upevnění kompresorového kola tvarovým stykem prostřednictvím závitu jsou známá jak ze spisu US 3 961 867, tak i ze spisu WO 93/022778. Nevýhodou jsou přitom rovněž výrobou podmíněné nepřesnosti závitu. Kromě toho vysoké provozní kroutící momenty nastávající u kompresorových kol vyžadují použití vysokých dotahovacích, popřípadě uvolňovacích, momentů. Zejména u velkých kompresorových kol dosahují uvolňovací momenty potřebné pro demontáž dvojnásobku provozního kroutícího momentu. Takové síly je možno vyvinout pouze pomocí speciálních nástrojů, popřípadě pomocí převodového ústrojí. Tím se však podstatně zvýší náklady potřebné pro demontáž kompresorových kol. Další nevýhoda upevnění kompresorového kola pomocí závitu spočívá v tom, že při montáži kompresorového kola musí nejprve oblasti závitu hlavy, které přijdou do styku se závitem hřídele jako první, urazit až do své koncové polohy relativně dlouhou dráhu. Protože příslušné závity mají malou vůli, vzniká relativně silný přítlak mezi jednotlivými částmi závitu, to znamená v oblasti bez příslušného mazání. V důsledku toho dochází k takzvanému zadírání, popřípadě deformaci, hřídele, takže při nové montáži se dosáhne jiných výsledků. Proto není takové spojení dostatečně reprodukovatelné. Navíc se u těchto řešení jedná o kompresorová kola se slepou dírou, která nelze, pokud jde o jejich spoj mezi hřídelem a hlavou, srovnávat s kompresorovými koly, která mají průchozí otvor.
Podle publikace „Informationen uber die Anwendung von Polygon-Verbindungen“ (Informace o použití mnohoúhelníkových spojů) firmy FORTUNA-WERKE Maschinenfabrik AG, Stuttgart-Bad Cannstatt, je pro dmýchadla chladicího zařízení známý hřídel s čelním pastorkem a oběžné kolo kompresoru. Pro neotočné upevnění kompresorového kola na hřídeli mají obě součásti kuželový profil se základní plochou ve tvaru mnohoúhelníku, přičemž na konci hřídele
-1 /1
je uspořádán kužel. Kužel hřídele a kužel hlavy, to znamená místo vlastního spoje hřídele s kompresorovým kolem, jsou uspořádány na zadní stěně kompresorového kola, a proto v hmotnostním těžišti kompresorového kola. V této oblasti nejvyšší koncentrace napětí dochází při provozu turbodmýchadla nutně k největšímu rozšíření, takže bezpečnost spoje se stoupající obvodovou rychlostí kompresorového kola klesá. Rychloběžné turbostroje, jako je například turbodmýchadlo, dosahují obvodových rychlostí 500 m/s a výše. Takové obvodové rychlosti však kladou na přenos kroutícího momentu a bezpečnost spoje hřídele s hlavou podstatně vyšší požadavky. Tyto požadavky nemohou být pomocí dosavadního stavu techniky splněny.
Podstata vynálezu
Úkolem vynálezu je odstranit všechny výše uvedené nedostatky a vytvořit bezpečné a reprodukovatelné upevnění kompresorového kola pro rychloběžné turbostroje, které kromě toto umožní zlepšený přenos kroutícího momentu.
Výše uvedený úkol splňuje upevnění kompresorového kola pro rychloběžné turbostroje s kompresorovým kolem upevněným na hřídeli, které sestává z hlavy opatřené více oběžnými lopatkami a zadní stěnou a na kompresorové straně má v oblasti zadní stěny hmotnostní těžiště, přičemž hlava je vytvořena s centrálním průchozím otvorem pro uložení čepu hřídele a průchozí otvor je alespoň v části své délky vytvořen jako kužel hlavy s mnohoúhelníkovou základní plochou, čep hřídele má s kuželem hlavy spolupůsobící hřídelový kužel a ten má mnohoúhelníkovou základní plochu odpovídající mnohoúhelníkové základní ploše kužele hlavy, podle vynálezu, jehož podstatou je, že jak kužel hlavy, tak i hřídelový kužel mají vždy střední průměr a tyto střední průměry jsou uspořádány v určitém axiálním odstupu od hmotnostního těžiště kompresorového kola, který odpovídá nejméně polovině středního průměru, přičemž kužel hlavy a hřídelový kužel leží mimo hmotnostní těžiště kompresorového kola, a přičemž průchozí otvor . hlavy je na hřídelové straně kužele hlavy vytvořen alespoň v části své délky jako válcový otvor.
U tohoto provedení , leží kužel hlavy i kužel hřídele, to znamená vlastní upevňovací elementy, ' mimo hmotnostní těžiště kompresorového kola. Proto v oblasti upevnění kompresorového kola lze zaznamenat podstatně menší namáhání způsobené odstředivými silami, popřípadě tepelnou roztažností, takže rozšíření kužele hlavy se podstatně zmenší. Proto je možno i při vysokých otáčkách dosáhnout bezpečného upevnění kompresorového kola. Válcový otvor v hřídeli slouží jako středící plocha pro kompresorové kolo.
