UA52520C2 - High-speed rotor of supercharge machine (variants) - Google Patents
High-speed rotor of supercharge machine (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- UA52520C2 UA52520C2 UA2002086918A UA2002086918A UA52520C2 UA 52520 C2 UA52520 C2 UA 52520C2 UA 2002086918 A UA2002086918 A UA 2002086918A UA 2002086918 A UA2002086918 A UA 2002086918A UA 52520 C2 UA52520 C2 UA 52520C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- compressor wheel
- rotor
- shaft
- nut
- compressor
- Prior art date
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 25
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 25
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Група винаходів відноситься до машинобудування, точніше до високошвидкісних роторів нагнітальних 2 машин, таких як електрокомпресори, турбокомпресори для наддуву двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), повітродувки й інші лопаткові машини.The group of inventions refers to mechanical engineering, more precisely to high-speed rotors of injection machines, such as electric compressors, turbochargers for supercharging internal combustion engines (ICE), blowers and other vane machines.
Відомий пристрій високошвидкісного ротора малорозмірного турбокомпресора, наприклад, для наддуву ДВЗ (частота обертання: 45000...150000о/хв.) (1), що складається з колеса турбіни, привареного до вала методом тертя або іншим способом; втулки ущільнення з боку турбіни, виконаної або заодно з валом, або посадженої на 70 валпо пресовій посадці, що має одну чи кілька канавок для ущільнювального кільця (кілець); шийок вала, які є опорами підшипника (підшипників); розпірної втулки під упорний підшипник (може і не мати), що упирається в буртик вала; масловідбивача, посадженого на вал з радіальним зазором, з однією чи декількома канавками під ущільнювальне кільце (кільця); колеса компресора, посадженого на вал з радіальним зазором; кінця вала з різьбленням і гайки, яка стягує в пакет деталі ротора: колесо компресора - масло відбивач - розпірна втулка. 12 Загальними ознаками конструкції відомого аналога і пристрою, що заявляється, є наявність колеса компресора, посадженого на вал і гайки, призначеної для стягування пакета деталей ротора.A known device of a high-speed rotor of a small-sized turbocompressor, for example, for supercharging internal combustion engines (rotational frequency: 45,000...150,000 rpm) (1), consisting of a turbine wheel welded to the shaft by a friction method or another method; sealing bushings on the side of the turbine, made either together with the shaft, or mounted on a 70-valpo press fit, which has one or more grooves for a sealing ring (rings); the neck of the shaft, which are the supports of the bearing (bearings); a spacer sleeve for a thrust bearing (it may or may not have one) that rests against the shoulder of the shaft; an oil deflector mounted on a shaft with a radial gap, with one or more grooves under the sealing ring (rings); compressor wheels mounted on a shaft with a radial gap; the end of the threaded shaft and the nut that tightens the rotor parts into a package: compressor wheel - oil reflector - spacer sleeve. 12 The common features of the design of the known analogue and the claimed device are the presence of a compressor wheel mounted on the shaft and a nut intended for tightening the package of rotor parts.
До недоліків відомого пристрою при його простоті варто віднести конструкцію кріплення колеса компресора на валу простою гайкою. Суть проблеми полягає в тому, що отвір у колесі компресора і його торці, так само як і геометрія самого вала під ним, а також торцеві поверхні деталей пакета ротора, що посаджені на вал, можуть бути виготовлені тільки в межах конструкторсько-технологічних допусків. У результаті, торці колеса компресора, гайки і посаджених на вал деталей виявляються не перпендикулярними до осі вала. Навіть у випадку обов'язкового, роздільного балансування окремих елементів ротора з високою точністю (вала з колесом турбіни, колеса компресора, а іноді й інших деталей ротора), у момент стягування деталей ротора на валу за допомогою гайки, через виникаючий згинаючого моменту, що діє на пакет деталей ротора щодо осі вала, вал під с ним деформується (викривляється). У результаті відбувається перерозподіл мас деталей ротора щодо осі вала, Ге) що приводить до ефекту так названого придбаного дисбалансу ротора. Таким чином, незважаючи на роздільне балансування елементів ротора з високою точністю, після кріплення простою гайкою пакета деталей, ротор має незадовільний дисбаланс, що приводить до підвищеної вібрації і шуму турбокомпресора при роботі, знижує довговічність і ефективність роботи підшипників (особливо газодинамічних і газостатичних), а отже і машини, а о також може стати причиною затирання колеса компресора чи турбіни об корпусні деталі. ГаAmong the shortcomings of the known device, despite its simplicity, it is worth mentioning the design of fastening the compressor wheel to the shaft with a simple nut. The essence of the problem is that the hole in the compressor wheel and its end, as well as the geometry of the shaft itself under it, as well as the end surfaces of the parts of the rotor package, which are mounted on the shaft, can be manufactured only within the design and technological tolerances. As a result, the ends of the compressor wheel, nut and parts mounted on the shaft are not perpendicular to the shaft axis. Even in the case of mandatory, separate balancing of individual elements