Узел крепления колеса турбомашины на валу

(1 Ц 478133 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Своз СоветскихСоциалистическихРеспублик 61), Зависимо от авт,свид-ва.05.73 (21) 1914 М. Кл.1." 011 25/28 Р 01 Я 5/04 Р 25 ь 11/00 171/242) Заявлено 1 присоединени 2)Приоритет аявки асударстеенныи комитетСовета Министраа СССРпа делам изобретенийи открытий 3) УДК 621.51 . 002. 73 (088 ликовано 25.07,75,Бюллетень27 опубликования описания 25.07,75 Да(54) УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ КОЛЕСА ТУРБОМАШИНЫ НА ВАЛУ й сопряже-. колеса мом 5 взкой поверхн к холодильной турбохоподильникИзобретение отностехнике, в частности льная пара кционны миалены в каж ажен олив валу с на фиг, 2 с длиннойетрично рас ких втулок; на св с длинной нном выполитвр ельч атыхая коническая5 - то же,на валу 2 соце 3 коничерезанной по оби сопряженнойодпружинени 45,ми ельчатылш1 дпя охлаждения воздуха,Известны узлы крепления колес на валу,содержащие размешенную в ступице колесапару втулок с сопряженными коническими; поверхностями.Целью изобретения является повышениезксплуатационной надежности, а также обеопечение надежного соединения колеса с ва Олом при длинной ступице и облегчение разборки такого соединения,Для этого наружная втупка выполнена снродольным разрезом и подпружинена в аксиапьном направлении тарельчатой пружи- цной, в внутренняя втулка выполнена изтеплоизоляционного материала, налримеркерамики, Причем втулки выполнены с утлом конусности, либо больше угла самотор.-.можения при сопряжении двух поверхностей, 0онапример под углом 26 без смазки и подоуглом 13 со смазкой поверхностей сопряжения,либо меньше угла самоторможенияпри скольжении по одной поверхности, наопример под углом 10 без смазки или под И ния, С противоположной сторонь жет быть установлена дополнит конических втулок с тарельчать нами, либо втулки выполнены с и тарельчатые пружины устано дой секции.На фиг.схематически изо сываемый узел крепления колес одной парой конических втулок узел крепления на валу колеса ступицей при помощи двух симл положенных пар коничес , 3 - узел крепления котцей на валу при секцио ар конических втулок и пружин на фиг. 4 - наружн втулка, вид с торца; на фиг продольный разрез.Узел крепления колеса 1 жит размешенную в ступую пару, состоящую из ра разующей наружной втулк с ней внутренней втулки ную одной или нескольки347пружинами 6 расположенными ва втулке 7,прижатой к . торцу колеса 1 стяжной гайкой Я с тарельчатой пружиной 9 иди безнее, Для уменьшения жесткости наружнойконической втулки 4 и обеспечения свободного передвижения ее вдоль аси вала 2под воздействием тарельчатых пружин 6на втулке 4 выполнены продольные пазы1 О (фиг. 4), Для той же цели при сборкеузла крепления колеса 1 на валу 2 выполнен зазор 11 (фиг, 1 и 2), величинакоторого превышает максимально возможную величину продольного перемещениянаружной втулки 4 на всех режимах рабаты машины.Для компенсации разницы в тепловомрасширении вала 2 и внутренней металлической или пластмассовой коническойвтулки 5, возникающей при нагреве узлакрепления колес в процессе работы машины, а также для устранения монтажногозазора между втулкой 5 и валом 2 втулка 5 разрезана по образующей подобнонаружной втулке 4.При изготовлении втулки 5 из теплоизоляционного материала достигается дополнительный эффект уменьшения интенсивности теплопередачи от горячего колеса компрессора к валу, а через него -к подшипниковой опоре, что имеет существенное значения для турбахалодидьныхмашин, так как ведет к снижению температуры нагрева и соответственно к увеличению срока службы подшипниковойопоры.Угол конуса при вершине сопряженныхконических поверхностей каждой пары втулок, в зависимости от условий эксплуатации, монтажа и демонтажа колес на валу,выбирают следующим образом,Для обеспечения возвратно-пос тупательного скольжения наружной втулки 4па двум поверхностям (внешней цилиндрической и внутренней конической), требукь.