RU26618U1

RU26618U1 - DEVICE FOR BALANCING ROTATING TURBO MACHINES

Info

Publication number: RU26618U1
Application number: RU2002100847/20U
Authority: RU
Inventors: В.И. Никонов; Е.М. Сухоруков; С.А. Тихомиров
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Ленинградский Металлический завод"
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2002-12-10

Description

2002Td08472002Td0847

РИРЖРШМКИ7Р,6Р15/32 RIRZHRSHMKI7R, 6R15 / 32

1 1

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ ВРАЩАЮЩИХСЯ АГРЕГАТОВDEVICE FOR BALANCING ROTATING UNITS

Полезная модель относится к области энергомашиностроения, в частности турбостроения, конкретно, к устройствам приснособлений для балансировки вращающихся агрегатов и элементов конструкций паровых турбомашин, в частности роторов турбин, насосов, гидромуфт и т.н.The utility model relates to the field of power engineering, in particular turbine engineering, and specifically to devices of attachment for balancing rotating units and structural elements of steam turbomachines, in particular turbine rotors, pumps, hydraulic couplings, etc.

В настоящее время динамическая балансировка вращающихся агрегатов турбомашин является весьма трудоемким и дорогостоящим процессом поскольку, например, при балансировке ротора паровой турбины, он связан с необходимостью осуществления операций по сборке и разборке ротора со статором. Последнее вызвано необходимостью монтажа балансировочных грузов или технологических корректирзтощих масс, известное исполнение которых, а также существующие приспособления, не позволяют устанавливать их через заглушаемые отверстия в статоре из-за существующего между приспособлением и ротором значительного по глубине пространства.Currently, the dynamic balancing of rotating units of turbomachines is a very time-consuming and expensive process because, for example, when balancing the rotor of a steam turbine, it is associated with the need for assembly and disassembly of the rotor with the stator. The latter is caused by the need to install balancing weights or technological corrective masses, the known performance of which, as well as existing devices, do not allow them to be installed through muffled openings in the stator due to the significant depth of space between the device and the rotor.

Известен груз для балансировки роторов паровых турбомашин, содержащий цилиндр в качестве корректирующей массы с центральным отверстием, резьбой на цилиндрической поверхности и цшицевьм пазом на торце, а также фиксирующий элемент, предотвращающий цилиндр от разворота. (Авторское свидетельство СССР № 1312422, G 01М 1/32, опубликовано 23.05.1987 г. в БИ № 19/87 , стр.175 ).Known load for balancing the rotors of steam turbomachines, containing a cylinder as a corrective mass with a Central hole, a thread on a cylindrical surface and a Zshitsovym groove at the end, as well as a locking element that prevents the cylinder from turning. (USSR author's certificate No. 1312422, G 01M 1/32, published May 23, 1987 in BI No. 19/87, p. 175).

Упомянутая конструкция приспособления для балансировки надежно удерживается в радиальном гнезде ротора, а его установка в гнездо и последующее извлечение являются достаточно простьми операциями. Однако последнее можно осуществить только при предварительном демонтаже статора или, по крайней мере его половины.The mentioned design of the balancing device is firmly held in the radial socket of the rotor, and its installation in the socket and subsequent extraction are quite simple operations. However, the latter can only be accomplished with the preliminary dismantling of the stator or at least half of it.

Известен груз для балансировки роторов паровых турбомашин, содержащий цилиндр в качестве корректирующей массы с центральным резьбовым отверстием, с резьбой на цилиндрической поверхности и шлицевым пазом на торце, оснащенный вторым цилиндром, составляющим с первым суммарную расчетную корректирующую массу, при этом второй цилиндр вьшолнен с центральным резьбовым отверстиемA load is known for balancing the rotors of steam turbomachines, containing a cylinder as a corrective mass with a central threaded hole, with a thread on a cylindrical surface and a groove in the end face, equipped with a second cylinder, comprising the first total estimated corrective mass with the first, while the second cylinder is filled with a central threaded hole

ТУРБОМАШИНTurbomachines

идентичным центральному резьбовому отверстию первого цилиндра и аналогично выполненным шлицевым пазом на торце, но с диаметром большим, нежели чем у первого цилиндра и резьбой на цилиндрическом поверхности, имеющей шаг меньше размера шага резьбы на цилиндрической поверхности первого цилиндра, при этом масса первого цилиндра больше массы второго цилиндра.(Заявка № 99117226/28, на патент РФ,identical to the central threaded hole of the first cylinder and similarly made with a slotted groove at the end, but with a diameter larger than that of the first cylinder and a thread on a cylindrical surface having a pitch less than the thread pitch on the cylindrical surface of the first cylinder, while the mass of the first cylinder is greater than the mass of the second cylinder. (Application No. 99117226/28, on the patent of the Russian Federation,

приоритет от 09.08.1999 г. опубликована 10.07.2001 г. в БИ№ 19/2001 , стр. 94).priority of 08/09/1999 published on 07/10/2001 in BI No. 19/2001, p. 94).