Se zvláštní výhodou je průchozí otvor hlavy po obou stranách kužele hlavy vytvořen alespoň v části své délky jako válcový otvor, přičemž druhý otvor, to znamená válcový otvor na straně kompresoru, představuje pomůcku při montáži.
U prvního příkladného provedení má hlava kompresorového kola s výhodou na straně hřídele na zadní stěnu navazující upevňovací pouzdro pro čep hřídele, přičemž kužel hlavy je uspořádán v upevňovacím pouzdru a válcové otvory jsou uspořádány po obou stranách kužele hlavy. Pomocí tohoto řešení, vhodného zejména pro uvnitř uložená turbodmýchadla, se může odstup upevňovacích elementů od hmotnostního těžiště kompresorového kola dále zvětšit. Tím se zlepší upevnění oběžného kompresorového kola, které může bez nebezpečí dosahovat ještě vyšších otáček.
Na hřídelové straně hlavy je s výhodou na upevňovacím pouzdru vytvořena čelní plocha a hřídel má odpovídající narážku. Tím se dosáhne jak jednoznačného ustavení do správné polohy v axiálním směru, tak i dobré neházivosti kompresorového kola.
Čep hřídele je s výhodou vytvořen nejméně dvojdílný a sestává z hřídelového kužele a z válcového nákružku na hřídeli, shodujícího se s válcovým otvorem na straně hřídele. Alternativně ke dvojdílnému vytvoření je čep hřídele s výhodou vytvořen nejméně třídílný a sestává z hřídelo vého kužele, z válcového nákružku na hřídeli, shodujícího se s válcovým otvorem na straně hřídele, a z válcového konce hřídele. Tento válcový konec slouží k předběžnému vystředění kompresorového kola při jeho ustavení na čepu hřídele. V důsledku tohoto předběžného vystředění nedochází při montáži kompresorového kola k žádnému radiálnímu posunutí hřídelového kužele a kužele hlavy vůči sobě, čímž se zabrání poškození vlastních upevňovacích elementů. Toto opatření konečně znamená vylepšení spoje hřídele s hlavou, a proto prodloužení životnosti kompresorového kola.
V čepu hřídele a v průchozím otvoru je s výhodou uspořádáno vždy nejméně jedno úložné ústrojí pro montážní/demontážní nástroj kompresorového kola, vytvořený s výhodou ve tvaru diferenciálního šroubu se dvěma vnějšími závity s různým stoupáním. Přitom vnější závit vytvořený s menším stoupáním koresponduje s vnitřním závitem hlavy a vnější závit vytvořený s větším stoupáním koresponduje s vnitřním závitem konce hřídele, popřípadě hřídelového kužele. Tím je možno kompresorové kolo ze strany kompresoru relativně snadno namontovat, popřípadě demontovat. Se zvláštní výhodou jsou obě úložná ústrojí vytvořena jako vnitřní závit, úložné ústrojí čepu hřídele je uspořádáno ve válcovém konci hřídele a je vytvořeno menší než úložné ústrojí uspořádané v průchozím otvoru hlavy.
Podle dalšího výhodného provedení jsou obě úložná ústrojí vytvořena jako vnitřní závit, úložné ústrojí čepu hřídele je uspořádáno v hřídelovém kuželu a je vytvořeno menší než úložné ústrojí uspořádané v průchozím otvoru hlavy.
Diferenciální šroub, popřípadě jeho diferenciální závit, slouží jednak jako montážní/demontážní nástroj a jednak i pro axiální zajištění kompresorového kola na hřídeli. Proto není zapotřebí žádných přídavných montážních/demontážních nástrojů.
Podle druhého provedení vynálezu je kužel hlavy s výhodou uspořádán proti směru proudění od hmotnostního těžiště kompresorového kola. Proto je kompresorové kolo mnohem méně namáháno odstředivými silami, případně tepelnými protaženími, než u uspořádání kužele hlavy v hmotnostním těžišti. U tohoto řešení, které je vhodné zejména pro vnější uložení turbodmýchadel, je možné rozšíření kužele hlavy ještě více redukovat a tak dále zdokonalit upevnění kompresorového kola. Mimoto se dosahuje menší konstrukční délky.
U tohoto uspořádání je na kompresorové straně hmotnostního těžiště na hlavě vytvořena čelní plocha a hřídel má odpovídající narážku. V této oblasti se vytvářejí u kompresorového kola ve srovnání s ostatními oblasti nejnižší teploty, takže není nutno očekávat žádné velké plošné tlaky vyvolané axiálním tepelným prodloužením. Tak je možné dále zvětšit životnost spoje hřídele s hlavou.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na více příkladech provedení na podkladě kompresoru turbodmýchadia na výfukové plyny.
