DE3021318A1 - Wellenverbindung - Google Patents

Wellenverbindung

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DE3021318A1 DE19803021318 DE3021318A DE3021318A1 DE 3021318 A1 DE3021318 A1 DE 3021318A1 DE 19803021318 DE19803021318 DE 19803021318 DE 3021318 A DE3021318 A DE 3021318A DE 3021318 A1 DE3021318 A1 DE 3021318A1
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/043Shafts
    • F04D29/044Arrangements for joining or assembling shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/02Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2200/00Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
    • F16B2200/40Clamping arrangements where clamping parts are received in recesses of elements to be connected
    • F16B2200/403Threaded clamping parts

Description

Wellenverbindung
Die Erfindung betrifft eine Wellenverbindung mit selbstzentrierender Stirnverzahnung für stopfbuchslose Umwälzpumpen, insbesondere Reaktorurrwälzpumpen.
Bei diesen Pumpen, die meist mit Tyristoren-Drehzahl geregelt werden, müssen die auf der Welle befestigten Teile möglichst spielfrei aufgepaßt und zentriert werden, um Relativbewegungen und Verschleiß zu vermeiden. Außerdem sind die Läuferteile, wie Laufrad, Rotor, Spurscheibe für Axiallager, als voll austauschbare Einzelteile auszuführen, um sie untereinander und als Ersatzteile den einzelnen Wellensträngen ohne gemeinsames Auswuchten zuordnen zu können. Um die kritische Drehzahl sicher über die Betriebsdrehzahl zu legen, wird dabei die Welle üblicherweise als. Hohlwelle ausgeführt.
Diese Forderungen, die im Hinblick auf den Einsatz der Pumpen in Kernkraftwerken vorgegeben sind, optimal zu erfüllen, ist nachveiligerweise bei bisher bekannten Ausführungen nicht zufriedenstellend erreicht worden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht zur Vermeidung dieses Nachteils bzw. zur optimalen Erfüllung der genannten Forderungen darin, die Pumpenmotorwelle einer stopfbuchslosen Umwälzpumpe konstruktiv so auszuführen, daß, um Relativbewegungen zu vermeiden, spielfreie Passungen und möglichst einfache Montage mit geringstem Risiko gewährleistet ist. Auch müssen Laufrad, Rotor und Spurscheibe mit reproduzierbaren Laufgenauigkeiten derart austauschbar sein, daS nach dem Austausch für die Teile keine Nachwuchtung nötig ist. Desweiteren muß die Übertragung der Drehmomente auch bei Drehzahländerung und oszillierenden Drehbewegungen, beispielsweise durch den Tyristorantrieb, durch genauesten Formschluß und Kombination der Radiallager/Axiallager mit direkter Verbindung zum Motor bzw. Rotor möglich sein.
Die Lösung der Aufgabe ist nach der Erfindung bei einer Pumpenwellenverbindung der eingangs genannten Art ein Wellenstrang bestehend aus Pumpenhohlwelle und über Konuspreßsitz, Zylindersitz und Paßfeder mit ihr zusammengesteckter und verspannter Motorhoh!welle, bei dem einerseits aim Ende der Pumpenhohlwelle das Pumpenlaufrad über selbstzentrierende Stirnverzahnung, Wellendeckscheibe und Deckscheibenschraube nebst Mutter zentriert und befestigt sowie mittels Schweißnaht abgedichtet und andererseits am
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Ende eier Moto!"hohlwelle eine Spurscheibe über Stirnverzahnung und Spurscheiber.schraube nebst Mutter mit dieser verbunden ist, wobei sich die Bohrung für die Spurscheibenschraube am Ende des ir- die Motorhohlwelle hineinragenden Teils der Pumpenhohlwelle befindet.
Auf Ö3r Motorhohlwelle sitzen die Radiallager, die zur Führung des Rotors dienen. Bei Austausch von Laufrad, Rotor und Welle können diese wahlweise demontiert und neue Teile montiert werden, was durch die Präzision der Verbindungen und durch Wuchten der Teile auf einer sogenannten Nut-Welle möglich wird.
Die Abbildung zeigt als Ausführungsbeispiel der Pumpenwellenverbindung nach der Erfindung einen Wellenstrang mit Laufrad 1, Deckscheibenschraube (Verbindungsschraube) 2 zur Wellendeckscheibe 3 am Ende der Pumpenhohlwelle 4, Rotor- bzw. Motorhohlwelle 5, Rotor 6, Spurscheibe 7, Spurscheibenschraube 8, Mutter zur Spurscheibenschraube 9, Mutter zur Laufradbefestigungsschraube 11 und den beiden Radiallagern.
Wie die Abbildung weiter zeigt, wird das Laufrad 1 über eine Stirnverzahnung 13 mit der Welle direkt verbunden (Formschluß), wobei die Verspannung über die Verbindungsschraube 2 zwischen
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Laufradwellendeckscheibe 3 unc' der Mutter 11 vorgenommen wird. Diese Vorspannung kann bei vorgegebener Konstruktion, beispielsweise durch Hydraulikspanner, aufgebracht werden, wobei die dargestellte Mutterausführung zweigeteilt, d.h. Knauf und Mutter, ausgeführt wird. Um ein Eintreten des Primärwassers in die Welle zu verhindern, wird die mit der Welle verschraubte Deckscheibe 3 an der Stelle 10 verschweißt. Außerdem kann zusätzlich eine temperaturbeständige Dichtung zwischen Welle und Deckscheibe beispielsweise an der Stelle 14 eingelegt werden.
Das Rotorpaket 6 wird auf die Motorhohlwelle 5 aufgepreßt, so da3 beide Teile eine Einheit darstellen. Diese Motorhohlwelle v/ird über einen konischen Sitz an der Stelle 15 gegen die Pumpenhohlwelle 4 axial gepreßt und über Zylindersitze am unteren und oberen Ende sowie über eine Paßfeder 16 zentriert. Die Vorspannung am Kegel wird so gewählt, daß die Dehnung in Umfangsrichtung an der Motorhohlwelle 5 im elastischen Bereich vorgegeben wird. Die Begrenzung des Aufschiebeweges geschieht durch den axialen Anschlag an der Pumpenwelle bzw. wird durch die Vorspannung der Spruchscheibenverbindung 8, 9 erreicht. Die Motorhohlwelle 5 kann gleichzeitig zur Aufnahme der Radiallagerbüchsen herangezogen werden. Ferner wird über die Verbindung 8,
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die Spurscheibe für die Aufnahme der in beiden Richtungen wirkerden Axiallagerkräfte mit dem Rotor bzw. Pumpenwelle verschraubt. Auch hier wird die formschlüssige Verbindung mit der Motorhohlwelle 5 über eine Stirnverzahnung vorgenommen. Diese Verbindung kann wie die Laufradverbindung mit Hydraulikspanner vorgezogen werden. Beide Schraubverbindungen können mit gleichen Hilfsvorrichtungen vorgespannt werden, da die Dehnschrauben dimensionsgleich ausgeführt werden können.
Die Vorteile der Pumpenwellenverbindung nach der Erfindung sind die folgenden:
a) selbstzantrierende Verbindung zwischen Laufrad und Welle, Welle - Motorhohlwellej Spurscheibe - Motorhohlwelle
b) einfache Montage der Laufrad- und Spurscheibenbefestigung durch eine Mittelschraube und keinerlei zylindrische Paßsitze
c) durch sehr hohe Genauigkeiten bei der Fertigung der Stirnverzahnung absolute Reproduzierbarkeit der Laufruhe
d) direkte Drehmomentübertragung zwischen Rotor und Spurscheibe über die Motorhohlwelle
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e) keine Releitivdehnung zwischen Motorhohlwelle und Pumpenhohlvv'elle durch konische Zentrierung und exakter axialer Vorspannung, daher geringes Risiko von Reibkorrosion
f) Paßsitze an Laufrad und Spurscheibe müssen nicht mit Sonderwerkstoffen aufgespritzt werden, da keinerlei Risiko für das Pressen zwischen den verspannten Teilen vorliegt
g) nach Austausch der Verschleißteile kein Nachwuchten erforderlich, da absoulte Reproduzierbarkeit der erforderlichen Flanschläge erreicht werden kann
h) Möglichkeit der Anwendung hydraulischer Spannexnrichtungen bei minimaler Schraubenzahl und somit korrektes Erreichen der Vorspannkräfte
i) trotz Mittenschraubenverspannung kann abgedichtete Hohlwelle realisiert werden.
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Leerseite

