RU157067U1 - Устройство для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины - Google Patents

Abstract

1. Устройство для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины, содержащее цилиндрический держатель, размещенный в монтажном отверстии корпуса турбомашины и опирающийся на опорную поверхность корпуса, подпружиненный измерительный стержень с опорной поверхностью и контактным элементом, установленный в центральном отверстии держателя с возможностью ограниченного осевого перемещения, и прижимную крышку с отверстием под стержень и измерительным инструментом, расположенным в зоне перемещения свободного конца измерительного стержня, причем контактный элемент выполнен с выпуклой сферической контактной поверхностью и размещен с возможностью взаимодействия с торцом лопатки, отличающееся тем, что прижимная крышка выполнена в виде фланца, закрепленного с помощью крепежных элементов на корпусе турбомашины с возможностью взаимодействия через пружинный демпфер с цилиндрическим держателем, установленным на опорной поверхности корпуса с помощью регулируемой прокладки и снабженным вторым упором, расположенным в центральном отверстии и выполненным регулируемым по длине центрального отверстия, при этом измерительный стержень снабжен ограничительным стаканом, установленным с возможностью попеременного взаимодействия с обоими упорами держателя, и подпружинен относительно регулируемого упора.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительный инструмент выполнен в виде шкалы, закрепленной на прижимной крышке, а стержень снабжен нониусом, расположенным на свободном его конце.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опорная поверхность измерительного стерж

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины.

Известно устройство для измерения зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса осевой машины, содержащее цилиндрический держатель с центральным отверстием, размещенный в монтажном отверстии корпуса осевой машины, измерительный стержень с опорной поверхностью и контактным элементом, установленный в центральном отверстии держателя с возможностью ограниченного осевого перемещения и прижимную крышку с отверстием под стержень и крепежными элементами (US 3932941).

В известном устройстве контактный элемент измерительного стержня при измерении упирается в торец лопасти, а величина зазора определяется по шкале, установленной на стержне, и базовой линией, расположенной на прижимной крышке. Это устройство предназначено для определения предельного износа лопастей осевой машины, т.е. при замере определяется относительная величина увеличения зазора от износа лопасти. Поэтому в известном устройстве не предусмотрены средства для установки контактного элемента подвижного стержня в одной плоскости с поверхностью проточной части насоса, необходимые для измерения абсолютной величины зазора. Такое выполнение устройства не позволяет использовать его для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины.

Также известно устройство для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины, содержащее держатель с центральным отверстием, измерительный стержень с опорной поверхностью и контактным элементом, установленный в центральном отверстии держателя с возможностью ограниченного осевого перемещения, и пружину, размещенную в держателе с возможностью взаимодействия с измерительным стержнем (US 4395827).

В известном устройстве держатель установлен с помощью фиксатора на стенке лопатки таким образом, что контактный элемент измерительного стержня контактирует с поверхностью проточной части корпуса турбомашины, перемещение стержня регистрируется измерительным прибором, например, потенциометром, который подключен к измерительному устройству с помощью кабеля, что затрудняет монтаж измерительного устройства и проведение измерений.

Известное устройство позволяет измерять монтажный зазор только для той лопатки, на которой установлено измерительное устройство. Измерение монтажного зазора для остальных лопаток требует проведения демонтажа измерительного устройства и установку его на каждую лопатку, что существенно повышает трудоемкость измерений. Кроме того, в этом измерительном устройстве не предусмотрены средства для приведения его к нулевому значению при положении контактного элемента измерительного стержня в одной плоскости с поверхностью проточной части корпуса турбомашины, что не позволяет измерять с достаточной точностью абсолютное значение монтажного зазора.

Известно также устройство для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины, содержащее цилиндрический держатель с центральным отверстием, размещенный в монтажном отверстии корпуса турбомашины и опирающийся на поверхность корпуса с помощью регулировочной накладки, измерительный стержень с опорной поверхностью и контактным элементом, установленный в центральном отверстии держателя с возможностью ограниченного осевого перемещения, и прижимную крышку с отверстием под стержень (US 6575011).