Na obr. 1 je schematicky znázorněn dílčí podélný řez uvnitř uloženým turbodmýchadlem na výfukové plyny v oblasti kompresorového kola.
Na obr. 2 je znázorněn řez rovinou podle čáry II-II kompresorovým kolem podle obr. 1 v oblasti hřídelového kužele, a to ve větším měřítku.
Na obr. 3 je schematicky znázorněn dílčí podélný řez uvnitř uloženým turbodmýchadlem na výfukové plyny podle druhého příkladu provedení.
-3CZ 293545 B6
Na obr. 4 je schematicky znázorněn dílčí podélný řez vně uloženým turbodmýchadlem na výfukové plyny v oblasti kompresorového kola.
Na výkresech jsou znázorněny jen podstatné elementy potřebné pro porozumění vynálezu. Ze 5 zařízení není znázorněna například turbínová strana turbodmýchadla na výfukové plyny a s ní spojený spalovací motor.
Příklady provedení vynálezu
Turbodmýchadlo na výfukové plyny sestává hlavně z kompresoru 1, který je vytvořen jako radiální kompresor, a z neznázoměné turbíny na výfukové plyny, které jsou uspořádány na společném hřídeli 2. Radiální kompresor 1 má skříň 3 kompresoru, ve které je na hřídeli 2 otočně uloženo kompresorové kolo 4. Kompresorové kolo 4 má hlavu 6, opatřenou více oběžnými 15 lopatkami 5. V hlavě 6 je upraven průchozí otvor 8, ve kterém je uložen čep 7 hřídele 2, jak je to patrno z obr. 1. Průchozí otvor 8 je částečně vytvořen jako kužel 9 hlavy 6 s mnohoúhelníkovou základní plochou 10, jak je to patrno z obr. 2. V čepu 7 hřídele 2 je uložen s kuželem 9 hlavy 6 korespondující hřídelový kužel 11. který má také mnohoúhelníkovou základní plochu 12.
Hlava 6 kompresorového kola 4 je na hřídelové straně opatřena zadní stěnou 13. Na kompresorové straně zadní stěny 13 má kompresorové kolo 4 hmotnostní těžiště 14. Průchozí otvor 8 je po obou stranách kužele 9 hlavy 6 vytvořen jako válcový otvor 15. 16. Oba válcové otvory 15, 16 jsou upraveny koaxiálně vzhledem k ose 17 průchozího otvoru 8.
Řešení podle vynálezu lze samozřejmě také použít u turbodmýchadla na výfukové plyny s kompresorem 1, který je vytvořen jako axiální kompresor, což není znázorněno.
U prvního příkladu provedení má turbodmýchadlo na výfukové plyny vnitřní uložení, to znamená, že mezi turbínou a mezi její také neznázoměnou skříní a mezi skříní 3 kompresoru je uspořá.30 dána ložisková skříň 18 s axiálním/radiálním ložiskem 19. ve kterém je hřídel 2 otočně uložen.
Na zadní stěnu 13 hlavy 6 navazuje na hřídelové straně upevňovací pouzdro 20 pro čep 7 hřídele
2. Zatímco upevňovací pouzdro 20 je uzavřeno čelní plochou 21. má hřídel 2 odpovídající narážku 22. Jak kužel 9 hlavy 6, tak i hřídelový kužel 11 jsou uspořádány v upevňovacím pouzdru 20. Oba mají střední průměr 23,24 a jsou uspořádány v axiálním odstupu 25 od hmotnostního těžiště 35 14 kompresorového kola 4, který odpovídá nejméně jejich polovičnímu střednímu průměru 23,
24. Na každé straně kužele 9 hlavy 6 je vytvořen vždy jeden z válcových otvorů 15,16.
Axiální/radiální ložisko 19 sestává z tělesa 27 ložiska, které je prostřednictvím šroubů 26 uloženo na ložiskové skříni 18 a tak je upraveno pevně, jakož i z hřebene 28 ložiska, kteiý je pevně spo40 jen s hřídelem 2. Ke kompresorovému kolu 4 je axiální/radiální ložisko 19 uzavřeno mezilehlým elementem 29 ve tvaru pomocného ložiskového kotouče, který má na kompresorové straně další doraz 30 pro upevňovací pouzdro 20. Mezi ložiskovou skříní 18 a mezi skříní 3 kompresoru je uspořádána mezilehlá stěna 31. která je na ložiskové skříni 18 upevněna prostřednictvím upevňovacích šroubů 32. V mezilehlé stěně 31 je uloženo upevňovací pouzdro 20 hlavy 6 kompre45 sorového kola 4 a je proti ní utěsněno například prostřednictvím labyrintového těsnění, což není znázorněno.
Čep 7 hřídele 2 je třídílný a sestává z válcového konce 33 hřídele 2, z hřídelového kužele Π. a z válcového nákružku 34 na hřídeli 2, který navazuje na hřídel 2. Na straně válcového konce 33 50 hřídele 2 má hřídelový kužel 11 svůj nejmenší průměr, jak je to patrno z obr. 1.
