ITCO20090062A1 - Accoppiamento per bilanciamento rotore - Google Patents

Accoppiamento per bilanciamento rotore Download PDF

Info

Publication number
ITCO20090062A1
ITCO20090062A1 IT000062A ITCO20090062A ITCO20090062A1 IT CO20090062 A1 ITCO20090062 A1 IT CO20090062A1 IT 000062 A IT000062 A IT 000062A IT CO20090062 A ITCO20090062 A IT CO20090062A IT CO20090062 A1 ITCO20090062 A1 IT CO20090062A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
main body
coupling
rotor
body portion
extended
Prior art date
Application number
IT000062A
Other languages
English (en)
Inventor
Giovanni Ballerini
Stefano Casadio
Adriano Grossi
Sergio Palomba
Original Assignee
Nuovo Pignone Spa
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
Priority to ITCO2009A000062A priority Critical patent/IT1396520B1/it
Application filed by Nuovo Pignone Spa filed Critical Nuovo Pignone Spa
Priority to AU2010329916A priority patent/AU2010329916A1/en
Priority to PCT/EP2010/069248 priority patent/WO2011070100A1/en
Priority to CA2783687A priority patent/CA2783687A1/en
Priority to BR112012013991A priority patent/BR112012013991A2/pt
Priority to CN201080063440.1A priority patent/CN103052764B/zh
Priority to JP2012542547A priority patent/JP5636436B2/ja
Priority to EP10790931.9A priority patent/EP2510194B1/en
Priority to US13/514,498 priority patent/US9200977B2/en
Priority to KR1020127017782A priority patent/KR20120092182A/ko
Priority to MX2012006662A priority patent/MX2012006662A/es
Priority to RU2012124935/06A priority patent/RU2550716C2/ru
Publication of ITCO20090062A1 publication Critical patent/ITCO20090062A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1396520B1 publication Critical patent/IT1396520B1/it

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/02Details of balancing machines or devices
    • G01M1/06Adaptation of drive assemblies for receiving the body to be tested
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/027Arrangements for balancing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • F01D25/285Temporary support structures, e.g. for testing, assembling, installing, repairing; Assembly methods using such structures
    • 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
    • F16D1/033Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like by clamping together two faces perpendicular to the axis of rotation, e.g. with bolted flanges
    • 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
    • F16D1/04Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • 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
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/076Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end by clamping together two faces perpendicular to the axis of rotation, e.g. with bolted flanges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H6/00Buildings for parking cars, rolling-stock, aircraft, vessels or like vehicles, e.g. garages
    • E04H6/42Devices or arrangements peculiar to garages, not covered elsewhere, e.g. securing devices, safety devices, monitoring and operating schemes; centering devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/40Transmission of power
    • F05D2260/402Transmission of power through friction drives
    • F05D2260/4023Transmission of power through friction drives through a friction clutch
    • 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
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D2001/062Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end characterised by adaptors where hub bores being larger than the shaft
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining
    • Y10T29/49947Assembling or joining by applying separate fastener
    • Y10T29/49963Threaded fastener
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/70Interfitted members
    • Y10T403/7075Interfitted members including discrete retainer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

DESCRIZIONE
CAMPO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce generalmente ad accoppiamento fra attrezzature e, più specificamente, ad un accoppiamento o ad un’interfaccia fra un rotore e una macchina di prova di bilanciamento. ARTE NOTA
Le turbomacchine (note anche come “turbomacchine rotanti”) sono una classe di macchine che comprende compressori, turbomotori e simili e che include rotori i quali, quando sono in funzione, ruotano a velocità altissime, ad esempio migliaia o decine di migliaia di giri al minuto (RPM). Il rotore include tipicamente un albero supportato assialmente e radialmente per rotazione nei cuscinetti. In considerazione delle dimensioni e del peso di detti rotori, anche un piccolo squilibrio che fosse presente nel rotore può ridurre notevolmente il numero di ore di lavoro di una turbomacchina. Ad esempio, per un rotore che abbia un peso di 500 libbre e uno squilibrio (ad esempio, disassamento del centro di gravità) di soli 0,001 pollici, la forza derivante dallo squilibrio sarebbe di circa 2000 libbre quando il rotore viene ruotato a 12.000 giri al minuto, forza che viene osservata come vibrazioni che possono rovinare rapidamente i cuscinetti.
Un modo di risolvere questo problema è provare il bilanciamento dei rotori sia mentre vengono assemblati in stadi sia dopo che sono stati assemblati completamente e quindi operare adeguamenti per la compensazione di eventuali squilibri rilevati. Queste prove di bilanciamento possono essere effettuate collegando i rotori o gli stadi dei rotori ad un’attrezzatura di prova di bilanciamento che ruota il rotore sotto vuoto ad alta velocità e che è dotata di sensori che rilevano gli squilibri, ad esempio i disassamenti del centro di gravità, durante la rotazione.