В известном устройстве измерительный стержень выполнен из мягкого композитного материала или других эластичных материалов, которые при контакте стержня с лопатками в процессе измерения зазора не вызывает повреждение лопаток. При этом стержень при измерении зазора жестко фиксируется относительно корпуса турбомашины, После работы турбомашины на определенном режиме вынимают стержень, измеряют длину стержня и по разнице с исходным размером определяют износ стержня, а о величине зазора судят по изменению высоты измерительного стержня на держателе после соприкосновения его с лопаткой, т.е. с помощью этого устройства также измеряется не абсолютное значение зазора, а вычисляется его косвенное значение.

Наиболее близким аналогом полезной модели является устройство для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины, содержащее цилиндрический держатель с центральным отверстием и упором, размещенный в монтажном отверстии корпуса турбомашины и опирающийся на опорную поверхность корпуса, подпружиненный измерительный стержень с опорной поверхностью и контактным элементом, установленный в центральном отверстии держателя с возможностью ограниченного осевого перемещения, и прижимную крышку с отверстием под стержень и измерительным инструментом, расположенным в зоне перемещения свободного конца измерительного стержня, причем контактный элемент, выполнен с выпуклой сферической контактной поверхностью и размещен с возможностью взаимодействия с торцом лопатки (EP 2698502).

В известном устройстве для измерения абсолютной величины монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины опорная поверхность корпуса, на которую опирается цилиндрический держатель, выполнена в виде выточки в монтажном отверстии корпуса турбомашины, причем размер этой выточки по длине монтажного отверстия должен точно соответствовать такому положению измерительного стержня, при котором контактный элемент прижат к держателю, а его сферическая поверхность находится в одной плоскости с поверхностью проточной части корпуса турбомашины.

Практически точность выполнения выточки в монтажном отверстии корпуса и соответствующей ей поверхности держателя определяет точность проводимых известным устройством измерений. С учетом того, что необходимая точность при измерении зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины составляет ±0,025 мм, выполнение указанных поверхностей с необходимой точностью и процесс установки устройства в монтажное отверстие связано с большими трудозатратами и существенно снижает функциональные возможности измерительного устройства, т.к. конструктивные особенности турбомашин зачастую не позволяют осуществить обработку поверхности монтажного отверстия с необходимой точностью.

Более того, отсутствие в известном устройстве специальных средств для приведения его к нулевому значению при положении контактного элемента измерительного стержня в одной плоскости с поверхностью проточной части корпуса турбомашины существенно снижает функциональные возможности измерительного устройства, т.к. не позволяет компенсировать неточности при изготовлении устройства или погрешности, связанные с износом поверхности контактного элемента.

Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение компенсации погрешностей измерения, связанных с неточностями изготовления, монтажа и эксплуатационным износом деталей устройства для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины, содержит цилиндрический держатель с центральным отверстием и упором, размещенный в монтажном отверстии корпуса турбомашины и опирающийся на опорную поверхность корпуса, подпружиненный измерительный стержень с опорной поверхностью и контактным элементом, установленный в центральном отверстии держателя с возможностью ограниченного осевого перемещения, и прижимную крышку с отверстием под стержень и измерительным инструментом, расположенным в зоне перемещения свободного конца измерительного стержня, причем контактный элемент, выполнен с выпуклой сферической контактной поверхностью и размещен с возможностью взаимодействия с торцом лопатки.

Согласно полезной модели прижимная крышка выполнена в виде фланца, закрепленного с помощью крепежных элементов на корпусе турбомашины с возможностью взаимодействия через пружинный демпфер с цилиндрическим держателем, установленным на опорной поверхности корпуса с помощью регулируемой прокладки и снабженным вторым упором, расположенным в центральном отверстии и выполненным регулируемым по длине центрального отверстия, при этом измерительный стержень снабжен ограничительным стаканом, установленным с возможностью попеременного взаимодействия с обоими упорами держателя, и подпружинен относительно регулируемого упора.

Измерительный инструмент может быть выполнен в виде шкалы, закрепленной на фланце, а стержень снабжен нониусом, расположенным на свободном его конце. Опорная поверхность измерительного стержня может быть снабжена двумя поясками со сферическими поверхностями.