Jak válcový konec 33 hřídele 2, to je čepu 7 hřídele 2, tak i hlava 6 jsou na svém kompresorovém konci opatřeny úložným ústrojím 35. 36 ve tvaru vnitřního závitu pro montážní/demontážní nástroj, vytvořený ve tvaru diferenciálního šroubu kompresorového kola 4. K tomu účelu je ůlož55 né ústrojí 35 válcového konce 33 hřídele 2 ve tvaru vnitřního závitu vytvořeno menší než úložné
-4CZ 293545 B6 ústrojí 36 hlavy 6 ve tvaru vnitřního závitu. Montážní/demontážní nástroj 37 ve tvaru diferenciálního šroubu má dva vnější závity 38, 39 o různé velikosti a různém stoupání. Větší vnější závit 38 má menší stoupání a koresponduje s úložným ústrojím 36 ve tvaru vnitřního závitu hlavy 6, zatímco větším stoupáním opatřený menší vnější závit 39 spolupůsobí s úložným ústrojím 35 ve tvaru vnitřního závitu válcového konce 33 hřídele 2. Mimoto má montážní/demontážní nástroj 37 ve tvaru diferenciálního šroubu záchyt 40 ve tvaru vnitřního šestihranu pro neznázoměný ovládací element.
Je samozřejmě také možné opatřit větší vnější závit 38 větším stoupáním a menší vnější závit 39 menším stoupáním, což vyžaduje při montáži na rozdíl od řešení znázorněného na obr. 1 protisměrné otáčení montážního/demontážního nástroje 37. Je samozřejmé, že lze pro kompresorové kolo 4 nasadit také jiný montážní/demontážní nástroj 37. například hydraulické ústrojí.
Při montáži kompresorového kola 4 se nejprve montážní/demontážní nástroj 37 ve tvaru diferenciálního šroubu zašroubuje zhruba jednou třetinou do kompresorového kola 4. Následně se posune kompresorové kolo 4 přes válcový konec 33 hřídele 2 až montážní/demontážní nástroj 37 ve tvaru diferenciálního šroubu dosedne svým menším vnějším závitem 39 na úložné ústrojí 35 ve tvaru vnitřního závitu válcového konce 33 hřídele 2. Potom je montážní/demontážní nástroj 37 ve tvaru diferenciálního šroubu otáčen ovládacím elementem tak dlouho, až kompresorové kolo 4 dosedne svou čelní plochou 21 na doraz 30. V tom okamžiku je mezilehlý element 29 ve tvaru pomocného ložiskového kotouče, který při obráceném posuvu slouží jako kluzná plocha axiálního/radiálního ložiska 19. sevřen mezi narážkou 22 hřídele 2 a mezi čelní plochou 21 kompresorového kola 4. Zatímco natahování kompresorového kola 4 prostřednictvím různého stoupání vnějších závitů 38, 39 lze spolehlivě realizovat, lze prostřednictvím různých průměrů vnějších závitů 38, 39 předem spolehlivě vyloučit nesprávnou montáž montážního/demontážního nástroje 37 ve tvaru diferenciálního šroubu a tak také zabránit poškození závitu. Montážní/demontážní nástroj 37 ve tvaru diferenciálního šroubu zůstává také při provozu turbokompresoru na výfukové plyny v průchozím otvoru 8 a vytváří tak přídavné axiální zajištění kompresorového kola 4. Ktomu účelu se odstraní ovládací element po uskutečněné montáži kompresorového kola 4 ze záchytu 40 ve tvaru vnitřního šestihranu montážního/demontážního nástroje 37 ve tvaru diferenciálního šroubu. Demontáž kompresorového kola 4 se uskutečňuje v opačném sledu.
Podle druhého příkladu provedení má turbodmýchadlo na výfukové plyny také vnitřní uložení. Na rozdíl od prvního příkladu provedení je však čep 7 hřídele 2 vytvořen jen dvojdílný a sestává z hřídelového kužele 11 a z válcového nákružku 34. který koresponduje s na hřídelové straně upraveným válcovým otvorem 16, jak je to patrno z obr. 3. V tomto případě je úložné ústrojí 35 ve tvaru vnitřního závitu uspořádáno uvnitř hřídelového kužele 11 a proto je také použit příslušně upravený montážní/demontážní nástroj 37' ve tvaru prodlouženého diferenciálního šroubu. Tím se vytvoří alternativní varianta upevnění pro kompresorové kolo 4, přičemž montáž/demontáž se uskutečňuje analogicky vzhledem k prvnímu příkladu provedení.
