RU2516722C1 - Rotor with out-of-balance compensator - Google Patents

Rotor with out-of-balance compensator Download PDF

Info

Publication number
RU2516722C1
RU2516722C1 RU2012148474/06A RU2012148474A RU2516722C1 RU 2516722 C1 RU2516722 C1 RU 2516722C1 RU 2012148474/06 A RU2012148474/06 A RU 2012148474/06A RU 2012148474 A RU2012148474 A RU 2012148474A RU 2516722 C1 RU2516722 C1 RU 2516722C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheel
impeller
segment
undercut
rotor
Prior art date
Application number
RU2012148474/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012148474A (en
Inventor
Виктор Антонович Фатеев
Николай Иванович Огарко
Владимир Петрович Бырдин
Сергей Игоревич Макаренко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова"
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
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова"
Priority to RU2012148474/06A priority Critical patent/RU2516722C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516722C1 publication Critical patent/RU2516722C1/en
Publication of RU2012148474A publication Critical patent/RU2012148474A/en

Links

Images

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
    • F01D5/027Arrangements for balancing

Landscapes

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

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: rotor with out-of-balance compensator comprises an impeller of a turbomachine stage and a compensator of impeller out-of-balance in the form of a balance weight made as a segment with circular outer and inner surfaces and a lock member. At least on one side the rotor is fitted by a recess in the impeller body with annular outer and inner undercuts. An annular collar with slots is provided outside on the impeller end face opposite the outer undercut, an outer ledge - opposite the inner undercut. The segment is installed in the undercuts of the impeller recess by the outer conical and the inner surfaces and is fixed by bending the lock member into the collar slot. The slot axis is in the plane being longitudinal to the impeller axis and at an angle to the latter. In the course of the turbomachine operation the balance weight gets in sliding contact by its conical surface with the conical surface of the outer undercut of the disk recess and is reliably pressed by its end face surface to the end face surface of the impeller by centrifugal forces.
EFFECT: invention allows for the simplification of balancing a rotor, for example, an impeller of a turbomachine stage due to no necessity in dismantling it from the machine for balancing, it also provides for decrease of loads on the rotor bearings and for increase of specific speed of the turbomachine due to improved accuracy and stability of the impeller balancing, increased reliability of fixing a balance weight in the impeller and extended service life of the turbomachine impeller.
6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к балансировочной технике в общем машиностроении и, в частности, может быть использовано для балансировки роторов турбомашин.The invention relates to balancing equipment in general engineering and, in particular, can be used to balance the rotors of turbomachines.

При работе турбомашины из-за дисбаланса вращающихся частей всегда возникают вибрации ротора, которые существенно снижают коэффициент трения и могут приводить к смещению балансировочных грузов от положения, выбранного при балансировке ротора.When the turbomachine is operating, due to the imbalance of the rotating parts, rotor vibrations always occur, which significantly reduce the coefficient of friction and can lead to a shift of the balancing weights from the position chosen when balancing the rotor.

На ротор и балансировочные грузы, кроме всего прочего, воздействуют значительные аэродинамические силы от перемешивания воздуха в турбомашине.The rotor and balancing weights, among other things, are affected by significant aerodynamic forces from air mixing in the turbomachine.

К смещению балансировочных грузов также могут приводить различные температурные расширения грузов и колеса, выполненных из различных материалов.Different thermal expansions of loads and wheels made of various materials can also lead to a shift in balancing weights.

Установлено, что уравновешивание вращающихся частей машин посредством добавления корректирующих грузов позволяет уменьшить нагрузки на подшипники машин и таким образом повысить их ресурс. Это особенно важно для высокооборотных машин и двигателей, когда сброс/приемистость оборотов ротора во время работы достигает несколько тысяч оборотов в секунду.It has been established that balancing the rotating parts of machines by adding corrective weights makes it possible to reduce the loads on the bearings of the machines and thus increase their service life. This is especially important for high-speed machines and engines, when the discharge / throttle response of the rotor during operation reaches several thousand revolutions per second.

