DK173896B1 - Indretning til fastgørelse af f.eks. en blæserrotor på en drivaksel - Google Patents

Description

i DK 173896 B1 Nærværende opfindelse angår en indretning til fastgørelse af f.eks. en blæserrotor på en drivaksel.

Det drejningsmoment, som afgives af driwiotoren, er næsten 5 aldrig konstant, men varierer mere og mindre. Drejningsmomentets variationer eller pulsationer forstærkes, dersom rotorens drivsystem omfatter hastighedsregulering. Sådanne drivsystemer kan f.eks. omfatte elektriske motorer med frekvensomsættere eller elektroniske variatorer, eller dieselmotorer.

Sådanne pulserende drejningsmomenter forårsager ofte resonansvibrationer i dele af maskinen, f.eks. blæserskovlene, hvad der medfører træthedsbrud i sådanne dele af 15 maskinen.

Indtil nu er dette problem blevet løst ved at indskyde en til formålet tilpasset elastisk eller eftergivende kobling mellem motorens drivende aksel og rotorakselen. Denne 20 tidligere kendte løsning er vist i fig. 1 som anvendt på en blæser, hvor en elastisk kobling 20 er indskudt mellem den drivende aksel 21 i motoren 22 og blæserakselen 24, som bærer blæserrotoren 26. Blæserakselen 24 er lejret i særskilte lejer 28,30. At beskytte blæseren fra pulserende 25 drejningsmomenter fra motoren på den måde er imidlertid kostbart og kræver megen plads, hvorfor den for visse anvendelsesområder er uanvendelig.

US 1 493 066 omtaler en løsning til udbalancering af iner-30 tikræfter på flypropellere. Fjedre er placerede imellem kiler, hvilke kiler på drivorganerne også danner glideflader, som forhindrer radial bevægelse. For at opnå en tilstrækkelig radial stabilitet, skal frigangen ved disse relativt smalle kiler være så lille, at der opstår en betydelig friktion 35 imellem giidefladerne, hvilken friktion modvirker den relative bevægelse. Gøres frigangen tilstrækkelig stor til at DK 173896 B1 2 afhjælpe dette problem, mistes den radiale stabilitet.

US 2 219 303 viser en konstruktion, hvor den radiale fastholdelse beror på det fleksible element uden nogen form for 5 supplerende radial lejring.

US 4 338 064 og 4 566 855 omtaler montering af propellere på en aksel via et mellemliggende fleksibelt element, hvor den tilstræbte virkning er, at propelleren skal glide på 10 akslen, hvis den stoppes på grund af ydre påvirkninger.

For at opnå den ønskede fleksibilitet ved monteringen af rotoren på akslen via et fleksibelt element, skal materialet i dette være relativt blødt. Stigende blødhed giver imidler-15 tid forringet radial stabilitet.

Det er opfindelsens formål at anvise en ny løsning på de problemer, der forårsages af pulserende drejningsmomenter, hvormed de omtalte ulemper ved de tidligere kendte kon-20 struktioner er afhjulpet, og dette formål opnås ved hjælp af en indretning, der udviser de i krav l's kendetegnende del angivne træk.

Med en indretning ifølge opfindelsen opnås en fleksibel 2 5 fastgørelse af rotoren og en lejring af rotoren på akslen ved hjælp af et radialleje.

En rulle- eller kugleleje tilvejebringer en særdeles god radial fiksering af rotoren, som er nødvendig for at undgå 30 ubalance.

I øvrigt udviser rulle- eller kuglelejer en meget lav friktionskoefficient i forhold til akslen, hvilket eliminerer enhver drejningsmomentoverføring eller pulserende drejnings-35 momentoverføring gennem dette leje. Drejningsmomentoverføringen sker alene via de fleksible gummielementer.