U třetího příkladu provedení má turbodmýchadlo na výfukové plyny ve směru proti proudu od kompresorového kola 4 uspořádané vnější uložení, ze kterého je znázorněna jen ložisková skříň 18' s těsněním 41. Jak kužel 9 hlavy 6, tak i hřídelový kužel 11 jsou vytvořeny na konci kompresorového kola 4 na straně kompresoru. Oba válcové otvory 15, 16 hlavy 6 jsou uspořádány na hřídelové straně kužele 9 hlavy 6. Oba mají shodný průměr a přecházejí na hmotnostním těžišti 14 kompresorového kola 4. Čep 7 hřídele 2 je třfdílný a sestává z válcového konce 33' hřídele 2 pro uložení montážního/pojistného elementu 37 ve tvaru pouzdra se závitem, z hřídelového kužele 11 a z na hřídel 2 navazujícího válcového nákružku 34' na hřídeli 2. Na rozdíl od prvního příkladu provedení tak koresponduje válcový nákružek 34' na hřídeli 2 s oběma válcovými otvory 15, 16 hlavy 2. Na hřídelové straně kužele 9 hlavy 6 má hlava 6 čelní plochu 21', která spolupůsobí s příslušně vytvořenou narážkou 22' válcového nákružku 34' na hřídeli 2, jak je to patrno z obr. 4.
-5CZ 293545 B6
Pro smontování se nejprve nasune kompresorové kolo 4 na čep 7 hřídele 2 a návazně se prostřednictvím montážního/pojistného elementu 37 ve tvaru pouzdra se závitem natáhne na hřídelový kužel _Η. Jakmile přijde čelní plocha 2Γ do kontaktu s narážkou 22', je vytvořeno požadované spojení hřídele 2 a hlavy 6.
Claims (12)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Upevnění kompresorového kola (4) pro rychloběžné turbostroje s kompresorovým kolem (4) upevněným na hřídeli (2), které sestává z hlavy (6) opatřené více oběžnými lopatkami (5) a zadní stěnou (13) a na kompresorové straně má v oblasti zadní stěny (13) hmotnostní těžiště (14),15 přičemž hlava (6) je vytvořena s centrálním průchozím otvorem (8) pro uložení čepu (7) hřídele (2) a průchozí otvor (8) je alespoň v části své délky vytvořen jako kužel (9) hlavy (6) s mnohoúhelníkovou základní plochou (10), čep (7) hřídele (2) má s kuželem (9) hlavy (6) spolupůsobící hřídelový kužel (11) a ten má mnohoúhelníkovou základní plochu (12) odpovídající mnohoúhelníkové základní ploše (10) kužele (9) hlavy (6), vyznačující se tím, že jak kužel 20 (9) hlavy (6), tak i hřídelový kužel (11) mají vždy střední průměr (23, 24) a tyto střední průměry (23, 24) jsou uspořádány v určitém axiálním odstupu (25) od hmotnostního těžiště (14) kompresorového kola (4), který odpovídá nejméně polovině středního průměru (23, 24), přičemž kužel (9) hlavy (6) a hřídelový kužel (11) leží mimo hmotnostní těžiště (14) kompresorového kola (4), a přičemž průchozí otvor (8) hlavy (6) je na hřídelové straně kužele (9) hlavy (6) vytvořen 25 alespoň v části své délky jako válco vý otvor (16).
- 2. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 1, vy značu j í cí se t í m , že průchozí otvor (8) hlavy (6) je po obou stranách kužele (9) hlavy (6) vytvořen alespoň v části své délky jako válcový otvor (15, 16).
- 3. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 2, vyznačující se tím, že hlava (6) kompresorového kola (4) má na straně hřídele na zadní stěnu (13) navazující upevňovací pouzdro (20) pro čep (7) hřídele (2), přičemž kužel (9) hlavy (6) je uspořádán v upevňovacím pouzdru (20) a válcové otvory (15,16) jsou uspořádány po obou stranách kužele (9) hlavy (6).
- 4. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 3, v y z n a č u j í c í se t í m, že na hřídelové straně hlavy (6) je na upevňovacím pouzdru (20) vytvořena čelní plocha (21) a hřídel (2) má odpovídající narážku (22).40
- 5. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 4, v y z n a č u j í c i se tím, že čep (7) hřídele (2) je vytvořen nejméně dvojdílný a sestává z hřídelového kužele (11) a z válcového nákružku (34) na hřídeli (2), shodujícího se s válcovým otvorem (16) na straně hřídele (2).
- 6. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 4, vyznačující se tím, že čep (7) 45 hřídele (2) je vytvořen nejméně třídílný a sestává z hřídelového kužele (11), z válcového nákružku (34) na hřídeli (2), shodujícího se svakovým otvorem (16) na straně hřídele (2), a z válcového konce (33) hřídele (2).
- 7. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že 50 v čepu (7) hřídele (2) a v průchozím otvoru (8) je uspořádáno vždy nejméně jedno úložné ústrojí (35, 36) pro montážní/demontážní nástroj (37, 37') kompresorového kola (4), vytvořený s výhodou ve tvaru diferenciálního šroubu se dvěma vnějšími závity (38,39).