Известно устройство (авт. свид. СССР №200857, F16F 15/32, 09.04.1966), содержащее груз в форме сегмента со стопорной пластиной, установленной в проточку диска ротора, где цилиндрический выступ пластины входит в отверстие, имеющееся в бурте диска ротора с радиальными и окружными пазами. Однако в отверстиях на бурте диска, служащих для постановки контровок и являющихся концентраторами напряжений, после определенного времени работы в диапазоне высоких центробежных сил, температур и вибраций возникают трещины, приводящие к разрушениям дисков и авариям с тяжелыми последствиями.A device is known (ed. Certificate of the USSR No. 200857, F16F 15/32, 04/09/1966) containing a load in the form of a segment with a locking plate installed in the groove of the rotor disk, where the cylindrical protrusion of the plate enters the hole in the shoulder of the rotor disk with radial and circumferential grooves. However, cracks appear in the holes on the shoulder of the disk, which are used for setting the locks and are stress concentrators, after a certain time in the range of high centrifugal forces, temperatures and vibrations, which lead to destruction of the disks and accidents with serious consequences.

Известна роторная машина (патент США №8 177 487, F01D 25/04, 04.05.2009 и его аналог - патент РФ №2010 117 015, F01С 1/00, 30.04.2010), содержащая вращающуюся часть с кольцевой канавкой и балансировочный груз. Канавка имеет основание и боковые наклонные стороны, сходящиеся друг к другу от основания с образованием проема.Known rotary machine (US patent No. 8 177 487, F01D 25/04, 05/04/2009 and its analogue - RF patent No. 2010 117 015, F01C 1/00, 04/30/2010), containing a rotating part with an annular groove and balancing weight. The groove has a base and inclined lateral sides converging to each other from the base to form an opening.

Балансировочный груз имеет корпус с наклонными сторонами и расположен в указанной канавке с возможностью перемещения в окружном направлении при взаимодействия наклонных сторон груза с наклонными сторонами канавки. Балансировочный груз закреплен в канавке резьбовыми стопорами.The balancing weight has a housing with inclined sides and is located in the specified groove with the ability to move in the circumferential direction when the inclined sides of the cargo interact with the inclined sides of the groove. The balancing weight is secured in the groove by threaded stops.

Установка позволяет бесступенчато балансировать роторную машину. Однако в условиях воздействия на ротор и груз пульсирующих нагрузок надежность крепления балансировочного груза резьбовыми стопорами недостаточна.The installation allows you to steplessly balance the rotary machine. However, under the influence of pulsating loads on the rotor and the load, the reliability of fastening the balancing load with threaded stops is insufficient.

Наиболее близким из известных устройств по технической сущности и достигаемому результату является устройство компенсации дисбаланса колеса, содержащее балансировочный груз, выполненный в виде сегмента и устанавливаемый в проточку диска ротора с радиальными и окружными пазами (авт. свид. СССР №624130, G01М 1/32, 09.03.1977). Груз выполнен с буртом для закрепления его в окружном пазу и с радиальными выступами, размеры и расположение которых соответствует размерам и расположениям радиальных пазов. Изобретение повышает надежность и срок службы диска. Однако при односторонней установке груза в канавке, когда сброс/приемистость оборотов ротора во время работы достигает несколько тысяч оборотов в секунду, надежность крепления груза значительно снижается.The closest known device in technical essence and the achieved result is a wheel unbalance compensation device containing a balancing weight made in the form of a segment and installed in the groove of the rotor disk with radial and circumferential grooves (ed. Certificate of the USSR No. 624130, G01M 1/32, 03/09/1977). The load is made with a collar for securing it in the circumferential groove and with radial protrusions, the dimensions and location of which corresponds to the dimensions and locations of the radial grooves. The invention improves the reliability and service life of the disk. However, with one-sided installation of the load in the groove, when the discharge / throttle response of the rotor during operation reaches several thousand revolutions per second, the reliability of securing the load is significantly reduced.

Предложенное изобретение решает следующие задачи:The proposed invention solves the following problems:

- упрощение и удешевление балансировки ротора;- simplification and cheaper balancing of the rotor;

- уменьшение нагрузки на подшипники ротора турбомашины за счет повышения точности и стабильности балансировки колеса;- reducing the load on the bearings of the rotor of the turbomachine by increasing the accuracy and stability of the wheel balancing;

- повышение надежности крепления балансировочного груза в колесе и срока службы колеса турбомашины.- improving the reliability of fastening the balancing load in the wheel and the service life of the wheels of the turbomachine.