La Figura 1 illustra una configurazione generalizzata di prova di bilanciamento ad alta velocità. All’interno di una camera a vuoto 2, i piedistalli 4 supportano un rotore 8 e un motore 6 della macchina di prova di bilanciamento è collegato al rotore 8 per essere testato mediante un accoppiamento o un’interfaccia 9. Oltre ad un albero, il rotore 8 può anche disporre di uno o più elementi accoppiati all’albero, ad esempio una o più giranti, come sotto descritto. L’accoppiamento 9 trasferisce la coppia di torsione dal motore 6 al rotore 8 e viene fornito come elemento del sistema di prova in quanto esistono tipicamente molte dimensioni e configurazioni diverse dei rotori 8 di cui provare il bilanciamento utilizzando una macchina di prova di bilanciamento e pertanto l’accoppiamento 9 funziona come adattatore fra i vari rotori 8 da testare e la macchina di prova di bilanciamento. Un accoppiamento esemplificativo viene illustrato in Figura 2. In esso, si può vedere che l’accoppiamento 9 ha forma generalmente conica rastremata verso l’estremità che si adatta al rotore 8 ed ha un diametro sufficientemente grande in rapporto al rotore 8. In pratica, l’accoppiamento 9 viene ristretto a caldo sul rotore 8 prima della prova di bilanciamento e quindi rimosso per assemblaggio nella rispettiva turbomacchina.
L’uso di tale accoppiamento 9 come parte del processo di prova di bilanciamento comporta numerosi inconvenienti. In primo luogo, l’accoppiamento 9 è relativamente pesante, ad esempio dell’ordine di Kg. 20-30, per cui l’eventuale eccentricità che presentasse rende il conseguente squilibrio aggiunto al sistema di prova abbastanza importante da incidere negativamente sulla prova di bilanciamento, con la conseguenza di avere un rotore 8 potenzialmente squilibrato. Infatti, in alcuni casi, la grandezza dello squilibrio aggiunto dall’accoppiamento 9 può raggiungere il 200% della tolleranza accettabile di squilibrio per il rotore 8. In secondo luogo, il metodo di fissaggio dell’accoppiamento 9 al rotore, cioè il restringimento a caldo, è un’operazione che impegna molto tempo, che ha una certa complessità e che può danneggiare la superficie stessa del rotore.
Conformemente a ciò, sarebbe desiderabile progettare e fornire un accoppiamento per un rotore ad una macchina di prova di bilanciamento che possa superare le summenzionate limitazioni degli accoppiamenti esistenti.
DESCRIZIONE SOMMARIA
I sistemi, i dispositivi e i metodi secondo le presenti realizzazioni esemplificative forniscono accoppiamenti o interfacce utilizzabili ad esempio nelle prove di bilanciamento dei rotori. Fornendo un dispositivo d’attrito fra l’accoppiamento e il rotore da testare, il restringimento a caldo dell’accoppiamento sul rotore è evitabile e in tal modo il processo sarà più rapido e sicuro. Inoltre, il design può essere più leggero e comportare meno squilibrio nell’allestimento della prova. Tuttavia, gli esperti in materia comprenderanno che tali vantaggi non sono da intendere come limitazioni della presente invenzione, salvo per quanto dichiarato esplicitamente in una o più delle rivendicazioni che seguiranno.
Secondo una realizzazione esemplificativa, un accoppiamento include una porzione di corpo principale che presenta una porzione sottile estesa in esso, configurata in modo tale da adattarsi ad un albero della macchina bilanciatrice e una porzione di inserto estesa configurata in modo tale da adattare un’apertura del rotore. Una pluralità di elementi di collegamento viene disposta in fori della porzione di corpo principale dell’accoppiamento e un anello viene disposto sopra l’inserto esteso e le uscite immediate dei fori nella porzione di corpo principale.
Secondo un’altra realizzazione esemplificativa, un metodo per collegare un rotore ad una prova di bilanciamento include le seguenti fasi: inserimento di una porzione d’inserto estesa di un dispositivo d’accoppiamento in un’apertura del rotore, applicazione di una coppia di torsione ad una pluralità di elementi di collegamento, la quale pluralità di elementi di collegamento è disposta in una porzione principale del corpo del dispositivo d’accoppiamento per forzare un anello sopra la porzione di inserto estesa contro una superficie corrispondente attorno all’apertura del rotore e collegamento di un albero di trasmissione della macchina di prova di bilanciamento ad una porzione sottile estesa della porzione del corpo principale del dispositivo d’accoppiamento.
