RU2087290C1

RU2087290C1 - Method for joining shafts through flange semicouplings with connecting bolts

Info

Publication number: RU2087290C1
Application number: RU95113623A
Authority: RU
Inventors: Л.Л. Дунаев
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Ленинградский Металлический завод"
Priority date: 1995-08-14
Filing date: 1995-08-14
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering, in particular, joining of shafts of machines operating in high-duty mode and at high frequencies. SUBSTANCE: method involves centering shafts by preliminary precise registering of openings for receiving bolts in semicouplings; fixing relative position of semicouplings by auxiliary devices; positioning and tightening bolts. Precise fixation of semicouplings is performed by split sleeves 3 with inner conical surface. Conical pins 7 are driven into sleeves 3 to provide for relative radial and tangential offset of semicouplings and precise coincidence of bolt receiving openings. EFFECT: increased efficiency, reduced labor intensity and provision for preventing joining parts from breakage. 2 dwg

Description

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при соединении фланцевыми полумуфтами с соединительными призонными болтами валов машин, работающих при больших нагрузках и частотах вращения, в частности для валопроводов мощных паровых турбин, имеющих большие технологические расцентровки. The invention relates to general engineering and can be used when connecting flanged coupling halves with connecting shroud bolts of machine shafts operating at high loads and rotational speeds, in particular for shafting of powerful steam turbines with large technological centerings.

Указанные соединения машин, работающие в тяжелых условиях, являются одним из ответственных элементов, определяющих надежность работы машины. Поэтому к их изготовлению и точности сборки предъявляются высокие требования. These machine connections operating in harsh conditions are one of the critical elements that determine the reliability of a machine. Therefore, their manufacture and assembly accuracy are high requirements.

Известен способ соединения валов жесткой муфты, включающий центрирование соединяемых валов по полумуфтам в радиальном и торцевом направлениях, предварительное совмещение отверстий под призонные болты в полумуфтах, дальнейшее точное их совмещение с фиксацией при этом взаимного положения полумуфт с помощью вспомогательного средства и последующую установку призонных болтов и их стягивание. Такой способ, являющийся ближайшим аналогом настоящего изобретения, используется для соединения роторов цилиндров паровой турбины с помощью полумуфт, обработанных перед их сборкой до требуемых размеров и чистоты всех поверхностей. A known method of connecting shafts of a rigid coupling, including centering the connected shafts in the coupling halves in the radial and end directions, preliminary alignment of the holes for the tightening bolts in the coupling halves, their further precise alignment with fixing the relative position of the coupling halves with the help of an auxiliary tool and the subsequent installation of the tightening bolts and their contraction. This method, which is the closest analogue of the present invention, is used to connect the rotors of the steam turbine cylinders with the help of half couplings, processed before assembling them to the required dimensions and cleanliness of all surfaces.

Однако в качестве средства для точного совмещения отверстий и при этом фиксации полумуфт в этом известном способе используют конические болты, для которых необходимы специальные конические отверстия в полумуфтах, что кроме дополнительной операции при обработке полумуфт приводит к ослаблению их прочности или требует усиления их за счет увеличения размеров, что приводит соответственно и к увеличению металлоемкости. Кроме того, в процессе монтажных операций из-за вероятных надиров между сопрягаемыми поверхностями конических болтов и отверстий могут потребоваться такие значительные усилия, которые приведут к срезу винтовой нарезки этих болтов. However, as a means for the exact alignment of the holes and at the same time fixing the coupling halves in this known method, conical bolts are used, for which special conical holes in the coupling halves are necessary, which, in addition to the additional operation during processing of the coupling halves, weakens their strength or requires reinforcing them by increasing the size , which leads, respectively, to an increase in metal consumption. In addition, during installation operations, due to possible nadir between the mating surfaces of the conical bolts and holes, such significant efforts may be required that will lead to a cut of the screw cutting of these bolts.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого способа соединения валов жесткой муфтой, который позволял бы обеспечить точное совмещение отверстий под призонные болты и при этом фиксацию взаимного положения полумуфт перед установкой призонных болтов с использованием готовых полумуфт, имеющих обычную конструкцию с достаточным для необходимого количества соединительных призонных болтов числом отверстий. The basis of the present invention is the task of creating such a method of connecting the shafts with a rigid coupling, which would ensure accurate alignment of the holes for the tightening bolts and at the same time fixing the relative position of the coupling halves before installing the tightening bolts using ready-made coupling halves having the usual design with enough for the required number of connecting tightening bolts by the number of holes.