Поставленные задачи решаются тем, что ротор с компенсатором дисбаланса содержит, например, рабочее колесо ступени турбомашины и компенсатор дисбаланса колеса в виде балансировочного груза. Балансировочный груз выполнен в форме сегмента со стопорным элементом. Колесо имеет, по меньшей мере, с одной стороны в теле выемку с кольцевым внешним поднутрением, а снаружи напротив поднутрения по торцу колеса кольцевой выступ с пазами. Причем сегмент внешней поверхностью установлен во внешнем поднутрении выемки колеса и зафиксирован отгибом стопорного элемента в паз выступа.The tasks are solved in that the rotor with an unbalance compensator contains, for example, a turbomachine stage impeller and a wheel unbalance compensator in the form of a balancing weight. The balancing weight is made in the form of a segment with a locking element. The wheel has, at least on one side of the body, a recess with an annular external undercut, and on the outside opposite the undercut at the wheel end, an annular protrusion with grooves. Moreover, the outer surface segment is installed in the external undercut of the wheel recess and is fixed by bending the locking element into the groove of the protrusion.

В соответствии с изобретением:In accordance with the invention:

- внешняя поверхность сегмента выполнена конической, соосной продольной оси колеса, расширяющейся в сторону тела колеса;- the outer surface of the segment is made of a conical, coaxial longitudinal axis of the wheel, expanding towards the body of the wheel;

- внутренняя поверхность сегмента в поперечном сечении изготовлена торообразной;- the inner surface of the segment in the cross section is made toroidal;

- стопорный элемент сегмента выполнен в виде отгибной лапки;- the locking element of the segment is made in the form of a folding tab;

- выемка колеса дополнительно имеет кольцевое внутреннее поднутрение с наружным буртом, концентричное кольцевому внешнему поднутрению, причем сегмент внутренней поверхностью установлен во внутреннем поднутрении выемки;- the recess of the wheel further has an annular inner undercut with an outer collar concentric with the annular external undercut, the segment having an inner surface mounted in the inner undercut of the recess;

- кольцевые поверхности внешнего и внутреннего поднутрений выемки колеса соответственно конгруэнтны круговым внешней и внутренней поверхностям сегмента;- the annular surface of the external and internal undercuts of the recesses of the wheel, respectively, are congruent to the circular external and internal surfaces of the segment;

- пазы размещены извне наружного выступа внешнего поднутрения выемки;- grooves are placed outside the outer protrusion of the external undercut of the recess;

- отгибная лапка расположена на свободной стенке сегмента под наружным кольцевым выступом колеса и зафиксирована на последнем с осуществлением деформации лапки в паз.- the folding foot is located on the free wall of the segment under the outer annular protrusion of the wheel and is fixed on the latter with the deformation of the foot in the groove.

Указанные существенные признаки обеспечивают решение поставленных задач, так как:These essential features provide a solution to the tasks, as:

- выполнение внешней поверхности сегмента конической, соосной продольной оси ротора, расширяющейся в сторону тела колеса, и расположение сегмента внешней поверхностью в идентичном внешнем поднутрении колеса обеспечивает при работе турбомашины надежное дополнительное соединение сегмента с колесом за счет большой силы трения, возникающей на сопряженных поверхностях от действия центробежных сил. Это позволяет избежать смещения сегмента (груза) в процессе эксплуатации высокооборотных турбомашин и тем самым предотвратить их разбалансировку, а следовательно, и, как минимум, дорогой внеплановый ремонт;- the implementation of the outer surface of the segment of the conical, coaxial longitudinal axis of the rotor, expanding towards the body of the wheel, and the location of the segment with the outer surface in the identical external undercut of the wheel provides a reliable additional connection of the segment with the wheel during operation of the turbomachine due to the large friction force arising from the action centrifugal forces. This avoids the displacement of the segment (cargo) during the operation of high-speed turbomachines and thereby prevents their unbalancing, and, consequently, at least expensive unscheduled repairs;

- изготовление внутренней поверхности сегмента в поперечном сечении торообразной и расположение сегмента этой поверхностью во внутреннем поднутрении выемки колеса исключает выпадение сегмента из внутреннего поднутрения выемки в неподвижном состоянии турбомашины, что улучшает надежность крепления балансировочного груза в колесе, повышает точность и стабильность балансировки колеса и уменьшает при работе турбомашины нагрузки на подшипники ротора;- the manufacture of the inner surface of the segment in the cross-section toroidal and the location of the segment by this surface in the inner undercut of the recess of the wheel eliminates the loss of the segment from the internal undercut of the recess in the stationary state of the turbomachine, which improves the reliability of the balancing load in the wheel, improves the accuracy and stability of the wheel balancing and reduces during operation turbomachines of the load on the rotor bearings;