Secondo un’altra realizzazione esemplificativa ancora, un sistema di prova di bilanciamento include una macchina di prova di bilanciamento che comprende un albero di trasmissione, un accoppiamento collegato su un lato ad un albero di trasmissione e un rotore collegato in modo tale da ricevere coppia di torsione dall’albero di trasmissione attraverso l’accoppiamento, includendo detto accoppiamento: una porzione di corpo principale che presenta una porzione sottile estesa in esso, configurata in modo tale da adattarsi all’albero di trasmissione della macchina di prova di bilanciamento e una porzione di inserto estesa, configurata in modo tale da adattarsi ad un’apertura del rotore, una pluralità di elementi di collegamento disposta in fori della porzione di corpo principale dell’accoppiamento e un anello disposto sopra l’inserto esteso e le uscite immediate dei fori nella porzione di corpo principale. BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
I disegni allegati illustrano le realizzazioni esemplificative, dove:
La Figura 1 illustra un allestimento generalizzato di prova di bilanciamento rotore;
La Figura 2 illustra un accoppiamento convenzionale per l’allestimento di prova di bilanciamento rotore di Figura 1;
La Figura 3 illustra un compressore che presenta un rotore di cui viene testato il bilanciamento in conformità alle realizzazioni esemplificative;
La Figura 4 illustra l’estremità di un rotore testato secondo le realizzazioni esemplificative;
La Figura 5 mostra un dispositivo d’accoppiamento secondo una realizzazione esemplificativa;
La Figura 6 mostra una vista in sezione dell’accoppiamento di Figura 4(a) fissato ad un rotore secondo una realizzazione esemplificativa;
La Figura 7 è una vista esterna in prospettiva di un alloggiamento collegato ad un rotore secondo una realizzazione esemplificativa; La Figura 8 è un grafico che illustra la vibrazione associata ad un rotore testato utilizzando un accoppiamento del tipo di cui alla Figura 2 come raffrontato allo stesso rotore testato usando un accoppiamento secondo le realizzazioni esemplificative; e
La Figura 9 è il diagramma di flusso che illustra un metodo per collegare un rotore ad una macchina di prova di bilanciamento. DESCRIZIONE DETTAGLIATA
La seguente descrizione dettagliata delle realizzazioni esemplificative fa riferimento ai disegni di accompagnamento. Gli stessi numeri di riferimento in diversi disegni identificano gli stessi elementi o elementi simili. Ulteriormente, la seguente descrizione dettagliata non limita l’invenzione. Il campo d’applicazione dell’invenzione è invece definito dalle rivendicazioni allegate.
Per fornire un po’ di contesto alla trattazione che seguirà relativamente agli accoppiamenti secondo le realizzazioni esemplificative qui discusse, la Figura 3 è una rappresentazione schematica di un compressore centrifugo multistadio 10 che include un rotore di cui, a quanto si riporta, viene testato il bilanciamento (e successivamente bilanciato) prima della sua realizzazione finale e della sua messa in servizio. In essa, il compressore 10 include una scatola o alloggiamento (statore) 12 all’interno della quale è montato un albero compressore rotante 14 dotato di una pluralità di giranti centrifughe 16. Il gruppo rotore 18 include l’albero 14 e le giranti 16 ed è supportato radialmente e assialmente mediante cuscinetti 20 disposti all’uno e all’altro lato del gruppo rotore 18.
Il compressore centrifugo multistadio funziona prendendo un gas di processo in entrata dal condotto di ingresso 22, accelerandone le particelle tramite il gruppo rotore 18 ed emettendo poi il gas attraverso un condotto d’uscita 24 a una pressione di uscita più alta di quella di ingresso. Fra le giranti 16 e i cuscinetti 20, sono forniti sistemi di tenuta 26 per impedire al gas di processo di scorrere attraverso i cuscinetti 20. Nella realizzazione esemplificativa illustrata, l’alloggiamento 12 è configurato in modo tale da coprire sia i cuscinetti 20 sia i sistemi di tenuta 26 per evitare fughe di gas dal compressore centrifugo 10. In Figura 3 si può anche vedere il tamburo di bilanciamento 27 che compensa la spinta assiale generata dalle giranti 16, la tenuta a labirinto del tamburo di bilanciamento 28 e una linea di bilanciamento 29 che tiene la pressione sul lato esterno del tamburo di bilanciamento 27 allo stesso livello della pressione alla quale il gas di processo entra attraverso il condotto 22. L’esperto dell’arte apprezzerà il fatto che il compressore centrifugo di cui alla Figura 3 venga fornito qui solo come esempio di un tipo di turbomacchina che include il tipo di rotore di cui viene tipicamente provato il bilanciamento prima di essere completamente assemblato e che la presente invenzione non è limitata a ciò.
Un’estremità 30 del gruppo rotore 18 illustrato in Figura 3(a) può, ad esempio, essere configurata come si vede in Figura 4, dove si può notare che l’estremità 30 del rotore è generalmente circolare come sezione trasversale, con un’apertura 32 e una superficie esterna 34, generalmente cilindrica. Secondo una realizzazione esemplificativa illustrata in Figura 5, un accoppiamento 40 è stato progettato per interfacciare l’estremità 30 del rotore con una macchina per prova di bilanciamento. Lì, l’accoppiamento 40 include un inserto esteso 42, un anello 44 e una porzione di corpo principale 46, avendo una pluralità di elementi di collegamento, ad esempio le viti di coppia di torsione 48 ivi disposte. La porzione di corpo principale 46 ha un’apertura 50 in esso formata, configurata in modo tale da trovare corrispondenza con un albero di trasmissione (non illustrato in questa Figura; vedere la Figura 6 sotto descritta) della macchina per prova di bilanciamento. In questo esempio, l’apertura 650 è un’apertura con sagoma esagonale, anche se l’esperto dell’arte apprezzerà il fatto che l’apertura 50 può assumere qualsiasi sagoma desiderata a seconda della realizzazione specifica della macchina per prova di bilanciamento. La porzione di corpo principale 46 secondo questa realizzazione esemplificativa ha una porzione sottile estesa 51 in esso configurata in modo tale da trovare corrispondenza con un albero di trasmissione 55 (come illustrato in Figura 6) della macchina per prova di bilanciamento.
