CS213226B1

CS213226B1 - Drum rotor of axial turbocharger

Info

Publication number: CS213226B1
Application number: CS834080A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Vondruska; Zbynek Janc; Miloslav Kratochvil; Vaclav Kadera; Dusan Misarek; Jiri Feierfeil; Josef Kucera; Erhart Hentschel
Original assignee: Miloslav Vondruska; Zbynek Janc; Miloslav Kratochvil; Vaclav Kadera; Dusan Misarek; Jiri Feierfeil; Josef Kucera; Erhart Hentschel
Priority date: 1980-12-01
Filing date: 1980-12-01
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Bubnový rotor axiálního turbokompresoru který sestává ze střední bubnové Sásti a dvou čelních částí, z nichž nejméně jedna Je se střední částí spojena rozebíratelně šroubovým spojem, který se skládá ze spojovacích Šroubů a na nich našroubovaných hlavních a pojištovacích matic. Hlavní matice Jeou pojištěny zajišlovacím kroužkem majícím ve avé vnitřní čelní straně drážku, do které zapadají hlavní matice, které Jaou po dotažení ná svém obvodu opracovány na průměr drážky zajištovacího kroužku. Vynález je výhodné využít zejména u rotorů axiálních točivých strojů.A drum rotor of an axial turbocompressor which consists of a central drum part and two front parts, at least one of which is connected to the central part in a detachable manner by a screw connection, which consists of connecting screws and main and locking nuts screwed onto them. The main nuts are secured by a locking ring having a groove on the left inner front side, into which the main nuts fit, which, after tightening, are machined on their circumference to the diameter of the groove of the locking ring. The invention is advantageously used in particular in rotors of axial rotating machines.

Description

Vynález se týká rotoru axiálního turbokompresoru, který se skládá ze střední bubnové čéeti a dvou čelních čéeti, na kterých jeou vytvořeny ložiskové čepy. Přitom nejméně jedna čelní čáat je ee střední bubnovou částí spojena rozebíratelně prostřednictvím šroubového spoje.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an axial turbocompressor rotor comprising a central drum and two front plates on which bearing journals are formed. At least one end face is connected to the central drum part in a detachable manner by a screw connection.

Při návrhu axiálního turbokompresoru mají významnou úlohu konetruční parametry stroje, vyplývající z jeho výkonových parametrů. Z daných parametrů a z použitého typu lopatkování vychází optimální počet kompresních stupňů, velikost jejich průměrů, osové délka činné části rotoru, otáčky a mnoho delších hodnot provedení rotoru. V některých případech s ohledem na kritické otáčky je výhodné použití rotoru bubnového provedení.The design parameters of the axial turbocharger have an important role in the constructional parameters of the machine resulting from its performance parameters. Given the parameters and the type of blades used, the optimum number of compression stages, the size of their diameters, the axial length of the active part of the rotor, the speed and many longer values of the rotor design result. In some cases with respect to critical speed, it is preferred to use a drum type rotor.

Bubnový roton axiálního turbokompresoru je obvykle proveden tak, že čelní části, na kterých jeou upraveny ložiskové čepy, jsou s bubnovou částí, na které Jeou usazeny rotorové lopatky, spojeny pomocí svárů, nebo spojovacími šrouby. Rovněž je známé provedení takové, že jedna čelní část Je vykována jako jeden kus se střední bubnovou .částí a druhé čelní část je ke střední bubnové čésti uchycena rozebíratelně šroubovým spojem.The drum roton of an axial turbo compressor is usually designed such that the end portions on which the journal pins are provided are connected to the drum portion on which the rotor blades are seated by means of welds or by connecting screws. It is also known that one face is forged in one piece with a central drum portion and the other face is removably attached to the middle drum portion by a screw connection.

Výše uvedená provedení rotoru s rozebíratelnou jednou, nebo oběma čelními částmi jsou v mnoha případech z hlediska tuhosti výhodnější, přináší však značné obtíže při výrobě i problémy z hlediska provozních vlastností.The aforementioned embodiments of a rotor with a removable one or both end portions are in many cases more rigid in terms of stiffness, however, they entail considerable manufacturing difficulties and operational performance problems.