Claims (1)

  1. Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft
    Patentanspruch
    Wellenverbindung mit Stirnverzahnung für stopfbuchslose Umwälzpumpen, insbesondere Reaktorpumpen, gekennzeichnet durch einen Wellenstrang bestehend aus Pumpenhohlwelle (4) und über Konuspreßsitz (15), Zylindersitz und Paßfeder (16) mit ihr zusammengesteckter und verspannter Motorhohlwelle (5), bei dem einerseits am Ende der Pumpenhohlwelle (4) das Pumpenlaufrad (1) über selbstzentrierende Stirnverzahnung (13), Wellen— deckscheibe (3) und [Deckscheibenschraube (2) nebst Mutter (11) zentriert und befestigt sowie mittels Schweißnaht (10) abgedichtet und andererseits am Ende der Motor hohlwelle (5) eine Spurscheibe (7) über Stirnverzahnung (13) und Spurscheibenschraube (8) nebst Mutter (9) mit dieser verbunden ist, wobei sich die Bohrung für die Spurscheibenschraube (8) am Ende des in die Motorhohlwelle (5) hineinragenden Teils der Pumpenhohlwelle (4) befindet.
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    ORIGINAL INSPECTED
DE3021318A 1980-06-06 1980-06-06 Wellenverbindung Expired DE3021318C2 (de)

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GB (1) GB2118274B (de)
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