Una vista laterale in sezione dell’accoppiamento 40 se collegato ad un’estremità 30 del rotore viene fornita come Figura 6. Lì, una delle viti di coppia di torsione 48 viene rimossa per rivelare meglio il foro di vite filettato corrispondente 52. In questo esempio, l’accoppiamento 40 ha sei viti di coppia di torsione 48 che sono distanziate in modo uniforme (simmetricamente) attorno alla circonferenza della porzione di corpo principale nei corrispondenti fori di vite 52, anche se l’esperto dell’arte riconoscerà che sia il numero che il posizionamento delle vit i di coppia di torsione 48 possono essere variati. Come si vede in Figura 4(b), le estremità 54 delle viti di coppia di torsione 48 fanno battuta contro l’anello 44 che appoggia sull’accoppiamento 40. L’anello 44 appoggia sulla superficie della porzione di corpo principale 46 senza fissaggio, secondo questa realizzazione esemplificativa ed è premuto dalle viti di coppia di torsione 48. L’anello 44 fornisce pressione uniforme in modo tale che l’attrito venga trasmesso uniformemente sul rotore ed eviti il danneggiamento dell’estremità del rotore da parte delle viti 48. Secondo una realizzazione esemplificativa, le viti di coppia di torsione 48 possono essere formate da un materiale provvisto di resistenza alla trazione di 700 MPa, anche se sono utilizzabili altri valori e materiali.
Per fissare l’accoppiamento 40 al rotore, l’inserto esteso 42 viene prima inserito nell’apertura 32 dell‘estremità del rotore 30. Ad esempio, l’inserto esteso 42 può essere filettato e avvitato nei filetti corrispondenti forniti nell’apertura 32 dell’estremità 30 del rotore utilizzando una chiave torsiometrica esagonale nell’apertura 50. Quindi, le viti di coppia di torsione 48 possono essere serrate, ad esempio utilizzando una chiave dinamometrica, e applicando 2-5 N-m di coppia di torsione, in modo tale che l’anello 44 venga pressato contro la superficie esterna 34 dell’estremità 30 del rotore. In tal modo, secondo questa realizzazione esemplificativa, l’accoppiamento 40 è innestato ad attrito al rotore e la coppia di torsione viene trasmessa dalla macchina di prova di bilanciamento attraverso l’accoppiamento 40 al rotore attraverso la connessione ad attrito. In questa realizzazione esemplificativa, l’albero 55 della macchina di prova di bilanciamento è collegato all’accoppiamento 40 mediante un’apertura 54 che corrispondente alla porzione (anulare) sottile estesa 51 dell’accoppiamento. Questa caratteristica esemplificativa di fissaggio ha l’ulteriore vantaggio di mantenere la concentricità dell’accoppiamento (per ridurre/eliminare lo squilibrio dell’allestimento di prova). La Figura 7 illustra il rotore e l’accoppiamento 40 combinati dopo che sono stati fissati l’uno all’altro secondo una realizzazione esemplificativa.