DK 173896 B1 3

Ifølge en hensigtsmæssig udførelsesform for opfindelsen er indretningen anbragt inden i rotorens nav.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under 5 henvisning til fig. 2 og 3 på tegningen, på hvilken fig. 1 som nævnt ovenfor viser en tidligere kendt indretning til beskyttelse af en blæser mod pulserende drej ning smomenter, fig. 2 viser et sammentrængt aggregat bestående af en 10 drivmotor og en blæser, hvor indretningen ifølge opfindelsen kan anvendes, fig. 3 er et aksialsnit gennem et blæserrotornav med et udførelseseksempel på en indretning ifølge opfindelsen, og 15 fig. 4 viser et andet eksempel på, hvorledes en elastisk eller eftergivende kobling til anvendelse i en indretning ifølge opfindelsen kan udformes.

Fig. 2 viser et kompakt aggregat, hvori blæserrotoren 32 20 bæres direkte af drivakselen fra motoren 34.

En sammenligning af fig. 1 og 2 vil umiddelbart vise forskellen i pladsbehov for de to aggregater, med blæserakselen adskilt fra drivakselen og lejret i særskilte 25 lejer som vist i fig. 1, henholdsvis aggregatet ifølge fig. 2.

Fig. 3 viser et udførelseseksempel på en indretning ifølge opfindelsen installeret i et aggregat af den i fig. 2 vi-30 gte art til at beskytte blæseren fra pulserende drejningsmomenter fra drivmotoren ved at dæmpe og filtrere pulsationerne på en sådan måde, at resonansfrekvenser ikke anslås i f.eks. rotoren eller akselen. 1 Således viser fig. 3 en blæserroter 1 fastgjort til en ringformet plade 2 ved hjælp af en boltesamling 15,16,17.

DK 173896 B1 4

Til denne plade er der ved 6 fastgjort et dæksel 4, ved hvis hjælp et kugleleje 3 er aksialfikseret på drivakselen 36. Inden for dækslet 4 er en afstandsring 5 anbragt mellem kuglelejet 3 og en brystflade 38 på drivakselen 36.

5

Et ringformet elastisk organ 9 er også fastgjort til pladen 2. Dette organ 9 holdes fastklemt mod en centreringsring 8 ved hjælp af skruer 11 og en klemmering 10. Centreringsringen 8 er fikseret i radialretningen mellem klem-10 meringen 10 og en trinflade 40 på pladen 2. Med dette arrangement overføres drejningsmomentet fra den elastiske ring 9 til pladen 2 gennem berøringsfladerne med centreringsringen 8 hen imod den elastiske ring 9 og pladen 2.

15 Den elastiske ring 9 er også fastgjort til navdelen 7 ved hjælp af en anden klemmering 12 og skruer 13. Navdelen 7 er igen fastkilet på drivakselen 36 og fastskruet aksialt ved hjælp af en skrue 18 og en skive 14. Også denne forbindelse er således konstrueret, at drejningsmomentet 20 overføres fra drivakselen 36 til den elastiske ring 9 i alt væsentligt gennem berøringsfladerne mellem den elastiske ring 9 og på den ene side navdelen 7 og på den anden side klemmeringen 12.

25 Som nævnt ovenfor anvendes en ikke vist notkile til at overføre drejningsmomentet mellem akselen 36 og navet 7. Navdelen 7 er fastskruet aksialt på drivakselen 36 ved hjælp af skruen 18 og skiven 14. Således er hele navkonstruktionen med indretningen ifølge opfindelsen ved hjælp 3 0 af skruen 18 fastspændt på drivakselen 36 mod brystfladen 38.

Drejningsmomentet fra drivakselen 36 overføres således til blæserrotoren 1 gennem den elastiske ring 9. Pulsationer 35 eller variationer i drejningsmomentet fra drivakselen 36 t DK 173896 B1 5 dæmpes eller filtreres takket være virkningen af den ela- [ stiske ring 9, som absorberer disse pulsationer og varia- ' tioner ved at tillade en vis drejningsbevægelse mellem blæserrotoren 1 og drivakselen 36 ved hjælp af lejet 3, der centrerer blæserrotoren 1 på drivakselen 36 i radial-5 retningen med en lille frigang.