Эта задача решена в способе соединения валов фланцевыми полумуфтами путем центрирования валов по полумуфтам, предварительного совмещения их отверстий под призонные болты, точного их совмещения с фиксацией взаимного положения полумуфт с помощью вспомогательного средства, последующей установки призонных болтов и их стягивания, в котором в соответствии с сущностью настоящего изобретения в качестве вспомогательного средства используют разрезные втулки с внутренней конической поверхностью, которые вставляют в, по меньшей мере, два диаметрально противоположных отверстия под призонные болты и с помощью конического штыря расширяют эти втулки до полного выбора зазора между ними и отверстиями, затем в свободные отверстия устанавливают и предварительно затягивают призонные болты, после чего штыри с разрезными втулками удаляют, на их место устанавливают остальные призонные болты и осуществляют последующее стягивание всех болтов. This problem is solved in the method of connecting the shafts with flange coupling halves by centering the shafts on the coupling halves, pre-aligning their holes for the tightening bolts, aligning them precisely with fixing the relative position of the coupling halves using auxiliary means, then installing the tightening bolts and tightening them, in accordance with the essence of the present invention, as an aid, split sleeves with an inner conical surface are used, which are inserted into at least two diameters the opposite holes for the tightening bolts and using a tapered pin, expand these bushings until the gap between them and the holes is completely selected, then tightening the tightening bolts are installed and pre-tightening the pins, after which the pins with split sleeves are removed, the remaining tightening bolts are replaced and carry out the subsequent tightening of all the bolts.

При распоре конических втулок происходит взаимное тангенциальное и радиальное смещения полумуфт и тем самым точное совмещение отверстий под призонные болты. Благодаря такому решению не требуется какой-либо дополнительной обработки отверстий под штатные призонные болты при соединении валов или выполнения специальных отверстий в полумуфтах для их точной центровки, это делалось в известных аналогах. With the expansion of the tapered bushings, mutual tangential and radial displacements of the coupling halves occur, and thereby the exact alignment of the holes for the tightening bolts occurs. Thanks to this solution, no additional hole machining is required for standard tight bolts when connecting shafts or making special holes in the coupling halves for their exact alignment, this was done in known analogues.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его реализации, иллюстрируемого прилагаемыми чертежами, которые показывают муфту в один из моментов сборки с использованием разрезных втулок и на которых:
фиг.1 изображает вид на муфту в направлении ее оси;
фиг.2 разрез А-А муфты на фиг.1.The essence of the present invention is illustrated by the following detailed description of one example of its implementation, illustrated by the accompanying drawings, which show the coupling at one point in the assembly using split sleeves and on which:
figure 1 depicts a view of the coupling in the direction of its axis;
figure 2 section aa coupling in figure 1.

Пример реализации изобретения описывается в отношении соединения роторов цилиндров высокого и среднего давлений мощной паровой турбины, в которой роторы соединяются фланцевыми полумуфтами с соединительными призонными болтами. An example implementation of the invention is described in relation to the connection of the rotors of the high and medium pressure cylinders of a powerful steam turbine, in which the rotors are connected by flange coupling halves with connecting tightening bolts.

При обработке роторов с полумуфтами последние выполняют по чертежам, соответствующими конечным требованиям по размерам и чистоте поверхностей. После установки роторов на стенде их центрируют по полумуфтам в радиальном и торцевых направлениях, как это делается обычно. Далее производят предварительное совмещение отверстий под соединительные призонные болты в тангенциальном направлении с возможностью большей точностью. When processing rotors with half couplings, the latter are performed according to the drawings corresponding to the final requirements for the size and cleanliness of the surfaces. After installing the rotors on the stand, they are centered on the coupling halves in the radial and end directions, as is usually done. Next, a preliminary alignment of the holes for the connecting tight fitting bolts in the tangential direction is made with the possibility of greater accuracy.