of the rotor with high accuracy (shaft with turbine wheel, compressor wheel, and sometimes other parts of the rotor), at the moment of tightening the rotor parts on the shaft with the help of a nut, due to the resulting bending moment acting on the package of rotor parts relative to the shaft axis, the shaft is deformed (bent) under it. As a result, there is a redistribution of the masses of the rotor parts relative to the shaft axis, Ge), which leads to the effect of the so-called acquired imbalance of the rotor. Thus, despite the separate balancing of the rotor elements with high accuracy, after fastening the package of parts with a simple nut, the rotor has an unsatisfactory imbalance, which leads to increased vibration and noise of the turbocharger during operation, reduces the durability and efficiency of the bearings (especially gas-dynamic and gas-static ones), and therefore, the machine, and it can also cause the compressor or turbine wheel to rub against the body parts. Ha
Найбільш близьким по технічній суті до пропонованого винаходу є відомий турбокомпресор, описаний у (21, де дана конструкція кріплення пакета деталей ротора на валу. Ротор турбокомпресора містить пакет деталей, о що включає колесо компресора, установлене на кінці вала, який стягнутий з боку колеса і кінця валагайкою, що с має фронтальну випуклу сферичну поверхню і прилягає до сферичної увігнутої поверхні, виконаної на втулці колеса компресора. оThe closest in terms of technical substance to the proposed invention is the well-known turbocompressor described in (21), where the design of fastening the package of rotor parts to the shaft is given. at the end with a ball bearing, which has a frontal convex spherical surface and adjoins the spherical concave surface made on the hub of the compressor wheel. o
Загальними ознаками прототипу і високошвидкісного ротора нагнітальної машини, що заявляється, є наявність одного кінця вала, на якому встановлений пакет деталей, включаючи колесо компресора, який стягнутий з боку колеса і кінця вала гайкою, при цьому гайка має випуклу сферичну поверхню, що прилягає до « увігнутої сферичної поверхні торця втулки колеса компресора. З 70 Недоліком відомого високошвидкісного ротора є те, що його конструкція недостатньо усуває скривлення вала с в момент стягування пакета деталей гайкою, у результаті чого придбаний дисбаланс ротора залишається з» значним і незадовільним. Особливо це стосується малорозмірних роторів з колесами компресора, що мають зовнішній діаметр 40...75мм. У результаті, це не дозволяє знизити вібрацію і шум турбокомпресора при роботі до необхідного рівня, а отже, підвищити довговічність і ефективність роботи підшипників турбокомпресора, що в цілому знижує його експлуатаційні можливості і підвищує енерговитрати. і-й В основу винаходу поставлена задача удосконалення високошвидкісного ротора нагнітальної машини, ка переважно електро- і турбокомпресора, у якому за рахунок виконання кільцевої канавки на втулці колеса компресора, розташованої між її торцем і лопатками, забезпечення новими елементами і виконання сферичної і-й форми поверхонь шайб і контактуючих з гайками деталей, забезпечується практично повне усунення придбаного ка 20 дисбалансу ротора за рахунок досягнення мінімально припустимої деформації вала у момент стягування пакета деталей ротора гайкою, у результаті чого вібрація і шум турбокомпресора при його роботі значно знижуються і є с задовільними, що в цілому підвищує експлуатаційні можливості нагнітальної машини і знижує її енерговитрати.Common features of the prototype and the claimed high-speed rotor of the injection machine are the presence of one end of the shaft, on which is mounted a package of parts, including a compressor wheel, which is tightened from the side of the wheel and the end of the shaft with a nut, the nut having a convex spherical surface adjacent to " concave spherical surface of the end of the hub of the compressor wheel. With 70 The disadvantage of the known high-speed rotor is that its design does not sufficiently eliminate the curvature of the shaft c at the moment of tightening the package of parts with a nut, as a result of which the acquired imbalance of the rotor remains significant and unsatisfactory. This especially applies to small-sized rotors with compressor wheels having an outer diameter of 40...75 mm. As a result, it does not allow reducing the vibration and noise of the turbocharger during operation to the required level, and therefore, increasing the durability and efficiency of the turbocharger bearings, which in general reduces its operational capabilities and increases energy consumption. i-th The invention is based on the task of improving the high-speed rotor of an injection machine, mainly an electric and turbo compressor, in which, due to the execution of an annular groove on the hub of the compressor wheel, located between its end and blades, provision of new elements and execution of a spherical and i-th shape surfaces of the washers and the parts in contact with the nuts, the acquired ka 20 unbalance of the rotor is almost completely eliminated by achieving the minimum permissible deformation of the shaft at the time of tightening the package of rotor parts with the nut, as a result of which the vibration and noise of the turbocompressor during its operation are significantly reduced and are satisfactory, that in general, increases the operational capabilities of the injection machine and reduces its energy consumption.