- 8. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 7, vyznačující se tím, že obě 55 úložná ústrojí (35,36) jsou vytvořena jako vnitřní závit, úložné ústrojí (35) čepu (7) hřídele (2) je-6CZ 293545 B6 uspořádáno ve válcovém konci (33) hřídele (2) a je vytvořeno menší než úložné ústrojí (36) uspořádané v průchozím otvoru (8) hlavy (6).
- 9. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 7, vyznačující se tím, že obě 5 úložná ústrojí (35, 36) jsou vytvořena jako vnitřní závit, úložné ústrojí (35) čepu (7) hřídele (2) je uspořádáno v hřídelovém kuželu (11) a je vytvořeno menší než úložné ústrojí (36) uspořádané v průchozím otvoru (8) hlavy (6).
- 10. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 1,vyznačující se tím, že kužel ío (9) hlavy (6) je uspořádán proti směru proudění od hmotnostního těžiště (15) kompresorového kola (4).
- 11. Upevnění kompresorového kola (4) podle nároku 10, vyznačující se tím, že na kompresorové straně hmotnostního těžiště (14) je na hlavě (6) vytvořena čelní plocha (2Γ)
- 15 a hřídel (2) má odpovídající narážku (22').
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP97810685A EP0903465B1 (de) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Verdichterradbefestigung für schnellaufende Turbomaschinen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ292598A3 CZ292598A3 (cs) | 1999-04-14 |
| CZ293545B6 true CZ293545B6 (cs) | 2004-06-16 |
Family
ID=8230393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19982925A CZ293545B6 (cs) | 1997-09-19 | 1998-09-14 | Upevnění kompresorového kola pro rychloběžné turbostroje |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6012901A (cs) |
| EP (1) | EP0903465B1 (cs) |
| JP (1) | JP4089802B2 (cs) |
| KR (1) | KR100538964B1 (cs) |
| CN (1) | CN1304731C (cs) |
| CZ (1) | CZ293545B6 (cs) |
| DE (1) | DE59710695D1 (cs) |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1111172C (zh) * | 1999-07-23 | 2003-06-11 | 卢创波 | 一种改进型的天然新鲜胶乳凝固剂 |
| EP1353041A1 (de) * | 2002-04-12 | 2003-10-15 | ABB Turbo Systems AG | Turbolader mit Mittel auf der Welle zur axialen Sicherung der besagten Welle beim Bersten des Verdichterrades |
| US7374402B2 (en) * | 2002-05-06 | 2008-05-20 | Abb Turbo Systems Ag | Fastening arrangement for an impeller on a shaft |
| US6663343B1 (en) | 2002-06-27 | 2003-12-16 | Sea Solar Power Inc | Impeller mounting system and method |
| DE50309209D1 (de) * | 2002-08-02 | 2008-04-03 | Abb Turbo Systems Ag | Verfahren und vorrichtung zum einspannen rotationssymmetrischer körper |
| EP1761708B1 (en) * | 2004-06-29 | 2012-03-21 | Ingersoll-Rand Company | Device and method for detachably connecting an impeller to a shaft |
| DE102007044646A1 (de) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Ksb Aktiengesellschaft | Laufradbefestigung |
| DE102007062152A1 (de) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Welle |
| FR2931214B1 (fr) * | 2008-05-15 | 2013-07-26 | Turbomeca | Pale de rouet de compresseur a raccordement evolutif |
| DE102008043991A1 (de) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | Thielert Aircraft Engines Gmbh | Kraftstoffpumpe für Verbrennungsmotoren |
| JP2011220146A (ja) * | 2010-04-06 | 2011-11-04 | Ihi Corp | ターボ圧縮機及びターボ冷凍機 |
| JP5406812B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-02-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 遠心式流体機械用ロータ |
| JP5589889B2 (ja) * | 2011-02-21 | 2014-09-17 | 株式会社Ｉｈｉ | ターボ機械 |
| US8801379B2 (en) * | 2011-06-15 | 2014-08-12 | Honeywell International Inc. | Wheel and replaceable nose piece |
| KR101276303B1 (ko) * | 2011-08-11 | 2013-06-24 | 삼성중공업 주식회사 | 풍력발전기 |
| KR101252100B1 (ko) | 2011-09-19 | 2013-04-12 | 주식회사 뉴로스 | 터보압축기 또는 터보블로워의 임펠러의 회전구조 |
| GB201200403D0 (en) * | 2012-01-10 | 2012-02-22 | Napier Turbochargers Ltd | Connector |
| CN102536431B (zh) * | 2012-01-18 | 2014-09-03 | 山东富源动力设备有限公司 | 汽油机涡轮增压器 |
| JP5967966B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-08-10 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | インペラ及びこれを備えた回転機械 |
| DE102012207271A1 (de) * | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Verbinden einer Welle mit einem Rotationsbauteil und nach diesem Verfahren hergestellte Turboladerwelle |