Così, a differenza dell’alloggiamento conico ristretto a caldo 14 che è stato sopra descritto rispetto alla Figura 2, l’alloggiamento 40 secondo le realizzazioni esemplificative delle Figure 5-7 può essere fissato facilmente e meccanicamente ad un rotore per essere sottoposto a prova di bilanciamento. Questo processo è sia meno impegnativo come dispendio di tempo sia più sicuro, in quanto non comporta l’impiego di un forno per il restringimento a caldo dell’accoppiamento su un rotore. Inoltre, l’accoppiamento esemplificativo 40 ha meno probabilità di danneggiare la superficie del rotore del restringimento a caldo. Per di più, l’accoppiamento 40 può essere realizzato in modo tale da pesare meno dell’accoppiamento 14 e introdurre meno squilibrio nel sistema. Ad esempio, viene effettuata una prova bilanciando un rotore utilizzando prima un rotore usando l’accoppiamento 14 per fissare un rotore alla macchina di prova di bilanciamento e successivamente usando l’accoppiamento 40 per fissare lo stesso rotore alla macchina di bilanciamento di prova (vedere i risultati riportati in Figura 8). Questa prova è stata effettuata usando attrezzatura di bilanciamento ad alta velocità di Schenck GMBH, allestita generalmente come mostrato in Figura 1 e che utilizzava accelerometri come sensori di vibrazione. Per conseguire i risultati mostrati in Figura 8, la vibrazione del rotore è stata misurata sia all’estremità di trasmissione del rotore, cioè l’estremità del rotore collegata all’accoppiamento (risultati riportati qui sotto nel rettangolo 60), sia all’estremità opposta del rotore in unità di vibrazione mm/rms come funzione dei giri al minuto (RPM). Più specificamente, la linea tratteggiata 62 rappresenta la vibrazione misurata del rotore collegato alla macchina di bilanciamento attraverso l’accoppiamento 14, mentre la linea intera 64 rappresenta la vibrazione misurata del rotore collegato alla macchina di prova di bilanciamento mediante l’accoppiamento 40. Confrontando le due funzioni 62 e 64, si può osservare che la vibrazione è risultata marcatamente inferiore, ad esempio del 25%, ai livelli di vibrazione di picco, quando si utilizza l’accoppiamento 40 secondo le realizzazioni esemplificative sopra descritte, rispetto a quando si usa l’accoppiamento 14. La differenza di vibrazione sull’altro lato della trasmissione è stata meno significativa, come previsto, in quanto quell’estremità della trasmissione è più lontana dall’interfaccia con il sistema di prova di bilanciamento.
Così, secondo una realizzazione esemplificativa, un metodo per collegare un rotore ad una prova di bilanciamento include le fasi illustrate nel diagramma di flusso della Figura 9. Lì, alla fase 70, una porzione di inserto estesa di un dispositivo d’accoppiamento viene inserita in un’apertura del rotore. Viene applicata coppia di torsione ad una pluralità di elementi di collegamento alla fase 72 per forzare un anello sopra la porzione di inserto estesa contro una superficie corrispondente attorno all’apertura del rotore. Un albero di trasmissione della macchina di prova di bilanciamento viene collegato ad una porzione sottile estesa di detta porzione del corpo principale di detto dispositivo d’accoppiamento alla fase 74.
Le realizzazioni esemplificative sopra descritte intendono illustrare a tutti gli effetti, ma non in senso restrittivo, la presente invenzione. Pertanto la presente invenzione ammette molte variazioni nell’implementazione dettagliata, che possono essere desunte da una persona esperta in materia in base alla descrizione qui contenuta. Tutte le predette variazioni e modifiche sono considerate rientranti nello scopo e nello spirito della presente invenzione, come definito dalle rivendicazioni di seguito esposte. Nessun elemento, nessun atto o nessuna istruzione utilizzati nella descrizione della presente applicazione devono essere considerati critici o essenziali ai fini dell’invenzione, a meno che non siano esplicitamente descritti come tali. Inoltre, come qui indicato, l’articolo indeterminativo “un” si intende comprensivo di uno o più oggetti.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un accoppiamento per collegare un rotore ad una macchina di prova di bilanciamento, detto accoppiamento comprendente: una porzione di corpo principale che presenta una porzione sottile estesa in esso, configurata in modo tale da adattarsi ad un albero della macchina bilanciatrice e una porzione di inserto estesa configurata in modo tale da adattare un’apertura di detto rotore; una pluralità di elementi di collegamento disposti in fori in detta porzione di corpo principale; e un anello disposto sopra detto inserto esteso e le uscite immediate dei fori nella porzione di corpo principale. 2. L’accoppiamento della rivendicazione 1, dove detti elementi di collegamento funzionano in modo tale da per spingere detto anello in fuori verso un’estremità di detto inserto esteso. 3. L’accoppiamento della rivendicazione 1, dove ciascuna detta pluralità di elementi di collegamento è disposta in un foro rientrante di detta porzione di corpo principale. 4. Un metodo per collegare un rotore ad una macchina di prova di bilanciamento, detto metodo comprendente: l’inserimento di una porzione di inserto estesa di un dispositivo d’accoppiamento in un’apertura di detto rotore; l’applicazione di una coppia di torsione ad una pluralità di elementi di collegamento, disposti nella porzione di corpo principale di detto dispositivo d’accoppiamento per forzare un anello sopra la porzione di inserto estesa contro una superficie corrispondente attorno a detta apertura di detto rotore; e il collegamento di un albero di trasmissione di detta macchina di prova di bilanciamento ad una porzione sottile estesa di detta porzione del corpo principale di detto dispositivo d’accoppiamento. 