Поставлена задача досягається тим, що у високошвидкісному роторі нагнітальної машини, переважно електро- і турбокомпресорі, що має один або два кінці вала, на кожнім з яких установлений пакет деталей, 25 включаючи колесо компресора, який стягнутий на кінці вала гайкою, що має з боку торця втулки колесаThe task is achieved by the fact that in the high-speed rotor of a supercharger, preferably an electric and turbo compressor, having one or two ends of the shaft, on each of which a package of parts is installed, including the compressor wheel, which is tightened on the end of the shaft by a nut having on the side the end of the wheel hub
ГФ) компресора випуклу сферичну поверхню, відповідно до винаходу, ротор забезпечений шайбами, кожна з яких розташована між торцем втулки колеса компресора і гайкою, причому з однієї сторони шайба має увігнуту о сферичну поверхню, що прилягає до випуклої сферичної поверхні гайки, а з іншого боку - плоску, прилеглу до плоского торця втулки колеса компресора, при цьому на кожній втулці колеса компресора виконана кільцева 60 канавка, яка розташована між лопатками і торцем втулки колеса компресора.GF) of the compressor has a convex spherical surface, according to the invention, the rotor is provided with washers, each of which is located between the end of the bushing of the compressor wheel and the nut, and on one side the washer has a concave spherical surface adjacent to the convex spherical surface of the nut, and on the other side - flat, adjacent to the flat end of the hub of the compressor wheel, while each hub of the compressor wheel has an annular groove 60, which is located between the blades and the end of the hub of the compressor wheel.
Поставлена задача досягається також тим, що у високошвидкісному роторі нагнітальної машини, переважно електро- і турбокомпресорі, що має один або два кінці вала, на кожнім з яких установлений пакет деталей, включаючи колесо компресора, який стягнутий на кінці вала гайкою, що має з боку торця втулки колеса компресора випуклу сферичну поверхню, відповідно до винаходу, на кожній втулці колеса компресора виконана бо кільцева канавка, яка розташована між лопатками і торцем втулки колеса компресора, що має увігнуту сферичну поверхню.The task is also achieved by the fact that in the high-speed rotor of the injection machine, preferably an electric and turbo compressor, which has one or two ends of the shaft, on each of which a package of parts is installed, including the compressor wheel, which is tightened on the end of the shaft with a nut that has on the side the end of the hub of the compressor wheel has a convex spherical surface, according to the invention, an annular groove is made on each hub of the compressor wheel, which is located between the blades and the end of the hub of the compressor wheel, which has a concave spherical surface.
У результаті використання винаходу, що заявляється, по обох його варіантах забезпечується одержання технічного результату, що полягає в практично повному усуненні придбаного дисбалансу ротора за рахунок досягнення мінімально допустимої деформації вала у момент стягування пакета деталей ротора гайкою.As a result of the use of the claimed invention, in both its variants, the technical result is obtained, which consists in the almost complete elimination of the acquired imbalance of the rotor due to the achievement of the minimum permissible deformation of the shaft at the moment of tightening the package of rotor parts with a nut.
Крім того, по першому варіанту, виконання кожного торця втулки колеса компресора плоским із забезпеченням увігнутої сферичної поверхні на шайбі, дозволяє підвищити технологічність виготовлення ротора нагнітальної машини в умовах масового виробництва.In addition, according to the first option, making each end of the hub of the compressor wheel flat with the provision of a concave spherical surface on the washer allows to increase the manufacturability of manufacturing the rotor of the injection machine in conditions of mass production.
Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий 70 причинно-наслідковий зв'язок.There is such a causal relationship between the essential features of the claimed invention and the technical result achieved.
