RU2554669C1

RU2554669C1 - Balancing method of rotor assembly of centrifugal compressor

Info

Publication number: RU2554669C1
Application number: RU2014103108/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Белобородов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра" (ПАО "НПО "Искра")
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-06-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: shaft is balanced during balancing of a rotor assembly of a centrifugal compressor, and impellers are balanced on a balancing mandrel with a conical mounting surface, thus determining and marking on the shaft and hubs of impellers the places of maximum radial beating of mounting surfaces; impellers are put on the shaft with a preload, thus combining marked places on the shaft and on the hub. An impeller is put on the balancing mandrel with a preload so that a cover disc can face towards increase of diameter of the conical mounting surface.

EFFECT: improving balancing accuracy due to minimisation of mounting imbalance of a rotor impeller, which is determined by its deformation at installation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сборке и балансировке сборных роторов компрессоров газоперекачивающих агрегатов.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the assembly and balancing of prefabricated rotors of compressors of gas pumping units.

Известен способ балансировки сборного ротора по патенту РФ №2418198, при котором балансируют вал, а на балансировочной оправке с конической поверхностью - рабочие колеса, определяя и маркируя на валу и ступицах колес места максимального радиального биения посадочных поверхностей, устанавливают колеса на вал, совмещая промаркированные места на валу и на ступице.There is a known method of balancing a prefabricated rotor according to RF patent No. 2418198, in which the shaft is balanced, and the impellers are balanced on a balancing mandrel with a conical surface, determining and marking on the shaft and wheel hubs the places of maximum radial runout of the seating surfaces, the wheels are mounted on the shaft, combining marked places on the shaft and on the hub.

Данный способ взят за прототип.This method is taken as a prototype.

Недостатком известного способа является то, что при установке на вал ротора рабочее колесо подвергается деформации, вызванной натягом, что нарушает уравновешенность масс (появляется монтажный дисбаланс), как элемента, так и собираемого ротора в целом. Все это приводит к снижению точности сборки, необходимости проведения дополнительного цикла балансировки и снижению точности балансировки ротора в целом.The disadvantage of this method is that when installed on the rotor shaft, the impeller is subjected to deformation caused by interference, which violates the balance of the masses (mounting imbalance appears), both the element and the assembled rotor as a whole. All this leads to a decrease in assembly accuracy, the need for an additional balancing cycle and a decrease in the accuracy of balancing of the rotor as a whole.

Задачей предложенного изобретения является повышение точности балансировки за счет минимизации монтажного дисбаланса рабочего колеса ротора, обусловленного его деформацией при установке.The objective of the proposed invention is to improve the accuracy of balancing by minimizing the mounting imbalance of the impeller of the rotor due to its deformation during installation.

Технический результат достигается тем, что балансируют вал, а на балансировочной оправке с конической посадочной поверхностью - рабочие колеса, определяя и маркируя на валу и ступицах колес места максимального радиального биения посадочных поверхностей, насаживают колеса на вал с натягом, совмещая промаркированные места на валу и на ступице, при этом на балансировочную оправку насаживают колесо с натягом таким образом, чтобы покрывной диск был обращен в сторону увеличения диаметра конической посадочной поверхности, при этом ее конусность определяют из зависимости:The technical result is achieved by balancing the shaft, and on the balancing mandrel with a tapered seating surface - the impellers, determining and marking on the shaft and wheel hubs the places of maximum radial runout of the seating surfaces, put the wheels on the shaft with an interference fit, combining the marked spots on the shaft and the hub, while the wheel is fitted with an interference fit on the balancing mandrel so that the cover disc is facing towards increasing the diameter of the conical seat surface, while it is tapered be determined from the relationship:

где: C - конусность посадочной поверхности оправки, n - величина, зависящая от конструктивных особенностей и частоты вращения ротора, δ - допуск изготовления отверстия ступицы, L - длина ступицы.where: C is the taper of the seating surface of the mandrel, n is a value depending on the design features and rotor speed, δ is the manufacturing tolerance of the hub hole, L is the length of the hub.

Признаки являются существенными.The symptoms are significant.