5. Il metodo della rivendicazione 4, dove ciascuna detta pluralità di elementi di collegamento è disposta in un foro rientrante di detta porzione di corpo principale. 6. Il metodo della rivendicazione 4, dove detta porzione di corpo principale e detto anello sono formati come cilindri che hanno diametro sostanzialmente uguale e detto inserto esteso è un cilindro che ha un diametro più piccolo rispetto a quello di detta porzione di corpo principale e di detto anello. 7. Un sistema di prova di bilanciamento comprendente: una macchina di prova di bilanciamento che include un albero di trasmissione; un accoppiamento, collegato su un lato a detto albero di trasmissione; e un rotore, collegato in modo da ricevere coppia di torsione da detto albero di trasmissione attraverso detto accoppiamento, e detto accoppiamento che include: una porzione di corpo principale che presenta una porzione sottile estesa in esso, configurata in modo tale da adattarsi ad un albero della macchina bilanciatrice e una porzione di inserto estesa configurata in modo tale da adattare un’apertura di detto rotore; una pluralità di elementi di collegamento disposti in fori in detta porzione di corpo principale; e un anello disposto sopra detto inserto esteso e le uscite immediate dei fori nella porzione di corpo principale. 8. Il sistema di prova di bilanciamento della rivendicazione 7, dove detti elementi di collegamento funzionano in modo tale da spingere detto anello in fuori verso un’estremità di detto inserto esteso. 9. Il sistema di prova di bilanciamento della rivendicazione 7, dove ciascuna detta pluralità di elementi di collegamento è disposta in un foro rientrante di detta porzione di corpo principale. 10. Il sistema di prova di bilanciamento della rivendicazione 7, in cui detti elementi di collegamento sono costituiti da viti. CLAIMS / RIVENDICAZIONI 1. A coupling for connecting a rotor to a balancing test machine, the coupling comprising: a main body portion having an extended thin portion therein which is configured to fit a shaft of said balancing machine and an extended insert portion which is configured to fit an opening in said rotor; a plurality of connection elements disposed in holes in said main body portion; and a ring disposed over said extended insert and proximate exits of said holes in said main body portion.
  2. 2. The coupling of claim 1, wherein said connection elements are operable to push said ring outwardly toward an end of said extended insert.
  3. 3. The coupling of claim 1, wherein each of said plurality of connection elements is disposed in a recessed hole in said main body portion.
  4. 4. A method for connecting a rotor to a balance testing machine, the method comprising: inserting an extended insert portion of a coupling device into an opening in said rotor; applying a torque to a plurality of connection elements, which plurality of connection elements are disposed in a main body portion of said coupling device, to force a ring disposed over said extended insert portion against a mating surface around said opening of said rotor; and connecting a drive shaft of said balance testing machine to an extended thin portion in said main body portion of said coupling device.
  5. 5. The method of claim 4, wherein each of said plurality of connection elements is disposed in a recessed hole in said main body portion.
  6. 6. The method of claim 4, wherein said main body portion and said ring are formed as cylinders having a substantially same diameter and said extended insert is a cylinder having a smaller diameter than that of said main body portion and said ring.
  7. 7. A balance testing system comprising: a balance test machine including a drive shaft; a coupling, connected on one side to said drive shaft; and a rotor, connected to receive torque from said drive shaft via said coupling, said coupling including: a main body portion having an extended thin portion therein which is configured to fit said drive shaft of said balance test machine and an extended insert portion which is configured to fit an opening in said rotor; a plurality of connection elements disposed in holes in said main body portion; and a ring disposed over said extended insert and proximate exits of said holes in said main body portion.
  8. 8. The balance testing system of claim 7, wherein said connection elements are operable to push said ring outwardly toward an end of said extended insert.
  9. 9. The balance testing system of claim 7, wherein each of said plurality of connection elements is disposed in a recessed hole in said main body portion.
  10. 10. The balance testing system of claim 7, wherein said connection elements are screws.
ITCO2009A000062A 2009-12-10 2009-12-10 Accoppiamento per bilanciamento rotore IT1396520B1 (it)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITCO2009A000062A IT1396520B1 (it) 2009-12-10 2009-12-10 Accoppiamento per bilanciamento rotore
US13/514,498 US9200977B2 (en) 2009-12-10 2010-12-09 Coupling for rotor balancing
CA2783687A CA2783687A1 (en) 2009-12-10 2010-12-09 Coupling for rotor balancing
BR112012013991A BR112012013991A2 (pt) 2009-12-10 2010-12-09 pedras naturais revestidas com uma camada protetora, processo para a sua produção e reator plasmoquímico
CN201080063440.1A CN103052764B (zh) 2009-12-10 2010-12-09 用于转子平衡的联接器
JP2012542547A JP5636436B2 (ja) 2009-12-10 2010-12-09 ロータの釣合いのためのカップリング
AU2010329916A AU2010329916A1 (en) 2009-12-10 2010-12-09 Coupling for rotor balancing
PCT/EP2010/069248 WO2011070100A1 (en) 2009-12-10 2010-12-09 Coupling for rotor balancing
KR1020127017782A KR20120092182A (ko) 2009-12-10 2010-12-09 로터 밸런싱을 위한 커플링
MX2012006662A MX2012006662A (es) 2009-12-10 2010-12-09 Acoplamiento para balanceo de rotor.