По першому варіанту: те, що ротор забезпечений шайбами з увігнутою сферичною поверхнею з боку гайки, що має випуклу сферичну поверхню, та кожна із шайб розташована між торцем втулки колеса компресора і гайкою, сприяє зменшенню придбаного дисбалансу ротора в момент стягування пакета деталей гайкою, особливо при стягуванні пакета деталей малорозмірного ротора або порушенні конструкторських допусків на /5 биття торцевих поверхонь деталей пакета і надмірного зусилля затягування гайки. При цьому, кільцева канавка приймає на себе згинаючі зусилля, які все ще залишилися (від взаємодії сферичних поверхонь гайки і шайби), що деформують насамперед її, а не вал ротора, що, у сукупності з відомими ознаками, дозволяє практично цілком виключити деформацію вала у момент стягування гайкою пакета деталей ротора. Крім того, виконання кожного торця втулки колеса компресора плоским із забезпеченням увігнутої сферичної поверхні на додатковій шайбі дозволяє підвищити технологічність виготовлення ротора нагнітальної машини в умовах масового виробництва.According to the first option: the fact that the rotor is equipped with washers with a concave spherical surface on the side of the nut, which has a convex spherical surface, and each of the washers is located between the end of the bushing of the compressor wheel and the nut, contributes to reducing the acquired imbalance of the rotor at the time of tightening the package of parts with the nut, especially when tightening a package of parts of a small-sized rotor or violation of design tolerances by /5 beating of the end surfaces of the package parts and excessive force of tightening the nut. At the same time, the annular groove takes on the bending forces that still remain (from the interaction of the spherical surfaces of the nut and the washer), which deform primarily it, and not the rotor shaft, which, in combination with known features, makes it possible to almost completely exclude the deformation of the shaft in the moment of tightening the package of rotor parts with a nut. In addition, making each end of the hub of the compressor wheel flat with the provision of a concave spherical surface on an additional washer allows to increase the manufacturability of manufacturing the rotor of the injection machine in conditions of mass production.
По другому варіанту: виконання на кожній втулці колеса компресора кільцевої канавки, розташованої між лопатками і торцем втулки колеса компресора, сприяє тому, що при стяжці пакета деталей ротора згинаючі зусилля, які все ще залишилися від взаємодії сферичних поверхонь гайки і торця втулки колеса компресора, сч об передаються на кільцеву канавку, деформуючи, насамперед її, а не вал ротора. Тому, із-за мінімально допустимої деформації вала за рахунок деформації кільцевої канавки на втулці колеса, досягається практично і) повне усунення придбаного дисбалансу вала у момент стягування гайкою пакета деталей ротора.According to the second option: the execution of an annular groove on each bushing of the compressor wheel, located between the blades and the end of the bushing of the compressor wheel, contributes to the fact that when tightening the package of rotor parts, the bending forces that still remain from the interaction of the spherical surfaces of the nut and the end of the bushing of the compressor wheel, about are transferred to the annular groove, deforming it, primarily, and not the rotor shaft. Therefore, due to the minimum permissible deformation of the shaft due to the deformation of the annular groove on the wheel hub, it is practically achieved i) complete elimination of the acquired imbalance of the shaft at the moment of tightening the package of rotor parts with a nut.
У цілому, відмітні ознаки високошвидкісного ротора нагнітальної машини, що заявляється, для кожного варіанта у сукупності з ознаками, які збігаються з ознаками прототипу, є суттєвими і необхідними для о зо досягнення нового технічного результату.In general, the distinctive features of the claimed high-speed rotor of the injection machine for each variant, in combination with the features that coincide with the features of the prototype, are essential and necessary for the achievement of a new technical result.
За наявними у заявника відомостями сукупність суттєвих ознак, які характеризують суть винаходу, що с заявляється, не відома з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про відповідність винаходу критерію ю "новизна".According to the information available to the applicant, the set of essential features characterizing the essence of the claimed invention is not known from the state of the art, which allows us to conclude that the invention meets the "novelty" criterion.
На думку заявника для фахівця в області конструювання високошвидкісних роторів нагнітальної машини, с з5 переважно електро- і турбокомпресора, сутність винаходу, що заявляється, не випливає явно з рівня техніки, ю тому що з нього не виявляється сукупність суттєвих ознак і її вплив на технічний результат, що досягається, що дозволяє зробити висновок про відповідність пристрою, що заявляється, критерію "винахідницький рівень".In the opinion of the applicant, for a specialist in the field of designing high-speed rotors of injection machines, mainly electric and turbo compressors, the essence of the claimed invention does not clearly follow from the state of the art, because it does not reveal a set of essential features and its influence on the technical result , which is achieved, which allows us to draw a conclusion about the compliance of the claimed device with the "inventive level" criterion.