Благодаря тому, что в цилиндре известной конструкции груза для балансировки роторов паровых турбомашин центральное отверстие выполнено с резьбой, последнее может быть установлено и извлечено из гнезда при помощи монтажного приспособления с резьбовым наконечником через заглушаемое отверстие в статоре без его демонтажа. Применение вышеупомянутой конструкции на практике позволяет повысить надежность крепления балансировочного груза в теле ротора турбоагрегата, однако в реальных условиях вибраций турбомашины, неизбежных, в частности при прохождении критических частот вращения ротора, тем не менее продолжает существовать опасность выхода балансировочного груза из гнезда ротора.Due to the fact that the central hole is threaded in the cylinder of the known cargo design for balancing the rotors of steam turbomachines, the latter can be installed and removed from the socket using the mounting device with a threaded tip through the plug hole in the stator without dismantling it. The practical application of the aforementioned design makes it possible to increase the reliability of fixing the balancing weight in the rotor body of the turbine unit, however, under real conditions of vibration of the turbomachine, which is inevitable, in particular, when critical rotational speeds are passed, the risk of the balancing weight coming out of the rotor socket still exists.

Известна традиционно используемая и выбранная в качестве прототипа конструкция устройства груза для балансировки роторов паровых турбомашин. Упомянутое устройство применяется специалистами АО Ленинградский металлический завод на протяжении нескольких последних лет. Устройство по прототипу выполнено в виде цилиндра с резьбой на боковой поверхности, с центральным отверстием и шлицевым пазом на торце, при этом центральное отверстие, по меньшей мере на части его длины выполнено резьбовым, а резьбовое посадочное отверстие на статоре и роторе турбомашины выполнено радиально к оси вращения. (Патент РФ .№ 2123673, приоритет от 09.09.1993 г. опубликована 20.12.1998 г. в БИ № 35/1998 , стр. 335).Known traditionally used and selected as a prototype is the design of the load device for balancing the rotors of steam turbomachines. The mentioned device has been used by specialists of JSC Leningrad Metal Plant over the past few years. The prototype device is made in the form of a cylinder with a thread on the side surface, with a central hole and a slotted groove at the end, while the central hole, at least part of its length, is threaded, and the threaded mounting hole on the stator and turbomachine rotor is made radially to the axis rotation. (RF patent .№ 2123673, priority of 09.09.1993 published on 12.20.1998 in BI No. 35/1998, p. 335).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что оно не позволяет обеспечить надежную фиксацию приспособления для балансировки в гнезде ротора и статора без применения дополнительных вспомогательных операций. В частности, для предотвращения указанного явления на практике осуществляют дополнительное кернение груза в гнезде ротора, что существенно усложняет его использование при балансировке.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted for the prototype include the fact that it does not allow for reliable fixation of the balancing device in the rotor and stator jacks without the use of additional auxiliary operations. In particular, in order to prevent this phenomenon, in practice, additional cargo is corroded in the rotor socket, which significantly complicates its use in balancing.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение является разработка такой конструкции приспособления для балансировки вращающихся агрегатов турбомашин, которая позволяет обеспечить надежную фиксациюThe task to which the proposed technical solution is directed is the development of such a design of a device for balancing the rotating units of turbomachines, which allows for reliable fixation

приспособления в гнезде вращающегося агрегата турбомашины и исключить проворачивание балансировочного груза при осуществлении процедуры балансировки вращающегося агрегата турбомащины без применения дополнительных вспомогательных операций.devices in the socket of the rotating assembly of the turbomachine and to prevent the balancing load from turning during the balancing procedure of the rotating assembly of the turbomachine without additional auxiliary operations.