Den elastisk ring, der udgør et eksempel på, hvorledes den elastiske kobling kan udføres, består fortrinsvis af gummi, og lejet kan være af en hvilken som helst egnet art, 10 såsom et kugleleje, et rulleleje, et glideleje eller et leje, der omfatter en bøsning, hvori drivakselen kan rotere.

Fig. 4 viser et andet udførelseseksempel på indretningen 15 ifølge opfindelsen. I dette udførelseseksempel omfatter den elastiske eller eftergivende kobling mellem drivakselen og blæserrotoren et fortandet hjul 42, der er anbragt inden i en omgivende cylinder 44 med indadrettede tænder 46. I mellemrummene mellem tænderne 46 i cylinderen 44 og 20 de tilstødende tænder 48 på hjulet 42 er der anbragt puder 50 af elastisk materiale, såsom gummi. Ved at fastgøre drivakselen 36 til det fortandede hjul 42 og blæserrotoren 1 til cylindren 44 fremkommer en elastisk kob- linq, som vil dæmpe eller filtrere pulsationer og varia-25 tioner i drejningsmomentet fra drivakselen 36.

Det er også muligt at tilvejebringe en elastisk eller eftergivende kobling mellem drivakselen og blæserrotoren ved hjælp af fjedre.

30

Indretningen ifølge opfindelsen kan anvendes på blæsere op til en vis størrelse. Når blæserne er meget store, kan '„rotoren normalt ikke længere bæres af motorens drivaksel 'på grund af den store størrelse og vægt. Til sådanne store 4 35 6 DK 173896 B1 blæserrotorer er det nødvendigt at anvende en indretning af den i fig. 1 viste art.

Der er blevet foretaget prøver med en indretning ifølge 5 opfindelsen installeret på en aksialblæser, hvori blæserrotoren var monteret direkte på enden af motorens drivende aksel. Der blev anvendt et drivsystem på 75 kW med variabel hastighed. Med et stift aggregat på motorens drivaksel blev bladene af det pulserende drejningsmoment 10 sat i kraftige svingninger i den første naturlige vibrationsmodus. Med et aggregat, der omfattede en indretning ifølge opfindelsen, blev vibrationernes amplitude ved resonanshastigheden formindsket med en faktor på ca. 40.

En anden fordel, der opnås med indretningen ifølge opfindelsen er, at der kan opnås en blødere start af blæseren, hvad der er af betydning i visse anvendelser.

Indretningen ifølge opfindelsen kan anvendes på både 20 aksial- og centrifugal-blæsere, og den kan også anvendes på andre typer af turbo-maskineri.

i

Claims (6)

1. Indretning til fastgørelse af en rotor (1) på en drivaksel (36) , omfattende i det mindste ét elastisk eller eftergivende 5 organ (9,50) anbragt til at overføre drejningsmoment fra akselen til rotoren, kendetegnet ved, at rotoren (1) er understøttet på drivakselen (36) ved hjælp af et radialleje (3), der tillader relativ drejningsbevægelse mellem rotoren og akselen. 10

2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det elastiske eller ftergivende organ udgøres af en elastisk ring 9, der er fastgjort til akselen (36) og til rotoren (1).

3. Indretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det elastiske eller eftergivende organ (9,50) består af gummi.

4. Indretning ifølge et eller flere af kravene, 1-3, k e n-20 detegnet ved, at lejet (3) omfatter et kugleleje, et rulleleje, et simpelt glideleje eller en bevægelig bøsning.

5. Indretning ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at radiallejet (3) og et elastisk eller 25 eftergivende organ er anbragt inde i rotorens (1) nav.

6. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved radialt udadrettede fremspring (48), der er udformet i ét stykke eller er forbundet med drivakselen (36) og strækker 30 sig i mellemrummene mellem radialt indadrettede fremspring (46) på indersiden af en cylinder (44), hvortil rotoren er fastgjort, idet elastiske puder (50) er anbragt mellem tilstødende udad- henholdsvis indad-rettede fremspring.