Високошвидкісний ротор нагнітальної машини, що заявляється, може бути багаторазово використаний у машинобудуванні з одержанням очікуваного технічного результату, що дозволяє зробити висновок про «The claimed high-speed injection machine rotor can be repeatedly used in mechanical engineering with the expected technical result, which allows us to draw a conclusion about "
Відповідність винаходу критерію "промислова застосовність". з с Використання суттєвих відмітних ознак високошвидкісного ротора нагнітальної машини, що заявляється, уCompliance of the invention with the "industrial applicability" criterion. c c Use of significant distinctive features of the high-speed rotor of the claimed injection machine, in
Й сукупності з відомими ознаками, дозволяє значно знизити вібрацію і шум турбокомпресора при його роботі, и? збільшити довговічність роботи підшипників (особливо газодинамічних та газостатичних) і механічний ККД нагнітальної машини, а також цілююм виключити затирання коліс компресора чи турбіни об корпусні деталі. УAnd a set with known signs, allows to significantly reduce the vibration and noise of the turbocharger during its operation, and? to increase the service life of the bearings (especially gas-dynamic and gas-static) and the mechanical efficiency of the injection machine, as well as to eliminate rubbing of the wheels of the compressor or turbine against the body parts. IN
Чілому підвищується надійність нагнітальної машини і її ефективність. с Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображений один кінець вала високошвидкісного ротора нагнітальної машини, переважно електро- і турбокомпресора, із закріпленим колесом компресора (інші ю деталі пакета ротора не показані) - 1-й варіант, а на Фіг.2 - зображений один кінець вала високошвидкісного с ротора нагнітальної машини, переважно електро- і турбокомпресора, із закріпленим колесом компресора (інші 5р деталі пакета ротора не показані) - 2-й варіант. де На Фіг.1 і Фіг2 позначено: 1 - колесо компресора, 2 - втулка, З - шайба, 4 - гайка, 5 - різьблення, 6 - о вал, 7 - кільцева канавка, 8 - лопатки колеса компресора.This increases the reliability of the injection machine and its efficiency. c The essence of the invention is explained by the drawings, where Fig. 1 shows one end of the shaft of the high-speed rotor of an injection machine, preferably an electric and turbo compressor, with a fixed compressor wheel (other parts of the rotor package are not shown) - the 1st variant, and Fig. 2 - one end of the shaft of a high-speed rotor of a supercharger, mainly an electric and turbo compressor, with a fixed compressor wheel is shown (other 5r parts of the rotor package are not shown) - 2nd version. where Fig. 1 and Fig. 2 are marked: 1 - compressor wheel, 2 - sleeve, Z - washer, 4 - nut, 5 - thread, 6 - shaft, 7 - ring groove, 8 - vanes of the compressor wheel.
Згідно першого варіанта (див.Фіг.1): високошвидкісний ротор нагнітальної машини, переважно електро- і турбокомпресора, містить пакет деталей, що включає один або два колеса компресора 1 (у залежності від типуAccording to the first option (see Fig. 1): the high-speed rotor of the injection machine, mainly electric and turbo compressor, contains a package of parts, which includes one or two wheels of the compressor 1 (depending on the type
Машини: наприклад, для електрокомпресора - два колеса компресора, а турбокомпресора для наддуву ДВЗ - одне колесо компресора), установлені на різних кінцях вала. Колесо компресора 1 має втулку 2 і лопатки 8. (Ф, Ротор забезпечений шайбами 3, кожна з яких розташована між торцем втулки кожного колеса компресора 1 і ка гайкою 4. Причому кожна із шайб З має з однієї сторони увігнуту сферичну поверхню, що прилягає до випуклої сферичної поверхні гайки 4, наприклад, однакових радіусів, а з іншого боку - плоску, прилеглу до плоского бо торця втулки 2 колеса компресора 1. Гайка 4 призначена для стягування пакета деталей ротора, включаючи колеса компресора 1. Різьблення 5 нарізане на кінці вала 6 під гайку 4. На кожній втулці 2 колеса компресора 1 між вхідними крайками лопаток 8 і торцем втулки 2 колеса компресора 1 виконана кільцева канавка 7, що може мати будь-яку форму перетину, переважно - прямокутну.Machines: for example, two compressor wheels for an electric compressor, and one compressor wheel for a turbocharger for supercharging an internal combustion engine) are installed at different ends of the shaft. The compressor wheel 1 has a bushing 2 and blades 8. (F, The rotor is equipped with washers 3, each of which is located between the end of the bushing of each compressor wheel 1 and the nut 4. And each of the washers Z has a concave spherical surface on one side, adjacent to convex spherical surface of the nut 4, for example, with the same radii, and on the other hand - flat, adjacent to the flat end of the bushing 2 of the compressor wheel 1. The nut 4 is intended for tightening the package of rotor parts, including the compressor wheels 1. Thread 5 is cut on the end of the shaft 6 under the nut 4. An annular groove 7 is made on each sleeve 2 of the compressor wheel 1 between the inlet edges of the blades 8 and the end of the sleeve 2 of the compressor wheel 1, which can have any cross-sectional shape, preferably rectangular.