В два диаметрально противоположных отверстия 1 и 2 (фиг.1) устанавливают разрезные втулки 3 с конической внутренней поверхностью до упора их буртов в выступы отверстий под призонные болты (фиг.2). Такие втулки могут быть изготовлены путем выполнения продольного разреза во втулке с конической внутренней поверхностью. В соседние отверстия 4 и 5 соответственно устанавливают свободно проходящие через эти отверстия стяжные болты 6 и с помощью них стягивают между собой полумуфты, не прикладывая значительных усилий, которые препятствовали бы развароту полумуфт. In two diametrically opposite holes 1 and 2 (Fig. 1), split sleeves 3 with a tapered inner surface are installed, until their collars stop, in the protrusions of the holes for the tightening bolts (Fig. 2). Such bushings can be made by performing a longitudinal section in a sleeve with a conical inner surface. In adjacent openings 4 and 5, respectively, set the coupling bolts 6 passing freely through these openings and with the help of them tighten the coupling halves together without applying significant forces that would prevent the coupling half from spreading.

После этого в отверстия втулки 3 устанавливают конические штыри 7 и с помощью них производят расширение втулок 3. Это может быть выполнено с помощью специальных монтажных приспособлений, но также и с помощью обычной кувалды. С помощью кувалды конические штыри забивают до такой степени, при которой появляется характерный высокий звук от соударения двух металлических деталей. Это будет свидетельствовать о том, что между отверстиями 1, 2 и втулками 3 будет полностью выбран зазор. В результате этой операции произойдет взаимное тангенциальное и радиальное смещения полумуфт и осуществится точное совмещение отверстий под призонные болты и фиксация взаимного положения полумуфт. After that, the conical pins 7 are installed in the holes of the sleeve 3 and, with the help of them, the bushings 3 are expanded. This can be done with the help of special mounting devices, but also with the help of a conventional sledge hammer. With the help of a sledgehammer, the conical pins are driven to the point where a characteristic high-pitched sound arises from the collision of two metal parts. This will indicate that between the holes 1, 2 and the bushings 3 will be fully selected gap. As a result of this operation, there will be a mutual tangential and radial displacement of the coupling halves and the exact alignment of the holes for the tightening bolts will be carried out and the mutual position of the coupling halves will be fixed.

После этого в свободные отверстия 8 11 устанавливают штатные призонные болты и выполняют предварительную и равномерную их затяжку. Далее удаляют втулки 3 со штырями 7 и болты 6 и в освободившиеся отверстия вставляют остальные штатные призонные болты. Окончательной операцией является затяжка всех призонных болтов с контролем их удаленной или момента. After that, in the open holes 8 11 establish regular tight-fitting bolts and perform a preliminary and uniform tightening. Then remove the sleeve 3 with the pins 7 and the bolts 6 and into the vacated holes insert the rest of the regular tight fitting bolts. The final operation is the tightening of all tightening bolts with control of their remote or torque.

Описанный способ может применяться как на стенде завода-изготовителя, так и при монтаже оборудования на месте его эксплуатации и ремонтном обслуживании. The described method can be applied both at the manufacturer’s stand and during installation of equipment at the place of its operation and repair service.

Claims

A method of connecting shafts with flanged coupling halves with tightening bolts, including aligning the connecting shafts in half and radial and mechanical ends, pre-aligning holes for tightening bolts in the coupling halves, aligning them precisely and fixing the relative position of the coupling halves using auxiliary equipment, and then installing them in the holes tightening bolts and their tightening, characterized in that as an auxiliary means use split sleeves with an inner con surface, which are inserted into at least two diametrically opposite holes for the prismatic bolts and with the help of a conical pin they are bursting these sleeves until the gap between them and the holes are completely tightened, the bolts are tightened, after which the pins with split sleeves are removed, the remaining prismatic ones are installed in their place bolts and carry out the final tightening of all bolts.