- выполнение стопорного элемента сегмента в виде отгибной лапки дополнительно повышает надежность фиксации балансировочного груза в колесе за счет прижатия отгибной лапки к поверхности паза центробежными силами, возникающими при работе турбомашины;- the implementation of the locking element of the segment in the form of a folding foot further increases the reliability of fixing the balancing load in the wheel by pressing the folding foot to the groove surface by centrifugal forces arising from the operation of the turbomachine;

- выполнение кольцевых поверхностей внешнего и внутреннего поднутрений выемки колеса соответственно конгруэнтными круговым внешней и внутренней поверхностям сегмента обеспечивает повышение точности установки груза в колесе и стабильности балансировки колеса;- the implementation of the annular surfaces of the external and internal undercuts of the recesses of the wheel, respectively congruent to the circular external and internal surfaces of the segment, improves the accuracy of the load in the wheel and the stability of the wheel balancing;

- размещение пазов извне наружного выступа внешнего поднутрения выемки позволяет обеспечить доступ к установке балансировочных грузов в колесе и креплению лапок грузов в пазах без снятия ротора с балансировочного станка;- placement of grooves from the outside of the outer protrusion of the external undercut of the recess allows access to the installation of balancing weights in the wheel and the fastening of the legs of the weights in the grooves without removing the rotor from the balancing machine;

- расположение отгибной лапки на свободной стенке сегмента под наружным кольцевым выступом колеса и фиксирование ее на выступе с осуществлением деформации лапки в паз дополнительно обеспечивает упрощение и удешевление балансировки ротора без снятия его с балансировочного станка.- the location of the folding foot on the free wall of the segment under the outer annular protrusion of the wheel and fixing it on the protrusion with the deformation of the foot in the groove additionally simplifies and reduces the cost of balancing the rotor without removing it from the balancing machine.

Развитие совокупности существенных признаков изобретения для частных случаев его выполнения дано далее.The development of the set of essential features of the invention for particular cases of its implementation is given below.

Расположение оси каждого паза в плоскости продольной оси колеса под острым углом к последней может обеспечивать равномерное расположение лапки при деформации в пазу без нагружения сегмента во внешнем и внутреннем поднутрениях колеса.The location of the axis of each groove in the plane of the longitudinal axis of the wheel at an acute angle to the latter can ensure uniform distribution of the foot during deformation in the groove without loading the segment in the outer and inner undercuts of the wheel.

Поверхность каждого паза может быть выполнена в виде части торовой, конической или цилиндрической поверхностей. Форма паза определяется конструкцией и быстроходностью ротора и обеспечивает плавность деформации лапки груза в паз колеса без трещинообразования.The surface of each groove can be made in the form of part of a torus, conical or cylindrical surfaces. The shape of the groove is determined by the design and speed of the rotor and ensures smooth deformation of the cargo legs in the groove of the wheel without cracking.

Таким образом, решены поставленные в изобретении задачи:Thus, the objectives of the invention are solved:

- упрощена и удешевлена балансировка ротора;- simplified and cheapened balancing of the rotor;

- уменьшена нагрузка на подшипники ротора и повышена быстроходность турбомашины за счет повышения точности и стабильности балансировки колеса;- reduced load on the rotor bearings and increased speed of the turbomachine due to increased accuracy and stability of wheel balancing;

- повышены надежность крепления балансировочного груза в колесе и срок службы колеса турбомашины.- increased reliability of fastening the balancing load in the wheel and the service life of the wheels of the turbomachine.