Pro klidný chod stroje a jeho životnost je důležité, aby rotor byl dokonale vyvážen a aby se jeho vyvážení za klidu a při studeném stavu nezměnilo ani za provozu, kdy dochází k deformacím vznikajícím Jednak odstředivými silami a jednak nestejným ohřevem jednotlivých částí rotoru. Provedení rozebíratelného šroubového epoje musí být provozně naprosto spolehlivé a během provozu nesmí v žádném případě dojít k povolení matic a tím ke změně předpétí šroubů, které bylo při montáži nastaveno.For the smooth running of the machine and its service life it is important that the rotor is perfectly balanced and that its balancing in the cold and cold state does not change even during operation, which causes both the centrifugal forces and the unequal heating of the rotor parts. The design of the dismountable bolt must be absolutely reliable in operation and in no case must the nuts be loosened during operation and thus the preload of the bolts that was set during assembly must not be changed.

Vynález vychází z toho známého stavu techniky a zdokonaluje dále provedení bubnového rotoru axiálního turbokompresoru v podstatě tím, že šroubový epoj se skládá ze spojovacích šroubů zavrtaných do čela střední bubnové části a na nich našroubovaných hlavních matic, kterými je čelní čést uchycena ke střední bubnové části, přičemž k čelní části je pojišťovacími maticemi na spojovacích šroubech upevněn zajišlovací kroužek mající ne své vnitřní čelní straně vytvořenou drážku soustředěnou podle osy rotace stroje, do které zapadají hlavní matice, které jsou po dotažení na svém obvodu opracovány na průměr drážky zajišlovecího kroužku.The invention is based on the prior art and further improves the embodiment of the drum rotor of an axial turbocompressor essentially in that the screw-in connection consists of connecting bolts drilled into the front of the central drum part and the main nuts screwed thereon. wherein a securing ring having a notch formed on its inner end side is fastened to the end part by locking nuts on the connecting bolts, concentrating along the axis of rotation of the machine into which the main nuts engage, which are machined to the diameter of the securing ring after tightening.

Zvláště výhodné je uspořádání takové, že na stykové ploše mezi čelní částí a zajišťovacím kroužkem je upraven ozub a další drážka, které jeou soustředné podle osy rotace stroje.It is particularly advantageous to provide a tooth and a further groove on the contact surface between the end portion and the locking ring, which are concentric to the axis of rotation of the machine.

K prodloužení délky labyrintové ucpávky je výhodné uspořádání takové, že na vnější válcové ploěe pojišťovacího kroužku Jsou upraveny břity.To extend the length of the labyrinth seal, it is advantageous to arrange the cutting edges on the outer cylindrical surface of the locking ring.

Výhody provedení bubnového rotoru podle vynálezu spočívají zejména v tom, že je umožněno opětné smontování rotoru, například při revizích stroje, na stejné hodnoty přepětí šroubů, protože osoustružené plochy hlavních matic udávají přesně jak mají být matice dotaženy. Provedením podle vynálezu je dosaženo bezpečného pojištění hlavních matic proti jakémukoliv pootočení a tím vyloučena změna předpétí ve spojovacích šroubech. Uspořádáním zajišťovacího kroužku se snižují ventilační ztráty a jeho vnější válcovou část lze využít k prodloužení délky labyrintové ucpávky a tím i ke zvýšení objemové účinnosti.The advantages of the drum rotor embodiment according to the invention are in particular that it is possible to reassemble the rotor, for example during machine revisions, to the same bolt overvoltage values, since the turned surfaces of the main nuts indicate exactly how the nuts are to be tightened. The embodiment according to the invention achieves a secure locking of the main nuts against any rotation and thus avoids any change of preload in the connecting screws. The arrangement of the locking ring reduces the ventilation losses and its outer cylindrical part can be used to extend the length of the labyrinth seal and thereby increase the volume efficiency.

Provedení podle vynálezu umožňuje měnit stupňovitě průměr vyrovnávacího kotouče tím, žeThe embodiment according to the invention makes it possible to vary the diameter of the alignment disk stepwise by:

213 226213 226

8Θ změní vnější průměr zojišlovacího kroužku a tak podle výsledků experimentálního měření měnit velikost osové síly, aniž by bylo nutno měnit rozměry a geometrii základních částí rotoru a tím jsou zachovány i pevnostní poměry celého rotoru.8Θ will change the outer diameter of the locking ring and thus change the magnitude of the axial force according to the results of the experimental measurement without the need to change the dimensions and geometry of the basic parts of the rotor, thus maintaining the strength conditions of the entire rotor.

Vytvořením ozubu a drážky ve stykové ploše mezi čelní částí a zajišlovacím kroužkem se při provozu část napětí ze zajišlovacího kroužku přenáší do čelní části.By providing a tooth and a groove in the contact surface between the face portion and the snap ring, a portion of the tension from the snap ring is transferred to the face portion during operation.