Направление покрывного диска рабочего колеса в сторону увеличения диаметра конической посадочной поверхности балансировочной оправки имитирует его рабочее состояние, когда противоположная сторона ступицы растягивается центробежной силой, приложенной к ней. Это снижает натяг ступицы со стороны основного диска колеса. Натяг ступицы со стороны покрывного диска при работе ротора выше. То же состояние обеспечивается и при установке колеса на балансировочную оправку.The direction of the impeller cover disk in the direction of increasing the diameter of the conical seat surface of the balancing mandrel imitates its working state when the opposite side of the hub is stretched by centrifugal force applied to it. This reduces the tightness of the hub from the side of the main disk of the wheel. The tightness of the hub from the side of the casing disc during operation of the rotor is higher. The same condition is ensured when the wheel is mounted on the balancing mandrel.

Конусность, определенная по указанной зависимости, позволяет обеспечить полноконтактную посадку ступицы на оправку, что исключает перекосы установки колеса.The taper, determined by the indicated dependence, allows for full-contact landing of the hub on the mandrel, which eliminates the misalignment of the wheel.

Натяг при установке колеса минимизирует влияние погрешностей выполнения его посадочной поверхности на образование технологических дисбалансов.The interference fit when installing the wheel minimizes the effect of errors in the performance of its landing surface on the formation of technological imbalances.

Способ поясняется чертежами, представленными на фиг.1, 2.The method is illustrated by drawings, presented in figures 1, 2.

На фиг.1 показана установка колеса на оправку, на фиг.2 показана его установка на вал.Figure 1 shows the installation of the wheel on the mandrel, figure 2 shows its installation on the shaft.

На фигурах обозначено:In the figures indicated:

1 - балансировочная оправка с конической поверхностью;1 - balancing mandrel with a conical surface;

2 - рабочее колесо ротора;2 - rotor impeller;

3 - вал ротора;3 - rotor shaft;

4 - покрывной диск,4 - cover disk,

5 - ступица;5 - a nave;

6, 7 - балансировочные поверхности;6, 7 - balancing surfaces;

8 - посадочная поверхность колеса на балансировочной оправке;8 - wheel seating surface on the balancing mandrel;

9 - посадочная поверхность колеса на валу.9 - a landing surface of a wheel on a shaft.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

На оправку 1 насаживают с натягом колесо 2 таким образом, чтобы покрывной диск 4 был обращен в сторону увеличения диаметра ее конической посадочной поверхности 8. Устанавливают колесо 2 с оправкой 1 на балансировочный станок поверхностями 6, 7. Балансируют колесо 2 и маркируют на ступице 5 место максимального радиального биения посадочной поверхности 8 балансировочной оправки 1. Определяют и маркируют место максимального радиального биения посадочной поверхности 9 на валу 3. Устанавливают колесо 2 на вал 3, совмещая промаркированные места.Wheel 2 is tightened onto the mandrel 1 so that the cover disk 4 is turned towards increasing the diameter of its conical seating surface 8. Install the wheel 2 with mandrel 1 on the balancing machine with surfaces 6, 7. Balance the wheel 2 and mark the 5th place on the hub the maximum radial runout of the seating surface 8 of the balancing mandrel 1. Determine and mark the place of the maximum radial runout of the landing surface 9 on the shaft 3. Install the wheel 2 on the shaft 3, combining the marked places.

При этом конусность посадочной поверхности оправки определяют из зависимости:In this case, the taper of the landing surface of the mandrel is determined from the dependence:

где: C - конусность посадочной поверхности оправки, n - величина, зависящая от конструктивных особенностей и частоты работы ротора, δ - допуск изготовления отверстия ступицы, L - длина ступицы.where: C is the taper of the seating surface of the mandrel, n is a value depending on the design features and frequency of operation of the rotor, δ is the manufacturing tolerance of the hub hole, L is the length of the hub.

Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает повышение точности балансировки за счет минимизация монтажного дисбаланса элемента ротора, обусловленное его деформацией при установке.Thus, the proposed invention improves the accuracy of balancing by minimizing the mounting imbalance of the rotor element due to its deformation during installation.

Claims

A method of balancing a rotor of a centrifugal compressor rotor, in which the shaft is balanced, and on the balancing mandrel with a tapered seating surface, the impellers are identified and marked on the shaft and wheel hubs of the maximum radial runout of the seating surfaces, the wheels are mounted on the shaft with an interference fit, combining marked places on shaft and on the hub, while the wheel with an interference fit is mounted on the balancing mandrel so that the cover disc is facing towards increasing the diameter of the conical seat surface, and the taper is determined from the dependence:

where: C is the taper of the seating surface of the mandrel, n is a value depending on the design features and rotor speed, δ is the manufacturing tolerance of the hub hole, L is the length of the hub.