Настоящее изобретение поясняется последующим подробным описанием конструкции и работы ротора турбомашины с компенсатором дисбаланса на фиг.1-6, где:The present invention is illustrated by the following detailed description of the design and operation of the rotor of a turbomachine with an unbalance compensator in figures 1-6, where:

на фиг.1 изображено продольное сечение колеса, содержащего балансировочный груз, установленный во внешнем и внутреннем поднутрениях выемки колеса;figure 1 shows a longitudinal section of a wheel containing a balancing weight installed in the outer and inner undercuts of the recesses of the wheel;

на фиг.2 - балансировочный груз в сечении до установки в колесо;figure 2 - balancing weight in section prior to installation in the wheel;

на фиг.3 - вид на балансировочный груз со стороны отгибной лапки;figure 3 is a view of the balancing load from the side of the folding foot;

на фиг.4 - вид на тыльную сторону колеса с пазами, размещенными извне наружного выступа внешнего и паза внутреннего поднутрений;figure 4 is a view of the rear side of the wheel with grooves located outside the outer protrusion of the outer and the groove of the inner undercuts;

на фиг.5 - сечение груза, установленного в поднутрении выемки колеса и зафиксированного от смещения деформацией отгибной лапки в паз наружного выступа внешнего поднутрения выемки колеса;figure 5 is a cross-section of the load installed in the undercut of the recess of the wheel and fixed from displacement by deformation of the folding tab in the groove of the outer protrusion of the external undercut of the recess of the wheel;

на фиг.6 - вид на вариант доработки по массе балансировочного груза.figure 6 is a view of a version of the refinement by weight of the balancing load.

Ротор с компенсатором дисбаланса, изображенный на фиг.1, содержит, например, рабочее колесо 1 ступени турбомашины и компенсатор дисбаланса колеса в виде балансировочного груза 2. Груз 2 (см. фиг.2, 3) выполнен в форме сегмента со стопорным элементом 3. Колесо 1 имеет, по меньшей мере, с одной стороны в теле выемку 4 с кольцевым внешним поднутрением 5, а снаружи напротив поднутрения 5 по торцу колеса - кольцевой выступ 6 с пазами 7 (см. фиг.4). Причем сегмент 2 внешней поверхностью 8 установлен во внешнем поднутрении 5 выемки 4 колеса 1 и зафиксирован отгибом стопорного элемента 3 в паз 7 выступа 6. Внешняя поверхность 8 сегмента 2 выполнена конической, соосной продольной оси колеса 1, расширяющейся в сторону тела колеса. Внутренняя поверхность 9 сегмента 2 в поперечном сечении изготовлена торообразной. Стопорный элемент 3 сегмента 2 выполнен в виде отгибной лапки. Выемка 4 колеса 1 дополнительно имеет (см. фиг.1, 5) кольцевое внутреннее поднутрение 10 с наружным буртом 11, концентричное кольцевому внешнему поднутрению 5. Причем сегмент 2 внутренней поверхностью 9 установлен во внутреннем поднутрении 10 выемки 4. Кольцевые поверхности внешнего 5 и внутреннего 10 поднутрений выемки 4 колеса 1 соответственно конгруэнтны (см. фиг.2) внешней 8 и внутренней 9 поверхностям сегмента 2. Пазы 7 размещены (см. фиг.4) извне наружного выступа 6 внешнего поднутрения 5 выемки 4. При этом отгибная лапка 3 расположена на свободной стенке сегмента 2 под наружным кольцевым выступом 6 колеса 1 и зафиксирована на последнем с осуществлением деформации лапки 3 в паз 7. Ось каждого паза 7 расположена в плоскости продольной оси колеса 1 под углом к последней (не показано). Поверхность каждого паза 7 может быть выполнена в виде части торовой, конической или цилиндрической поверхности, что определяется конструкцией и быстроходностью ротора турбомашины.The rotor with an unbalance compensator shown in Fig. 1 contains, for example, an impeller 1 of a turbomachine stage and an unbalance compensator of a wheel in the form of a balancing weight 2. The load 2 (see Figs. 2, 3) is made in the form of a segment with a locking element 3. The wheel 1 has at least one recess 4 in the body with an annular external undercut 5, and on the outside opposite the undercut 5 at the wheel end there is an annular protrusion 6 with grooves 7 (see Fig. 4). Moreover, the segment 2 with the outer surface 8 is installed in the outer undercut 5 of the recess 4 of the wheel 1 and fixed by bending the locking element 3 into the groove 7 of the protrusion 6. The outer surface 8 of the segment 2 is made of a conical, coaxial longitudinal axis of the wheel 1, expanding towards the wheel body. The inner surface 9 of the segment 2 in the cross section is made toroidal. The locking element 3 of segment 2 is made in the form of a folding foot. The recess 4 of the wheel 1 additionally has (see FIGS. 1, 5) an annular inner undercut 10 with an outer collar 11, concentric with the annular external undercut 5. Moreover, the segment 2 with the inner surface 9 is installed in the inner undercut 10 of the recess 4. The annular surfaces of the outer 5 and inner 10 undercuts of the recess 4 of the wheel 1, respectively, are congruent (see Fig. 2) to the external 8 and 9 internal surfaces of the segment 2. The grooves 7 are located (see Fig. 4) from the outside of the outer protrusion 6 of the external undercut 5 of the recess 4. In this case, the folding tab 3 is located on free nk segment 2 under the outer annular protrusion 6 of the wheel 1 and is fixed on the latter with the deformation of the legs 3 into the groove 7. The axis of each groove 7 is located in the plane of the longitudinal axis of the wheel 1 at an angle to the latter (not shown). The surface of each groove 7 can be made in the form of a part of a torus, conical or cylindrical surface, which is determined by the design and speed of the rotor of the turbomachine.