RU2012124935/06A RU2550716C2 (ru) 2009-12-10 2010-12-09 Соединительная муфта для балансировки ротора
EP10790931.9A EP2510194B1 (en) 2009-12-10 2010-12-09 Coupling for rotor balancing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITCO2009A000062A IT1396520B1 (it) 2009-12-10 2009-12-10 Accoppiamento per bilanciamento rotore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ITCO20090062A1 true ITCO20090062A1 (it) 2011-06-11
IT1396520B1 IT1396520B1 (it) 2012-12-14

Family

ID=42319993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ITCO2009A000062A IT1396520B1 (it) 2009-12-10 2009-12-10 Accoppiamento per bilanciamento rotore

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9200977B2 (it)
EP (1) EP2510194B1 (it)
JP (1) JP5636436B2 (it)
KR (1) KR20120092182A (it)
CN (1) CN103052764B (it)
AU (1) AU2010329916A1 (it)
BR (1) BR112012013991A2 (it)
CA (1) CA2783687A1 (it)
IT (1) IT1396520B1 (it)
MX (1) MX2012006662A (it)
RU (1) RU2550716C2 (it)
WO (1) WO2011070100A1 (it)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120027657A (ko) * 2010-09-13 2012-03-22 엘지이노텍 주식회사 전동기의 풀리 및 테스트 지그
EP2837775B1 (en) * 2013-08-15 2016-03-30 ALSTOM Technology Ltd Fixation device for turbine and method for applying fixation
US9752509B2 (en) * 2013-08-27 2017-09-05 Siemens Energy, Inc. Method for controlling coupling of shafts between a first machine and a second machine using rotation speeds and angles
US9506832B2 (en) * 2013-11-08 2016-11-29 Laurel Valley Power Company, Llc Portable high speed balance machine
WO2015112344A1 (en) 2014-01-21 2015-07-30 United Technologies Corporation Turbine engine balancing structure and method
US9749208B2 (en) * 2014-06-30 2017-08-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Integrated global resource allocation and load balancing
CN104329384A (zh) * 2014-11-12 2015-02-04 苏州思莱特电子科技有限公司 一种轮盘
FR3038717B1 (fr) * 2015-07-06 2017-07-21 Snecma Rotor d'etalonnage modulaire pour equilibreuse horizontale
US20180030991A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Siemens Demag Delaval Turbomachinery, Inc. Methods for repairing or restoring impeller seals of a centrifugal compressor
RU177158U1 (ru) * 2017-09-15 2018-02-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Устройство для передачи вращения между приводным и ведомым валами
CN108489670B (zh) * 2018-05-19 2024-02-27 王东林 离心叶轮静平衡自动调试机
EP3935277A4 (en) * 2019-03-06 2023-04-05 Industrom Power, LLC COMPACT AXIAL TURBINE FOR HIGH-DENSITY WORKING FLUID
US11828670B2 (en) 2021-05-07 2023-11-28 Rtx Corporation Retaining system for rotor balancing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2367943A1 (fr) * 1976-10-15 1978-05-12 Europ Turb Vapeur Dispositif de liaison entre deux rotors
US4214457A (en) * 1979-04-18 1980-07-29 Avco Corporation Flexible coupling apparatus
EP1445484A1 (de) * 2003-02-08 2004-08-11 Renk Aktiengesellschaft Überlastkupplung, insbesondere für Generatorläufer von Windkraftanlagen
US20050277480A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-15 Breese Douglas E Flange assembly for supporting a bearing and an end fitting in a driveshaft assembly
EP1683942A2 (en) * 2004-12-21 2006-07-26 General Electric Company Apparatus for balancing gas turbine engines

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2712741A (en) * 1950-11-28 1955-07-12 Daimler Benz Ag Device for articulated joining of shafts
US4055966A (en) * 1975-10-10 1977-11-01 Rexnord, Inc. Torque transmission coupling
US4335963A (en) * 1980-03-27 1982-06-22 Cooper Industries Output coupling for concrete mixer transmission
DE3434722A1 (de) * 1984-09-21 1986-04-03 Hackforth GmbH & Co KG, 4690 Herne Hochelastische wellenkupplung
EP0211090B1 (de) * 1985-07-26 1989-08-23 BHS-Bayerische Berg-, Hütten- und Salzwerke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines biegeelastischen Kupplungselementes einer Drehmomentübertragungseinrichtung
JPH0522838Y2 (it) 1986-06-16 1993-06-11
DE3822207C1 (it) * 1988-07-01 1989-10-26 Rexnord Antriebstechnik Zweigniederlassung Der Rexnord Gmbh, 4600 Dortmund, De