Згідно другого варіанта (див.Фіг.2): високошвидкісний ротор нагнітальної машини, переважно електро- і 65 Турбокомпресора, містить пакет деталей, що включає один або два колеса компресора 1 (у залежності від типу машини: наприклад, для електрокомпресора - два колеса компресора, а турбокомпресора для наддуву ДВЗ -According to the second option (see Fig. 2): the high-speed rotor of the injection machine, preferably an electric and 65 turbocharger, contains a package of parts that includes one or two wheels of the compressor 1 (depending on the type of machine: for example, for an electric compressor - two wheels of the compressor , and the turbocharger for supercharging the internal combustion engine -
одне колесо компресора), установлені на різних кінцях вала. Поверхня торця кожної втулки 2 колеса компресора 1, що прилягає до гайки 4 і контактує з нею, виконана у виді увігнутої сферичної поверхні. Причому, кожна з гайок 4 має з боку торця втулки 2 колеса компресора випуклу сферичну поверхню, наприклад того ж радіуса, що і поверхня на торці втулці 2 колеса 1. Гайка 4 призначена для стягування пакета деталей ротора, включаючи колесо компресора. Різьблення 5 нарізане на кінці вала 6 під гайку 4. На кожній втулці 2 колеса компресора 1 між вхідними крайками лопаток 8 і торцем втулки 2 колеса компресора 1 виконана кільцева канавка 7, що може мати будь-як форму перетину, переважно - прямокутну.one compressor wheel) are installed at different ends of the shaft. The surface of the end of each sleeve 2 of the compressor wheel 1, adjacent to the nut 4 and in contact with it, is made in the form of a concave spherical surface. Moreover, each of the nuts 4 has a convex spherical surface on the side of the end of the hub 2 of the compressor wheel, for example, the same radius as the surface on the end of the hub 2 of the wheel 1. The nut 4 is intended for tightening the package of rotor parts, including the compressor wheel. The thread 5 is cut on the end of the shaft 6 under the nut 4. An annular groove 7 is made on each sleeve 2 of the compressor wheel 1 between the inlet edges of the blades 8 and the end of the sleeve 2 of the compressor wheel 1, which can have any cross-sectional shape, preferably rectangular.
Крім того, для усіх варіантів пропонованого винаходу: для колеса компресора, виготовленого з алюмінію або 70 близькому до нього по фізико-механічних властивостях сплавів, кожна кільцева канавка 7, що виконана на втулці 2 колеса компресора 1, як приклад, може мати такі розміри: глибину -в межах (0.15...0.43О0, передній край канавки розташований на відстані (0.1...0.1530 від торця втулки 2 колеса, осьову довжину канавки - (0.05...0.23О0, довжину канавки в окружному напрямку, що охоплює центральний кут 150...360 9. А радіуси сферичних поверхонь кожної гайки, шайби і торця втулки кожного колеса компресора можуть знаходитися в 75 межах (0.35...0.6)0, де О - діаметр втулки колеса компресора на торці, при цьому радіуси сферичних поверхонь, що сполучаються, виконані, наприклад, однаковими.In addition, for all variants of the proposed invention: for a compressor wheel made of aluminum or 70 close to it in terms of physical and mechanical properties of alloys, each annular groove 7 made on the bushing 2 of the compressor wheel 1, as an example, can have the following dimensions: depth - within (0.15...0.43О0, the front edge of the groove is located at a distance (0.1...0.1530 from the end of the hub of 2 wheels, the axial length of the groove - (0.05...0.23О0, the length of the groove in the circumferential direction, covering central angle 150...360 9. And the radii of the spherical surfaces of each nut, washer and the end face of each compressor wheel bushing can be within 75 (0.35...0.6)0, where О is the diameter of the compressor wheel bushing on the end face, while the radii spherical surfaces that connect are made, for example, the same.
Пропонований високошвидкісний ротор нагнітальної машини, переважно електро- і турбокомпресора, працює таким чином.The proposed high-speed rotor of the injection machine, mainly electric and turbocharger, works as follows.
Розглянемо варіант турбокомпресора, що має одне колесо компресора. У випадку електрокомпресора, що гор має два колеса, пропонований пристрій працює аналогічно.Consider a variant of a turbocharger that has one compressor wheel. In the case of an electric compressor that has two wheels, the proposed device works similarly.