Такое выполнение устройства для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины позволяет обеспечить компенсацию погрешностей измерения, связанных с неточностями изготовления, монтажа и эксплуатационным износом деталей устройства, причем технический результат достигается за счет всей совокупности отличительных признаков полезной модели, относящихся к конструктивному выполнению измерительного устройства.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где

на фиг. 1 представлен общий вид устройства для измерения монтажного зазора, установленного в корпусе турбомашины;

на фиг. 2 показана установка на турбомашине измерительных устройств при измерении монтажного зазора в двух местах вдоль проточной части компрессора турбомашины;

на фиг. 3 показана установка измерительных устройств по окружности проточной части компрессора при измерении монтажного зазора поочередно у всех лопаток венца каждым устройством.

Для проведения замеров устройством для измерения монтажного зазора в корпусе 1 турбомашины выполняется монтажное отверстие 2 с опорной поверхностью 3. В монтажном отверстии 2 установлен цилиндрический держатель 4 с центральным отверстием 5, в котором выполнены упор 6 и регулируемый по длине центрального отверстия упор 7. Цилиндрический держатель 4 опирается на опорную поверхность 3 корпуса 1 через регулируемую прокладку 8.

В центральном отверстии 5 цилиндрического держателя 4 размещен с возможностью ограниченного осевого перемещения подпружиненный измерительный стержень 9 с опорной поверхностью 10 и контактным элементом 11, выполненным с выпуклой сферической контактной поверхностью 12 и размещенным с возможностью взаимодействия с торцом лопатки 13 турбомашины. Измерительный стержень 9 снабжен ограничительным стаканом 14, установленным с возможностью попеременного взаимодействия с упором 6 и регулируемым упором 7 держателя 4, и подпружинен относительно регулируемого упора 7.

Прижимная крышка 15 выполнена в виде фланца 16 с отверстием 17, закрепленного с помощью крепежных элементов 18 на корпусе 1 турбомашины с возможностью взаимодействия через пружинный демпфер 19 с цилиндрическим держателем 4. На прижимной крышке 15 закреплен измерительный инструмент 20, расположенный в зоне перемещения свободного конца измерительного стержня 9 и выполненный в виде шкалы 21, закрепленной на прижимной крышке, и нониуса 22, расположенного на свободном конце измерительного стержня 9.

На опорной поверхности 10 измерительного стержня 9 могут быть выполнены центрирующие пояски 23 с выпуклыми сферическими поверхностями.

При установке устройства в монтажное отверстие 2 корпуса 1 турбомашины вне зависимости от значения толщины H опорной поверхности 3 корпуса за счет регулируемой прокладки 8 обеспечивается нормальное расположение цилиндрического держателя 4 в монтажном отверстии, при котором торец цилиндрического держателя 4 не достигает поверхности 24 проточной части корпуса 1. При этом толщина h регулируемой прокладки 8 задается также с учетом обеспечения оптимального хода измерительного стержня 9 между упором 6 и регулируемым упором 7.

Перед установкой цилиндрического держателя 4 с измерительным стержнем 9 в монтажное отверстие 2 осуществляется настройка регулируемого упора 7 с учетом реальных размеров толщины H опорной поверхности 3 и толщины h регулируемой прокладки 8. Для проведения настройки измерительный стержень 9 устанавливают в крайнее положение, при котором ограничительный стакан 14 опирается на регулируемый упор 7, при этом перемещают регулируемый упор 7 в осевом направлении до тех пор, пока расстояние от сферической поверхности 12 контактного элемента 11 до плоскости привалочной поверхности 25 цилиндрического держателя 4 станет равным H+h, т.е. сумме толщины опорной поверхности 3 и толщины регулировочной прокладки 8.

После установки цилиндрического держателя 4 с измерительным стержнем 9 в монтажное отверстие 2 корпуса 1 на держатель 4 накладывается через пружинные демпферы 19 прижимная крышка 15, которая крепежными элементами 18 крепится на корпусе 1 турбомашины, поджимая цилиндрический держатель 4 к регулируемой прокладке 8.