Для достижения желаемого технического результата предлагаемая конструкция приспособления включает следующие основные элементы: статор и ротор турбоагрегата с посадочными резьбовыми отверстиями для введения балансировочного груза выполненными под углом 5-45 градусов к радиальной оси вращения, монтажное приспособление и собственно балансировочный груз, выполненый в виде цилиндра с резьбой на боковой поверхности, с центральным отверстием и щлицевым пазом на торце, при этом центральное отверстие по меньщей мере на части его длины выполнено резьбовым, а также монтажное приспособление, содержащее резьбовую головку,To achieve the desired technical result, the proposed design of the device includes the following main elements: the stator and rotor of the turbine unit with threaded holes for introducing the balancing weight made at an angle of 5-45 degrees to the radial axis of rotation, the mounting device and the balancing weight itself, made in the form of a cylinder with a thread on the side surface, with a Central hole and slotted groove at the end, while the Central hole at least on part of its length is made threaded, as well as mounting device containing a threaded head,

( - -™-™™ -(- - ™ - ™ ™ -

рукоятку, концентричпо установленную трубу, имеющую в верхней части рукоятку, а в нижней части выступающие жала, причем приспособление для балансировки расположено под углом 5-45 градусов к радиальной оси статора и ротора.a handle, a concentric installed pipe having a handle in the upper part and protruding tips in the lower part, and the balancing device is located at an angle of 5-45 degrees to the radial axis of the stator and rotor.

При исследовании отличительных признаков предлагаемой конструкции не выявлено каких-либо известных или аналогичных технических решений, позволяющих решить поставленную техническую задачу.In the study of the distinguishing features of the proposed design did not reveal any known or similar technical solutions to solve the technical problem.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного устройства, позволил установить, что заявитель не обнаружил иных технических решений, характеризующихся признаками, тождественными (идентичными) вышеуказанным существенным признакам заявленной полезной модели. Это, в свою очередь, позволило выявить совокупность существенных, по отношении к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в предлагаемом устройстве и изложенных в формуле полезной модели.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed device, made it possible to establish that the applicant did not find other technical solutions characterized by characteristics identical (identical) to the above essential features of the claimed utility model. This, in turn, made it possible to identify a set of significant, in relation to the technical result perceived by the applicant, distinctive features in the proposed device and set forth in the utility model formula.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию новизна полезной модели.Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of the novelty of the utility model.

Предлагаемая конструкция приспособления для балансировки вращающихся агрегатов турбомашин иллюстрируется представленным ниже чертежом.The proposed design of a device for balancing rotating units of turbomachines is illustrated in the drawing below.

На фигуре показан продольный разрез приспособления для балансировки вращающихся агрегатов турбомашин. Сплошными тонкими линиями показаны ротор турбины 1 и статор турбины 2 в сборе. Статор 2 и ротор 1 выполнены с посадочными резьбовыми отверстиями 15, расположенными под углом к радиальной оси статора иThe figure shows a longitudinal section of a device for balancing the rotating units of turbomachines. Solid thin lines show the rotor of the turbine 1 and the stator of the turbine 2 assembly. The stator 2 and the rotor 1 are made with landing threaded holes 15 located at an angle to the radial axis of the stator and

ротора, выбранном в дианазоне от 5 до 45 градусов. Посадочное отверстие на статоре 15, нредназначено для прохода балансировочного груза, устанавливаемого в резьбовых гнездах 4 и при работе турбомашины заглушается пробкой 3. Балансировочный груз 5 показан в положении его окончательной установки в гнезде ротора 1. Груз 5 вьшолнен в виде цилиндрического элемента с резьбой 6 на его боковой поверхности и центральным глухим отверстием 7, также имеющим резьбу на части его длины. На торце цилиндрического элемента 6 вьшолнено два диаметральных паза 8. Монтажное приспособление для установки в роторе 1 груза 5 содержит два подвижно установленных концентрично относительно друг друга элемента: центральный стержень 9 и охватывающую его трубу 10, которая в свою очередь имеет в нижней части, выступающие жала 13, а в верхней части рукоятки 14.rotor selected in dianazone from 5 to 45 degrees. The landing hole on the stator 15 is intended for the passage of the balancing weight, which is installed in the threaded sockets 4, and when the turbomachine is operated, it is drowned out by the plug 3. The balancing weight 5 is shown in the position of its final installation in the rotor socket 1. The load 5 is made in the form of a cylindrical element with a thread 6 on its lateral surface and the central blind hole 7, also having a thread on part of its length. Two diametral grooves are made at the end of the cylindrical element 6. The mounting device for installing the load 5 in the rotor 1 contains two elements movably mounted concentrically relative to each other: the central rod 9 and the pipe 10 that surrounds it, which in turn has protruding stings in the lower part 13, and in the upper part of the handle 14.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом.The proposed design works as follows.