| CN104246167B (zh) * | 2012-05-03 | 2018-02-06 | 博格华纳公司 | 减小应力的超级背板叶轮 |
| JP5880706B2 (ja) * | 2012-06-11 | 2016-03-09 | 株式会社Ihi | ターボ機械 |
| CN102767398A (zh) * | 2012-07-04 | 2012-11-07 | 联优机械(常熟)有限公司 | 透平膨胀机的叶轮与主轴的配合结构 |
| JP5415601B1 (ja) * | 2012-08-30 | 2014-02-12 | 株式会社Ｉｈｉ回転機械 | バランス修正用支承装置 |
| CN102927141A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-02-13 | 哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 | 联轴器组件 |
| CN102966595B (zh) * | 2012-12-11 | 2015-04-15 | 三一能源重工有限公司 | 一种离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构及离心压缩机 |
| DE102013203455A1 (de) * | 2013-02-28 | 2014-08-28 | Abb Turbo Systems Ag | Zwischenwand zur Abdichtung des Rückraums eines Radialverdichters |
| JP6111912B2 (ja) * | 2013-07-10 | 2017-04-12 | ダイキン工業株式会社 | ターボ圧縮機及びターボ冷凍機 |
| DE102013015563A1 (de) * | 2013-09-20 | 2015-03-26 | Abb Turbo Systems Ag | Abgasturbolader |
| WO2015146765A1 (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | 株式会社Ihi | インペラ締結構造及びターボ圧縮機 |
| US9995179B2 (en) * | 2014-12-17 | 2018-06-12 | Progress Rail Locomotive Inc. | Compressor assembly for turbocharger burst containment |
| US10119551B2 (en) | 2015-08-07 | 2018-11-06 | Hamilton Sundstrand Corporation | Anti-icing impeller spinner |
| FR3063778A1 (fr) | 2017-03-08 | 2018-09-14 | BD Kompressor GmbH | Turbocompresseur centrifuge |
| KR102406229B1 (ko) * | 2017-10-18 | 2022-06-10 | 한화파워시스템 주식회사 | 작동 유체 씰링 시스템 |
| JP2019082170A (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | ポリマ圧縮機ホイール組立体 |
| JP6933301B2 (ja) | 2018-05-24 | 2021-09-08 | 株式会社Ihi | 回転体、および、過給機 |
| JP7042915B2 (ja) * | 2018-08-07 | 2022-03-28 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | 過給機及び過給機の製造方法 |
| CN109519414B (zh) * | 2018-11-16 | 2024-02-23 | 珠海格力电器股份有限公司 | 离心压缩机、转子结构及其重心调节方法 |
| DE112019006752T5 (de) * | 2019-03-14 | 2021-11-04 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Kompressorradvorrichtung und lader |
| US11365630B1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-06-21 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Fan rotor with tapered drive joint |
| EP4556719A1 (en) * | 2023-11-17 | 2025-05-21 | Rolls-Royce plc | Liquid hydrogen pump impellor assembly |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US985491A (en) * | 1910-06-02 | 1911-02-28 | Cipriano Andrade Jr | Propeller-puller. |
| US2010525A (en) * | 1934-02-26 | 1935-08-06 | Ingersoll Rand Co | Locking device for pump impellers |
| US2602683A (en) * | 1945-03-03 | 1952-07-08 | Sulzer Ag | Rotor for turbomachines |
| US2438866A (en) * | 1945-06-01 | 1948-03-30 | United Aircraft Corp | Impeller mounting |
| US3019039A (en) * | 1956-04-09 | 1962-01-30 | Fairchild Stratos Corp | Means for mounting a body on a rotating shaft |
| US2992961A (en) * | 1956-06-29 | 1961-07-18 | Herman S Preiser | Method of insulating a ship's propeller for minimizing electrolytic action |
| US3413926A (en) * | 1967-08-25 | 1968-12-03 | Gen Signal Corp | Centrifugal pump |
| JPS4815164B1 (cs) * | 1968-08-20 | 1973-05-12 | ||
| GB1318526A (en) * | 1969-11-28 | 1973-05-31 | Cav Ltd | Rotor assemblies |
| SE355399B (cs) * | 1971-03-03 | 1973-04-16 | Skf Ind Trading & Dev | |
| GB1430308A (en) | 1973-04-06 | 1976-03-31 | Woollenweber W E | Rotatable assembly |
| US3924978A (en) * | 1974-01-18 | 1975-12-09 | Curtiss Wright Corp | Coupling means for a sectional drive shaft of a rotary mechanism |
| US4257744A (en) * | 1979-03-21 | 1981-03-24 | Westinghouse Electric Corp. | Impeller and shaft assembly for high speed gas compressor |
| US4340317A (en) * | 1981-05-07 | 1982-07-20 | Northern Research & Engineering Corp. | Splineless coupling means |
| DE3268013D1 (en) * | 1981-08-18 | 1986-01-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Exhaust-gas turbocharger with bearings between turbine and compressor |
| JPS5872602A (ja) * | 1981-10-28 | 1983-04-30 | Hitachi Ltd | 回転子組立体 |
| JPS58204998A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-11-29 | Nissan Motor Co Ltd | インペラのセラミツク軸取付け構造 |