У високошвидкісному роторі нагнітальної машини, переважно електро- і турбокомпресора, по першому варіанту (див.Фіг.1), при кріпленні деталей пакета під час зборки, деталі роторної групи взаємодіють між собою торцевими поверхнями, виконаними з заданою кресленнями точністю по биттю, що утворює тим самим неідеальний з погляду биттів торців пакет деталей, який стягується гайкою 4 за допомогою різьблення 5, с нарізаної на кінці вала 6. У момент стягування пакета гайкою 4, деталі пакета вибирають радіальний зазор з валом 6 ротора по посадкових діаметрах до упора. Потім, шайба 3, у межах свого радіального зазору з валом 6, о починає переміщатися сферичним торцем по відповідній сфері стягуючої гайки 4, а плоским торцем - по плоскій поверхні торця втулки 2 колеса компресора 1 у радіальному напрямку, зменшуючи при цьому виникаючі згинаючі зусилля при стяжці пакета деталей ротора. При цьому, згинаючі зусилля, що виникають у момент стягування оIn the high-speed rotor of an injection machine, preferably an electric and turbocharger, according to the first option (see Fig. 1), when attaching the package parts during assembly, the parts of the rotor group interact with each other with end surfaces made with the accuracy specified in the drawings, which forms thus, the package of parts, which is tightened by the nut 4 with the help of thread 5, from the end of the shaft 6, is not ideal from the point of view of the end pieces. At the moment of tightening the package with the nut 4, the parts of the package choose a radial gap with the rotor shaft 6 along the landing diameters up to the stop. Then, the washer 3, within its radial gap with the shaft 6, o begins to move with its spherical end along the corresponding sphere of the tightening nut 4, and with its flat end - along the flat surface of the end of the sleeve 2 of the compressor wheel 1 in the radial direction, while reducing the resulting bending forces at fasteners of the package of rotor parts. At the same time, the bending forces that arise at the time of tightening about
Зо пакета за допомогою сферичної гайки 4 з шайбою 3, які все ще залишилися, передаються на кільцеву канавку 7, виконану на втулці колеса компресора 1, деформуючи, насамперед її, а не вал ротора. Зсувом маси втулки 2 с колеса компресора щодо осі вала через деформацію кільцевої канавки 7 можна зневажити в силу її незначності, МУ а також щодо малої відстані канавки до осі обертання.From the package, with the help of a spherical nut 4 with a washer 3, which are still left, are transferred to the annular groove 7 made on the hub of the compressor wheel 1, deforming, first of all, it, and not the rotor shaft. The displacement of the mass of the sleeve 2 s of the compressor wheel relative to the shaft axis due to the deformation of the annular groove 7 can be neglected due to its insignificance, MU, and also in relation to the small distance of the groove to the axis of rotation.
Аналогічно працює і пропонований високошвидкісний ротор нагнітальної машини, переважно електро- і сThe proposed high-speed rotor of the injection machine works in a similar way, mainly electric and
Зз5 турбокомпресора, по другому варіанту, зображеному на Фіг.2, при кріпленні деталей пакета. Різниця полягає ю лише в тому, що у момент стягування пакета ротора, випукла сферична поверхня гайки 4 сковзає по увігнутій поверхні, виконаної на торці втулки 2 колеса компресора 1. При цьому, кільцева канавка 7 сприймає згинаючий момент, що залишився від взаємодії сферичних поверхонь гайки і торця втулки колеса компресора, і деформується як і в конструкції, виконаної по варіанту, зображеному на Фіг.1. «Зз5 of the turbocharger, according to the second variant, shown in Fig. 2, when attaching the parts of the package. The only difference is that at the moment of tightening the rotor package, the convex spherical surface of the nut 4 slides along the concave surface made on the end of the sleeve 2 of the compressor wheel 1. At the same time, the annular groove 7 perceives the bending moment remaining from the interaction of the spherical surfaces of the nut and the end of the hub of the compressor wheel, and is deformed as in the design made according to the variant shown in Fig.1. "
Таким чином, завдяки пропонованому винаходу, вал високошвидкісного ротора нагнітальної машини 8 с гарантовано не піддається вигину у момент стягування пакета деталей ротора і можна сказати, що придбаний й дисбаланс ротора відсутній практично цілком. «» Заявлений високошвидкісний ротор нагнітальної машини, переважно електро- і турбокомпресора, при використанні дозволяє значно знизити вібрацію і шум турбокомпресора при роботі, підвищити довговічність роботи підшипників (особливо газодинамічних та газостатичних) і їх ефективність, цілююм виключити затирання сл колеса компресора чи турбіни об корпусні деталі, що в цілому підвищує експлуатаційні можливості нагнітальної машини і знижує її енерговитрати. о По даному винаходу виготовлений дослідний зразок, що пройшов випробування, що підтвердили його с працездатність і одержання очікуваних технічного та позитивного ефектів.Thus, thanks to the proposed invention, the shaft of the high-speed rotor of the injection machine 8s is guaranteed not to bend at the moment of tightening the package of rotor parts, and it can be said that the rotor imbalance acquired is almost completely absent. "" The declared high-speed rotor of the injection machine, mainly electric and turbocharger, when used, allows to significantly reduce the vibration and noise of the turbocharger during operation, to increase the durability of the bearings (especially gas-dynamic and gas-static) and their efficiency, with the aim of eliminating rubbing of the compressor wheel or turbine against the casing parts, which in general increases the operational capabilities of the injection machine and reduces its energy consumption. o According to this invention, a test sample was made, which passed the tests, which confirmed its efficiency and obtaining the expected technical and positive effects.