Для установки балансировочных грузов (сегментов) 2 в поднутрения 5 и 10 выемки 4 на наружном бурте 11 поднутрения 10 имеется радиальный паз 12 (см. фиг.5).To install the balancing weights (segments) 2 in the undercuts 5 and 10 of the recess 4 on the outer collar 11 of the undercount 10 there is a radial groove 12 (see figure 5).

Грузы (сегменты) 2 изготавливаются, например, точением колец из материалов различной плотности, например алюминия, титана, стали и других материалов, и вырезаются по ширине, равными или меньшими по размерам ширины паза 12 в бурте 11.Loads (segments) 2 are made, for example, by turning rings from materials of different densities, such as aluminum, titanium, steel and other materials, and are cut in width equal to or smaller in width of the groove 12 in the shoulder 11.

Ротор устанавливают на балансировочный станок. Подобранные по массе один или несколько грузов 2 (из наборов различной плотности) через паз 12 (см. фиг.5) устанавливают в кольцевую выемку 4 колеса 1, образованную кольцевыми внешним 5 и внутренним 10 поднутрениями и перемещают в окружном направлении до места, определенного на балансировочном станке до постановки груза 2. Затем лапка 3 груза 2 частично деформируется с фиксацией в паз 7 выступа 6 (см. фиг.4) с возможностью, в случае необходимости, скорректировать массу груза 2 и его угловое местоположение.The rotor is mounted on a balancing machine. Selected by weight one or more loads 2 (from sets of different densities) through the groove 12 (see Fig. 5) are installed in the annular recess 4 of the wheel 1 formed by the annular external 5 and internal 10 undercuts and moved in the circumferential direction to the place defined on balancing machine before setting the load 2. Then the foot 3 of the load 2 is partially deformed with fixing in the groove 7 of the protrusion 6 (see figure 4) with the ability, if necessary, to adjust the mass of the load 2 and its angular location.

После достижения необходимой величины дисбаланса рабочего колеса лапка 3 окончательно деформируется до контакта с поверхностью паза 7 в кольцевом выступе 6.After reaching the required value of the impeller imbalance, the foot 3 is finally deformed to contact with the surface of the groove 7 in the annular protrusion 6.

В случае невозможности подбора груза 2 необходимой массы можно установить на колесо 1 диаметрально противоположно два груза другой массы с разницей в массе, равной необходимой, например, алюминиевый, титановый или стальной груз 2. Кроме того, необходимую массу груза 2 можно получить за счет его доработки снятием лишнего материала, например, как показано на фиг.6.If it is impossible to select the load 2 of the required mass, it is possible to install on the wheel 1 two diametrically different loads of a different mass with a difference in mass equal to the necessary, for example, aluminum, titanium or steel cargo 2. In addition, the necessary mass of the load 2 can be obtained due to its refinement removing excess material, for example, as shown in Fig.6.

Подбор необходимого груза 2 выполняется без снятия ротора с балансировочного станка.The selection of the necessary load 2 is performed without removing the rotor from the balancing machine.