| JPS5939701U (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-14 | 石川島播磨重工業株式会社 | 羽根車の取付装置 |
| DE3532348A1 (de) * | 1984-09-19 | 1986-03-27 | Volkswagen AG, 3180 Wolfsburg | Laufzeug fuer einen abgasturbolader |
| US4788740A (en) * | 1984-11-09 | 1988-12-06 | Royal Appliance Mfg. Co. | Hand vacuum cleaner |
| DE3625996A1 (de) * | 1986-07-31 | 1988-02-04 | Kuehnle Kopp Kausch Ag | Laufzeug fuer einen abgasturbolader |
| US4925369A (en) * | 1987-10-28 | 1990-05-15 | Brunswick Corporation | Easily removed marine propeller |
| JPH01249993A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-05 | Ebara Corp | 高温ガス用ブロワ |
| DE3816796A1 (de) * | 1988-05-17 | 1989-11-30 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | Laufzeug mit mechanischer kupplung |
| US5163816A (en) | 1991-07-12 | 1992-11-17 | General Motors Corporation | Wheel lock, centering and drive means and turbocharger impeller combination |
| US5193989A (en) | 1991-07-19 | 1993-03-16 | Allied-Signal Inc. | Compressor wheel and shaft assembly for turbocharger |
| DE19540745A1 (de) * | 1995-11-02 | 1997-05-07 | Asea Brown Boveri | Verdichterrad-Wellenverbindung |
| US5759074A (en) * | 1996-09-25 | 1998-06-02 | Brunswick Corporation | Impeller mounting system for a personal watercraft |
-
1997
- 1997-09-19 DE DE59710695T patent/DE59710695D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-19 EP EP97810685A patent/EP0903465B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-09-11 KR KR1019980037539A patent/KR100538964B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-14 US US09/152,519 patent/US6012901A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-14 CZ CZ19982925A patent/CZ293545B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-09-18 CN CNB981192955A patent/CN1304731C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-21 JP JP26681298A patent/JP4089802B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0903465B1 (de) | 2003-09-03 |
| EP0903465A1 (de) | 1999-03-24 |
| JP4089802B2 (ja) | 2008-05-28 |
| KR19990029728A (ko) | 1999-04-26 |
| KR100538964B1 (ko) | 2006-02-28 |
| US6012901A (en) | 2000-01-11 |
| CN1212320A (zh) | 1999-03-31 |
| CN1304731C (zh) | 2007-03-14 |
| JPH11148492A (ja) | 1999-06-02 |
| DE59710695D1 (de) | 2003-10-09 |
| CZ292598A3 (cs) | 1999-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ293545B6 (cs) | Upevnění kompresorového kola pro rychloběžné turbostroje | |
| US8899916B2 (en) | Torque frame and asymmetric journal bearing for fan drive gear system | |
| EP1805398B1 (en) | Turbocharger with thrust collar | |
| CA1063030A (en) | Gas turbine shaft and bearing assembly | |
| US4183719A (en) | Composite impeller wheel with improved centering of one component on the other | |
| US7942635B1 (en) | Twin spool rotor assembly for a small gas turbine engine | |
| DE60129648T2 (de) | Turboladerwelle mit zentrierenden Verbindungen | |
| CN109322848B (zh) | 压气机试验件的转子组件及压气机试验件 | |
| US7322181B2 (en) | Turbofan engine with the fan fixed to a drive shaft supported by a first and a second bearing | |
| CN101709667A (zh) | 涡轮机 | |
| US20040131469A1 (en) | Compressor wheel assembly | |
| US6052897A (en) | Compressor-wheel arrangement for turbochargers | |
| EP2601384B1 (en) | Gas turbine engine comprising a tension stud | |
| US8985961B2 (en) | Turbomachine rotor comprising an anti-wear plug, and anti-wear plug | |
| JPH0637842B2 (ja) | ターボ機械のロータ及びその連結方法 | |
| JP4064370B2 (ja) | ガスタービンエンジンを組立てるための方法及び装置 | |
| US8727935B2 (en) | Fan drive gear system torque frame pin retainer | |
| US20160102556A1 (en) | Shaft arrangement | |
| PL137055B1 (en) | Supercharging turbocompressor being propelled with exhaust gases and provided with bearing arrangement for its rotor disposed between the propelling turbine and the compressor | |
| KR20050080734A (ko) | 콤프레서휠과 샤프트의 결합구조 | |
| JP2002242884A (ja) | 半径流圧縮機羽根車の取付け装置 | |
| US4607971A (en) | Shaft coupling | |
| EP3260739B1 (en) | Low-cost epicyclic gear carrier and method of making the same | |
| US9957799B2 (en) | Balance ring for gas turbine engine | |
| CN117027957A (zh) | 一种用于涡轮转子连接的螺栓连接结构及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20180914 |