Запропонований високошвидкісний ротор нагнітальної машини, переважно електро- і турбокомпресора, може о знайти широке застосування при конструюванні компресорів, у тому числі електрокомпресорів, о турбокомпресорів, наприклад для наддуву ДВЗ, турбодетандеров, насосів, вентиляторів, повітродувок і інших лопаткових машин.The proposed high-speed rotor of an injection machine, mainly an electric and turbo compressor, can o find wide application in the design of compressors, including electric compressors, o turbo compressors, for example, for supercharging internal combustion engines, turbo expanders, pumps, fans, blowers and other vane machines.
Джерела інформації: 1. Автомобильнье двигатели с турбонаддувом / Н.С.Ханин, Аболтин З.В., Б.Ф.Лямцев и др. - М:Sources of information: 1. Automobile engines with turbocharging / N.S. Khanin, Z.V. Aboltyn, B.F. Lyamtsev and others - M:
Машиностроение, 1991. - С.147. іФ) 2. Патент УР Мо3279698, М.кл. Р04029/28, опубл. 10.12.1991р. іме)Mechanical Engineering, 1991. - P.147. iF) 2. Patent UR Mo3279698, M.cl. P04029/28, publ. 10.12.1991 name)
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002086918A UA52520C2 (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | High-speed rotor of supercharge machine (variants) |
| RU2003125889/06A RU2247871C1 (en) | 2002-08-22 | 2003-08-21 | High-speed rotor of blower (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002086918A UA52520C2 (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | High-speed rotor of supercharge machine (variants) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA52520A UA52520A (en) | 2002-12-16 |
| UA52520C2 true UA52520C2 (en) | 2007-04-10 |
Family
ID=35286090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2002086918A UA52520C2 (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | High-speed rotor of supercharge machine (variants) |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2247871C1 (en) |
| UA (1) | UA52520C2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2911959B1 (en) * | 2007-01-29 | 2009-04-24 | Snecma Sa | METHOD FOR MODULAR TURBOMACHINE ROTOR BALANCING |
| KR20110137794A (en) * | 2009-03-25 | 2011-12-23 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | Reduction of turbocharger core unbalance with centering device |
| RU2572744C1 (en) * | 2014-10-14 | 2016-01-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Gas turbine bypass engine |
| US11156224B2 (en) * | 2017-10-10 | 2021-10-26 | Tti (Macao Commercial Offshore) Limited | Backpack blower |
| CN113931872B (en) * | 2021-12-15 | 2022-03-18 | 成都中科翼能科技有限公司 | Double-layer drum barrel reinforced rotor structure of gas compressor of gas turbine |
-
2002
- 2002-08-22 UA UA2002086918A patent/UA52520C2/en unknown
-
2003
- 2003-08-21 RU RU2003125889/06A patent/RU2247871C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003125889A (en) | 2005-02-27 |
| RU2247871C1 (en) | 2005-03-10 |
| UA52520A (en) | 2002-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100588824B1 (en) | Low speed high pressure ratio turbocharger | |
| KR960002024B1 (en) | Impeller wheel lock in a drive assembly | |
| US4541786A (en) | Ceramic turbocharger | |
| US6418722B1 (en) | Turbocharger bearing system | |
| US4872817A (en) | Integral deflection washer compressor wheel | |
| WO2007148390A1 (en) | Bearing structure for rotating machine, rotating machine, method of producing bearing structure, and method of producing rotating machine | |
| US10036422B2 (en) | Tapered-land thrust bearing for turbochargers | |
| KR20040036656A (en) | Compressor wheel assembly | |
| CN108699948B (en) | Compressor impeller fixing nut, impeller assembly, and supercharger | |
| US20090238689A1 (en) | Shaft bearing assembly | |
| US10006341B2 (en) | Compressor assembly having a diffuser ring with tabs | |
| WO2016063604A1 (en) | Axial flow turbine and supercharger | |
| US20160265549A1 (en) | Compressor assembly having dynamic diffuser ring retention | |
| KR20040036658A (en) | Compressor wheel assembly | |
| UA52520C2 (en) | High-speed rotor of supercharge machine (variants) | |
| US20120186247A1 (en) | Turbocharger with Reversed Compressor Volute Optionally Integrated into the Center Housing | |
| JP6597780B2 (en) | Seal structure and turbocharger | |
| GB2402180A (en) | Variable stator vane actuating levers | |
| US20080229743A1 (en) | Turbocharger system | |
| US10753367B2 (en) | Mounting structure and turbocharger | |
| US20190107052A1 (en) | Turbocharger | |
| CN106640352B (en) | Turbocharger using ball full-floating bearing | |
| US11378123B2 (en) | Axial damper and displacement limit for turbomachine with rolling element bearings | |
| US20160146047A1 (en) | Turbocharger roller support system | |
| CN112628188A (en) | High negative pressure resistant turbocharger compressor end sealing structure |