При работе турбомашины груз 2 своей конической внешней поверхностью 8 контактирует со скольжением с конической поверхностью внешнего поднутрения 5 выемки 4 диска 1 и надежно поджимается центробежными силами своими конгруэнтными поверхностями к поверхностям выемки 4 колеса 1. Это в совокупности с фиксацией груза 2 деформацией лапки 3 в паз 7 при воздействии на лапку 3 центробежных сил позволяет надежно крепить балансировочный груз 2 на колесе 1 в окружном направлении при сбросе/приемистости оборотов ротора во время эксплуатации в составе, например, высокооборотного авиадвигателя, где сброс/приемистость достигают несколько тысяч оборотов в секунду.During the operation of the turbomachine, the load 2 with its conical outer surface 8 is in contact with the conical surface of the external undercut 5 of the recess 4 of the disk 1 and reliably pressed by centrifugal forces with its congruent surfaces to the surfaces of the recess 4 of the wheel 1. This, together with the fixation of the load 2, deformation of the foot 3 into the groove 7, when the centrifugal forces are applied to the foot 3, it allows to securely fasten the balancing weight 2 on the wheel 1 in the circumferential direction when dumping / throttle response of the rotor during operation as a part of, for example Example, a high-speed aircraft engine, where the discharge / throttle reach several thousand revolutions per second.

Claims (6)

1. Ротор с компенсатором дисбаланса, содержащий, например, рабочее колесо ступени турбомашины и компенсатор дисбаланса колеса в виде балансировочного груза, выполненного в форме сегмента со стопорным элементом, где колесо имеет, по меньшей мере, с одной стороны в теле выемку с кольцевым внешним поднутрением, а снаружи напротив поднутрения по торцу колеса кольцевой выступ с пазами, причем сегмент внешней поверхностью установлен во внешнем поднутрении выемки колеса и зафиксирован отгибом стопорного элемента в паз выступа, отличающийся тем, что внешняя поверхность сегмента выполнена конической, соосной продольной оси колеса, расширяющейся в сторону тела колеса, внутренняя поверхность сегмента в поперечном сечении изготовлена торообразной, а стопорный элемент сегмента выполнен в виде отгибной лапки, выемка колеса дополнительно имеет кольцевое внутреннее поднутрение с наружным буртом, концентричное кольцевому внешнему поднутрению, причем сегмент внутренней поверхностью установлен во внутреннем поднутрении выемки, кольцевые поверхности внешнего и внутреннего поднутрений выемки колеса соответственно конгруэнтны внешней и внутренней поверхностям сегмента, пазы размещены извне наружного выступа внешнего поднутрения выемки, при этом отгибная лапка расположена на свободной стенке сегмента под наружным кольцевым выступом колеса и зафиксирована на последнем с осуществлением деформации лапки в паз.1. A rotor with an unbalance compensator, comprising, for example, an impeller of a turbomachine stage and an unbalance compensator of a wheel in the form of a balancing weight made in the form of a segment with a locking element, where the wheel has a recess with annular external undercut on at least one side of the body and outside, opposite the undercut at the end of the wheel, an annular protrusion with grooves, and the segment with the outer surface installed in the outer undercut of the recess of the wheel and fixed by bending the locking element into the groove of the protrusion, characterized in that the outer surface of the segment is made of a conical, coaxial longitudinal axis of the wheel, expanding towards the wheel body, the inner surface of the segment in the cross section is made toroidal, and the locking element of the segment is made in the form of a folding foot, the recess of the wheel additionally has an annular inner undercut with an outer collar, concentric annular external undercut, wherein the segment with the inner surface is installed in the internal undercut of the recess, the annular surfaces of the external and internal undercut the recess of the wheel, respectively, congruent with the outer and inner surfaces of the segment, the grooves are located outside the outer protrusion of the external undercut of the recess, while the folding tab is located on the free wall of the segment under the outer annular protrusion of the wheel and fixed on the latter with the deformation of the foot in the groove. 2. Устройство балансировки ротора по п.1, отличающееся тем, что ось каждого паза расположена в плоскости продольной оси колеса.2. The rotor balancing device according to claim 1, characterized in that the axis of each groove is located in the plane of the longitudinal axis of the wheel. 3. Устройство балансировки ротора по п.2, отличающееся тем, что ось каждого паза расположена под острым углом к продольной оси колеса.3. The rotor balancing device according to claim 2, characterized in that the axis of each groove is located at an acute angle to the longitudinal axis of the wheel. 4. Устройство балансировки ротора по п.1, отличающееся тем, что поверхность каждого паза выполнена в виде части торовой поверхности.4. The rotor balancing device according to claim 1, characterized in that the surface of each groove is made as a part of the torus surface. 5. Устройство балансировки ротора по п.1, отличающееся тем, что поверхность каждого паза выполнена в виде части конической поверхности.5. The rotor balancing device according to claim 1, characterized in that the surface of each groove is made as a part of a conical surface. 6. Устройство балансировки ротора по п.1, отличающееся тем, что поверхность каждого радиального паза выполнена в виде части цилиндрической поверхности. 6. The rotor balancing device according to claim 1, characterized in that the surface of each radial groove is made as part of a cylindrical surface.
RU2012148474/06A 2012-11-15 2012-11-15 Rotor with out-of-balance compensator RU2516722C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012148474/06A RU2516722C1 (en) 2012-11-15 2012-11-15 Rotor with out-of-balance compensator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012148474/06A RU2516722C1 (en) 2012-11-15 2012-11-15 Rotor with out-of-balance compensator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2516722C1 true RU2516722C1 (en) 2014-05-20
RU2012148474A RU2012148474A (en) 2014-05-20