US5472073A (en) * 1994-07-05 1995-12-05 Hay; Earl W. Vehicle drive shaft disconnect assembly
US6213883B1 (en) * 1995-04-03 2001-04-10 David W. Giere Flexible coupling for steerable drive shaft
US5651629A (en) * 1996-04-17 1997-07-29 Wall; Harry Coupling device for drive shafts
RU2138664C1 (ru) * 1998-05-29 1999-09-27 Государственное унитарное предприятие Тушинское машиностроительное конструкторское бюро "Союз" Способ передачи мощности с вала свободной турбины на вал электрогенератора и газотурбинная энергоустановка
JP2000275131A (ja) 1999-03-24 2000-10-06 Akashi Corp 釣り合い試験機における試験体の固定装置
RU2204739C2 (ru) 2000-05-17 2003-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро химавтоматики Устройство для балансировки ротора высокооборотной турбомашины
JP2002048149A (ja) * 2000-08-02 2002-02-15 Unisia Jecs Corp 車両用軸継手
RU2204036C2 (ru) * 2001-04-23 2003-05-10 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Газотурбинный двигатель
US6648540B2 (en) * 2001-09-14 2003-11-18 General Electric Co. Rabbet plate for coupling rotors
GB2398882B (en) 2003-02-27 2007-09-05 Rolls Royce Plc Rotor balancing
CN2604675Y (zh) * 2003-03-12 2004-02-25 浙江大学 一种动平衡机机械装置
RU2319696C2 (ru) 2003-06-17 2008-03-20 Ф.Хоффманн-Ля Рош Аг Цис-2, 4, 5-триарил-имидазолины
US6968747B2 (en) * 2003-09-26 2005-11-29 Fu Sheng Industrial Co., Ltd. Dynamic balance-testing method for a golf club shaft
JP4192108B2 (ja) 2004-03-04 2008-12-03 株式会社ミツトヨ 釣合い試験機の試験体固定装置
US8689455B2 (en) * 2012-02-29 2014-04-08 Solar Turbines Inc. Shaft alignment tool

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2367943A1 (fr) * 1976-10-15 1978-05-12 Europ Turb Vapeur Dispositif de liaison entre deux rotors
US4214457A (en) * 1979-04-18 1980-07-29 Avco Corporation Flexible coupling apparatus
EP1445484A1 (de) * 2003-02-08 2004-08-11 Renk Aktiengesellschaft Überlastkupplung, insbesondere für Generatorläufer von Windkraftanlagen
US20050277480A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-15 Breese Douglas E Flange assembly for supporting a bearing and an end fitting in a driveshaft assembly
EP1683942A2 (en) * 2004-12-21 2006-07-26 General Electric Company Apparatus for balancing gas turbine engines

Also Published As

Publication number Publication date
US20130111989A1 (en) 2013-05-09
RU2012124935A (ru) 2014-01-20
AU2010329916A1 (en) 2012-07-05
BR112012013991A2 (pt) 2017-10-31
JP2013513751A (ja) 2013-04-22
CN103052764B (zh) 2016-03-16
CN103052764A (zh) 2013-04-17
WO2011070100A1 (en) 2011-06-16
JP5636436B2 (ja) 2014-12-03
CA2783687A1 (en) 2011-06-16
WO2011070100A9 (en) 2012-10-04
KR20120092182A (ko) 2012-08-20
EP2510194A1 (en) 2012-10-17
EP2510194B1 (en) 2016-04-13
IT1396520B1 (it) 2012-12-14
MX2012006662A (es) 2012-10-15
RU2550716C2 (ru) 2015-05-10
US9200977B2 (en) 2015-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITCO20090062A1 (it) Accoppiamento per bilanciamento rotore
US9631990B2 (en) Device for testing mechanical seal performance
CA2715271C (en) Gas turbine engine balancing
CN107505108B (zh) 密封口环动静态激振力作用特性参数测试装置及方法
WO2017133554A1 (zh) 应用于旋转机械的轴面机械密封
JP2015500426A (ja) メインライン電動オイルポンプ組立体、および、同組立体を組み立てるための方法
IT201600120314A1 (it) Turbo-compressore e metodo di funzionamento di un turbo-compressore
CN104015161A (zh) 一种电主轴轴承安装与拆卸装置
EP2947267A1 (en) Rotor balancing
KR101408330B1 (ko) 고온 터빈용 에어포일 베어링의 윤활 및 냉각 시험장치
US20030139216A1 (en) Plate adapter for flexible half couplings
JP4685801B2 (ja) ガスタービンのバランス修正方法
KR20150036586A (ko) 밸런스 교정 및 포지티브 파일럿팅을 이용하는 압축기 휠
KR101814593B1 (ko) 가스용기 시험용 지그장치
CN112729679A (zh) 电机转子高速动平衡试验装置
CN105758638A (zh) 联轴器不对中故障测试系统
CN206957967U (zh) 一种用于电机连接叶轮的可拆式轴套
CN112012966B (zh) 平衡组件、转子系统、燃气轮机以及平衡方法
RU2529271C1 (ru) Ротор осевой газовой турбины
WO2020122304A1 (ko) 무급유 베어링이 구비된 전동 과급기
CN113029441B (zh) 航空发动机空气导管平衡装置及平衡方法
Zhang et al. Experimental identification of fluid-induced force in labyrinth seals
KR102557280B1 (ko) 비접촉 베어링의 동심 측정기구
CN114941661B (zh) 一种油雾分离器叶轮动平衡测试用组合轴
CN115876387A (zh) 用于高压压气机转子动平衡的夹具