Příklad provedení bubnového rotoru podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkresu, kde na obr. 1 je podélný řez rotorem, na obr. 2 příčný řez s hlavními maticemi oeouetruženými na větší průměr drážky zajišlovacího kroužku, na obr, 3 příčný řez s hlavními maticemi osoustruženými na menší průměr drážky zajišlovacího kroužku á na obr. 4 detail podélného řezu s odstupňovaným průměrem ucpávky vyrovnávacího kotouče.An exemplary embodiment of a drum rotor according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a longitudinal section of the rotor, Fig. 2 is a cross-section with main nuts threaded to a larger diameter of the locking ring groove. the smaller diameter of the retaining ring groove á in FIG. 4 is a detail of a longitudinal section with a graduated diameter of the alignment disk seal.

Bubnový rotor axiálního turbokompreeoru sestává ze střední bubnové části 1, ve které Jsou upraveny drážky 2 pro uchycení rotorových lopatek a která je vykována z jednoho kusu zároveň s pevnou čelní částí 2.. Druhé demontovatelná čelní část £ je ke střední bubnové části 1 uchycena prostřednictvím spojovacích šroubů 2» které jsou svými závity 6 zavrtány do čelní stěny 2 střední bubnové části 1. Spojovací šrouby 2 jsou opatřeny hlavní maticí 8 a pojišlovací maticí 2· Hlavní matice 8 uchycuje se stanoveným předpětím spojovacích Šroubů 2 čelní část £ ke střední bubnové čésti 1. Pojišlovací matice 2 uchycuje zajlšlovací kroužek 10 k čelní části £. Zajišlovací kroužek 10 má na své vnitřní čelní straně vytvořenou drážku 11. které je soustředná s osou 12 rotace stroje. Do této drážky 11 zapadají hlavní matice 8, které jsou po dotažení na svém obvodu osoustruženy na větší průměr D^ drážky 11. případně na menší průměr D₂ drážky 11. Tyto oeoustružené plochy 13 na hlavních maticích 8 slouží jednak k pojištění proti pootočení matic 8 a také k indikaci dotažení matic 8 při nové montáži rotoru. Zajlšlovací kroužek 10 tvoří zároveň součást vyrovnávacího kotouče a na jeho vnější válcové ploše jsou upraveny břity 14 labyrintové ucpávky. Ve stykové ploše mezi čelní částí £ a zajišlovacím kroužkem 10 je upraven ozub a další drážka 12, které jsou soustředěné podle osy 12 rotace stroje.The drum rotor of the axial turbo-compressor consists of a central drum part 1 in which the grooves 2 for receiving the rotor blades are provided and which are forged in one piece at the same time as the fixed front part 2. The connecting screws 2 are provided with a main nut 8 and a locking nut 2. The main nut 8 fixes the front part 6 to the central drum part 1 with a predetermined prestressing of the connecting screws 2. The locking nut 2 secures the ring ring 10 to the front part 6. The locking ring 10 has a groove 11 formed on its inner face which is concentric with the axis of rotation 12 of the machine. This groove 11 engage the main nut 8 which are tightened after the turning on its circumference to a larger diameter D ^ groove 11. If appropriate to the smaller diameter D ₂ of the groove 11. These surfaces 13 oeoustružené main nut 8 on the one hand serves to insure against rotation matrices 8 and also to indicate that the nuts 8 are tightened when the rotor is reassembled. At the same time, the locking ring 10 forms part of the alignment disk and on its outer cylindrical surface there are provided the edges 14 of the labyrinth seal. A tooth and a further groove 12 are provided in the contact surface between the face portion 6 and the locking ring 10, which are centered along the axis of rotation 12 of the machine.

Claims

An axial turbo-free rotor drum comprising a central drum portion β of two end portions on which bearing journals are formed and at least one face plate is detachably connected to the central drum portion by a screw connection, characterized in that the screw connection is applied from the connecting screws (5) drilled into the face (7) of the central drum part (1) and the main nuts (8) screwed thereon, by which the front part (4) is fastened to the central drum part (1) and the front part (4) A securing ring (10) having a groove (11) formed on the inner front side, concentric to the rotation axis (12) of the machine, into which the main nuts (8) engage, is fastened with locking nuts (9) on the connecting screws (5). After tightening on the left circumference, they are machined to the diameter (Dj, Dj) of the groove (11) of the securing ring (10).

Axial turbo-free rotor drum according to claim 1, characterized in that a tooth with a further groove (15) which is concentric to the machine rotation axis (12) is provided in the contact surface between the front face (4) and the locking ring (10). .

213 228

Axial turbo-compressor drum rotor according to Claims 1 and 2, characterized in that labyrinth seal blades (14) are provided on the outer cylindrical surface of the ring (10) to be secured.