Family

ID=50695594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012148474/06A RU2516722C1 (en) 2012-11-15 2012-11-15 Rotor with out-of-balance compensator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516722C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754882C1 (en) * 2020-02-10 2021-09-08 Мицубиси Пауэр, Лтд. Turbine impeller

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1500575A (en) * 1974-05-23 1978-02-08 Gen Electric Turbomachine with balancing means
SU624130A1 (en) * 1977-03-09 1978-09-15 Aleksandr N Brovko Balance weight
SU1425501A1 (en) * 1986-11-28 1988-09-23 М. Во Коротов Arrangement for balancing turbine machine wheel
RU2407897C2 (en) * 2005-04-29 2010-12-27 Снекма Turbine rotor balancing device
RU132195U1 (en) * 2013-03-12 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Микротурбинные технологии" (ООО "НТЦ "МТТ") ROTOR BALANCING DEVICE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1500575A (en) * 1974-05-23 1978-02-08 Gen Electric Turbomachine with balancing means
SU624130A1 (en) * 1977-03-09 1978-09-15 Aleksandr N Brovko Balance weight
SU1425501A1 (en) * 1986-11-28 1988-09-23 М. Во Коротов Arrangement for balancing turbine machine wheel
RU2407897C2 (en) * 2005-04-29 2010-12-27 Снекма Turbine rotor balancing device
RU132195U1 (en) * 2013-03-12 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Микротурбинные технологии" (ООО "НТЦ "МТТ") ROTOR BALANCING DEVICE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754882C1 (en) * 2020-02-10 2021-09-08 Мицубиси Пауэр, Лтд. Turbine impeller

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012148474A (en) 2014-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10385696B2 (en) Rotor damper
RU2507400C2 (en) Running wheel of turbine equipped with axial fixation device locking blades relative to disc
CA1076486A (en) Coverplate damping arrangement
Schweizer Oil whirl, oil whip and whirl/whip synchronization occurring in rotor systems with full-floating ring bearings
EP1817227B1 (en) Dual counterweight balancing system
RU2537997C2 (en) Turbomachine stator blade circular sector and aircraft turbomachine
US9068465B2 (en) Turbine assembly
US2579745A (en) Axial-flow compressor or turbine
US10443502B2 (en) Rotor damper
US9540093B2 (en) Bladed rotor wheel for a turbine engine
KR20140142747A (en) Passive dynamic inertial rotor balance system for turbomachinery
RU2668511C2 (en) Fan disk for a jet engine and jet engine
RU2516722C1 (en) Rotor with out-of-balance compensator
Pham Hybrid method to analysis the dynamic behavior of the ring gear for the internal gear motors and pumps
RU2570087C1 (en) Impeller of rotor of gas turbine engine with dampening of vibration oscillations
RU2547679C2 (en) Turbine rotor for thermal power plant and method of its assembly
CN109983234B (en) Turbine engine
US10450865B2 (en) Friction damper
US2970809A (en) Blade vibration damping arrangement for elastic fluid machines
US3059901A (en) Rotor construction
JP7026809B2 (en) Rotor with sealing element and sealing ring
JP6534513B2 (en) Turbo machine
CN208396934U (en) A kind of balance weight structure
KR101662371B1 (en) Turbomachine for compressing a fluid
RU2630921C1 (en) Impeller wheel of third stage of high pressure compressor (hpc) rotor of turbocharger engine (variants), hpc rotor impeller wheel disc, hpc rotor impeller wheel blade, hpc rotor impeller wheel blade ring

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191116