Подготовка устройства к работе заканчивается тем, что измерительный стержень 9, подпружиненный ограничительным стаканом 14 к упору 6, принудительно перемещается к регулируемому упору 7, при этом его сферическая поверхность 12 контактного элемента 11 будет находиться в одной плоскости с поверхностью 24 проточной части корпуса 1 турбомашины.

При прижатом измерительном стержне 9 к регулируемому упору 7 вращением крепежных элементов 18 за счет деформирования пружинных демпферов 19 устанавливается нулевой отсчет нониуса. После освобождения подвижного стержня он контактным элементом 11 выдвинется в проточную часть корпуса 1 и на шкале с нониусом будет показан максимально возможный измеряемый зазор между торцом лопатки и проточной частью корпуса 1.

Для измерения зазора в труднодоступных местах в конструктивных элементах корпуса 1 турбомашины делаются окна 26, через которые проводятся измерения, демонтаж устройств и установка заглушек в монтажные отверстия 2.

При измерении монтажных зазоров рабочее колесо 27 с лопатками 28 плавно поворачивается до касания одной из лопаток 28 сферической контактной поверхности 12 контактного элемента 11 устройства. Далее, рабочее колесо 27 еще незначительно проворачивается до получения минимального значения зазора для соответствующей лопатки в месте расположения устройства на корпусе 1. Такие измерения делаются при каждом касании одного из устройств одной из лопаток 28 при повороте рабочего колеса 27 на 360°.

Для определения несоосности в двух плоскостях корпуса 1 и рабочего колеса 27 турбомашины необходимо установить не менее четырех измерительных устройств. В корпусе по окружности выполняются монтажные отверстия 2 и опорные поверхности 3 с небольшой точностью изготовления по размеру H. С учетом этих размеров настраиваются четыре устройства для измерения монтажного зазора и устанавливаются на корпусе 1. По результатам замеров зазоров над одной лопаткой 28 определяются величина несоосности в двух плоскостях корпуса 1 и рабочего колеса 27 турбомашины, а также овальность корпуса 1. После устранения дефектов изготовления и сборки проводится существенно больший объем измерений зазоров над каждой лопаткой 28, что позволяет определить наличие различий по высоте рабочих лопаток 28 или овальность ротора.

Таким образом, описанное устройство для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины позволяет расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения компенсации погрешностей измерения, связанных с неточностями изготовления, монтажа и эксплуатационным износом деталей устройства. Такое выполнение измерительного устройства позволяет размещать его в труднодоступных участках корпуса турбомашины и позволяет проводить измерение абсолютной величины зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса в разных плоскостях с точностью до ±0,025 мм и определять величину овальности проточной части корпуса и отклонение от соосности при установке рабочего колеса турбомашины.

Claims (3)

1. Устройство для измерения монтажного зазора между торцом лопатки и проточной частью корпуса турбомашины, содержащее цилиндрический держатель, размещенный в монтажном отверстии корпуса турбомашины и опирающийся на опорную поверхность корпуса, подпружиненный измерительный стержень с опорной поверхностью и контактным элементом, установленный в центральном отверстии держателя с возможностью ограниченного осевого перемещения, и прижимную крышку с отверстием под стержень и измерительным инструментом, расположенным в зоне перемещения свободного конца измерительного стержня, причем контактный элемент выполнен с выпуклой сферической контактной поверхностью и размещен с возможностью взаимодействия с торцом лопатки, отличающееся тем, что прижимная крышка выполнена в виде фланца, закрепленного с помощью крепежных элементов на корпусе турбомашины с возможностью взаимодействия через пружинный демпфер с цилиндрическим держателем, установленным на опорной поверхности корпуса с помощью регулируемой прокладки и снабженным вторым упором, расположенным в центральном отверстии и выполненным регулируемым по длине центрального отверстия, при этом измерительный стержень снабжен ограничительным стаканом, установленным с возможностью попеременного взаимодействия с обоими упорами держателя, и подпружинен относительно регулируемого упора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительный инструмент выполнен в виде шкалы, закрепленной на прижимной крышке, а стержень снабжен нониусом, расположенным на свободном его конце.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опорная поверхность измерительного стержня снабжена двумя центрирующими поясками с выпуклыми сферическими поверхностями.

Images