Груз 5 и стержень 9 центральньм отверстием 7 и головкой 11 жестко соединяют друг с другом подобно обычной паре винт-гайка до упора головки 11 в дно резьбовой части центрального отверстия 7. Далее при соответствующем положении угла установки ротора, обеспечивающим соосное расположение одного из его радиальных отверстий 4 и посадочного отверстия в статоре 2, выполненных под определенным углом, груз 5 с помощью монтажного приспособления вводят внутрь статора 2 и в резьбовое посадочное гнездо 15 ротора 1. При этом груз5 располагается под заданным углом относительно радиальной оси ротора и статора. Расположение приспособления для балансировки под углом к радиальной оси статора 2 и ротора 1, выбранном в диапазоне от 5 до 45 градусов за счет возникновения эффекта самостопорения, дополнительно увеличивает способность от проворачивания груза 5 относительно тела ротора 1, при проведении балансировки ротора турбоагрегата.The load 5 and the rod 9 with the central hole 7 and the head 11 are rigidly connected to each other like a regular screw-nut pair until the head 11 abuts against the bottom of the threaded part of the central hole 7. Then, with the rotor installation angle corresponding to one another, ensuring one of its radial holes to be aligned 4 and the mounting hole in the stator 2, made at a certain angle, the load 5 is introduced into the stator 2 using the mounting device and into the threaded mounting socket 15 of the rotor 1. In this case, the load 5 is located at a predetermined angle ohms relative to the radial axis of the rotor and stator. The location of the balancing device at an angle to the radial axis of the stator 2 and rotor 1, selected in the range from 5 to 45 degrees due to the occurrence of the self-locking effect, further increases the ability to crank the load 5 relative to the body of the rotor 1 when balancing the rotor of the turbine unit.

Процедуру извлечения монтажного приспособления осуществляют путем удержания груза 5 от поворота за счет сцепления выступающих жал 13 трубы 10 со шлицевым пазом 8 груза 5 и вращением стержня 9 до расцепления его резьбовой головки 11с резьбовой частью центрального отверстия 7 балансировочного груза 5.The procedure for removing the mounting device is carried out by holding the load 5 from turning due to the engagement of the protruding tips 13 of the pipe 10 with a slotted groove 8 of the load 5 and the rotation of the rod 9 until the threaded head 11 is uncoupled with the threaded portion of the central hole 7 of the balancing weight 5.

Демонтаж грузов 5 после заверщения процедуры балансировки осуществляют, в основном, в обратной последовательности, но при этом извлечение груза 5 после его сцепления со стежнем 9 осуществляют путем вращения трубы 10.Dismantling of goods 5 after completion of the balancing procedure is carried out mainly in the reverse order, but at the same time, the removal of cargo 5 after its coupling with the rod 9 is carried out by rotating the pipe 10.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании полезной модели следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using a utility model:

средство, воплощающее предлагаемое устройство при его осуществлении, предназначено для использовании в промьппленности, а именно в области турбостроения.means embodying the proposed device in its implementation, is intended for use in industry, namely in the field of turbine construction.

-для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы, подтверждается возможность его осуществления с помощью приведенных в описании заявки средств и методов;-for the claimed device in the form as described in the independent paragraph of the formula, confirms the possibility of its implementation using the means and methods given in the description of the application;

конструкция устройства, воплощающая заявленную полезную модель при применении, способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно, позволяет обеспечить надежную фиксацию приспособлепия для балансировки в гнезде ротора и за счет возникновения эффекта самостопорения исключить проворачивание балансировочного груза при эксплуатации за счет возникновения эффекта самостопорения вращающегося агрегата турбомащины без применения дополнительных вспомогательных операций Следовательно предлагаемая полезная модель соответствует критерию промышленная прнменимость.the design of the device, embodying the claimed utility model in use, can ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant, namely, it can provide reliable fixation of the device for balancing in the rotor socket and due to the occurrence of the self-locking effect, to prevent the balancing load from turning during operation due to the self-locking effect of the rotating unit turbomachines without the use of additional auxiliary operations Therefore, we offer I have a utility model meets the criterion of industrial prnmenimost.

Claims

A device for balancing rotating assemblies of turbomachines, including a mounting device and the actual balancing weight, made in the form of a cylinder with thread on the side surface, with a central hole and a slotted groove at the end, while the central hole is made threaded at least along its length, as well as an installation fixture comprising a central shaft, a concentrically mounted pipe having a handle in the upper part and protruding tips in the lower part, characterized in that The balancing line includes a stator and a rotor of the turbine unit with landing threaded holes made at an angle of 5-45 ^o to the radial axis of rotation of the elements of the turbine unit, and the balancing weight when balancing is placed at an angle of 5-45 ^o to the radial axis of rotation of the elements of the turbine unit.