щегося для возврата этой втулки в иоходное положение при прекрашении вращения и остывания нагревающегося впроцессе работы колеса 1, а также дляоблегчения демонтажа колеса, соединенного с валом двумя симметрично расположенными разнонаправленными парамивтулок 4 и 5 (фиг, 2), угол конусностивыполняют несколько большим; угла саматорможения при сопряжении двух псаверхнастей, например под углом 26 безосмазки и под углом 13 со смазкой поверхностей сопряжения, В этом случаедополнительные,. радиальные растягивающие напряжения в колесе 1 под воздействи аксиальной 13, на торповерхности радиальные ступицы 3 состоящая из зафиксированной шпанкой 12 на валу 2 втулки давай обращенной к колесу 1 которой выполнены, например, насечки, врезаюшиеся в торец 8ем таредьчатых пружин 6 и втулок 4 и 5имеют минимальную величину, причем величина этих дополнительных напряжений постоянна на всех режимах работы машины,в том числе и при ее остановке,При необходимости выполнения узда креп-ленин колеса на валу в минимальных радиальных габаритах, например в случае недостаточности толщины стенки ступицы 3,угол конусности выполняют несколько меньше угла самоторможения при скольжении поодной (конической) поверхности, напримеропод углом 1 О без смазки или под угломо5 при наличии смазки на сопряженных поверхностях втулок 4 и 5, При такой конуоности наружпая втулка 4 при прекращениивращения колеса в исходное положение певозвращается и в ступице 3 невращаюдегася колеса 1 оста,отся радиальные напряжения, саответствуюшие напряжениям, имеюшим место при горячей (прессовой) посадке качеса 1 на вад 2, В этом случае коническая пара втулок 4 и 5 выполняет, также как и ва всех осальных случаях крепления колеса на валу., свои основные функции". предотврашает радиальный сдвиг быстро врашающегося колеса 1 относительно осивращения при увеличении диаметра отверстия в ступице 3 пад воздействием центробежных сил и возник ношей по этой причинеразбалансировки ирашающегося ротора, атакже облегчает демонтаж колеса 1 и обеспечивает возможность съема его без порчи(задира) поверхности вада 2, 11 ри снятииколеса 1 с вада 2 скольжение происходиттолько па конической поверхности, что обуславливает выбор угла капусасти (10 и5 ), Угол наклона О конической поверхности ары втулок 4 и 5 равен половине угла конуса при вершине и составляет в зависимости от наличия смазки соответственноо о13 и 6 ЗОф при первом креплении (с агтоматическим возвра 1 дением втулки 4 в ис.о оходное положение) либо 5 и 2 ЗО нривтором варианте крепления.Ддя облегчения разборки соединения вала 2 с колесом 1, имеющим длинную ступицу втулки 4 и 5 выполнены секционными(фиг, 3) и таредьчатые пружины 6 предусмотрены в каждой секции. Ддя предотвращения возможности проворота колеса 1относительно вада 2 при наличии большихкрутящих моментов может быть примененаконструкция показанная на фиг, 1 и 3, 5 478колеса 1 при затягивании гайки 8 на валу2. При быстром вращении диаметр ступицы 3 колеса 1 увеличивается, а ее длинанесколько уменьшается, что ослабляет,первоначальную величину затяжки на валу2.колеса 1, втулки 7, шпонки 12 и может создать опасность проворота копеса 1относительно втулки 13. Для предотвращения этого в проточке на торце гайки 8размещена тарельчатая пружина 9, обеспе 16чивающая постоянство заданной величинызатяжки деталей, укрепленных на валу 2.Сила пружины 9 должна в несколько разпревосходить силу пружин 6 и быть близкой или равной величине осевого усилия, 15создаваемого гайкой 8 при затяжке тарированным ключом,В процессе раскрутки ротора машиныдо рабочего числа оборотов колесо 1 растягивается центробежной силой в радиаж Оном направлении, при этом диаметр осевого отверстия ступицы 3 увеличивается. В.образующийся зазор между цилиндрическими поверхностями отверстия ступицы 3 ивтулки 4 последняя автоматически протал- Зкивается пружиной 6, что сохраняет концентричность положения колеса 1 относительно оси вала и предотвращает разбалансировку ротора по причине радиальногосмешения колеса на рабочих числах обо- форотов. При прекращении вращения втулка 4возвращается в исходное положение, еслиугол конусности сопряженных поверхностейвтулок 4 и 5 больше угла самоторможения,либо, остается во вдвинутом (затянутом) ффсостоянии, если угол конусности меньшеугла самоторможения.Предмет изобретении 401, Узел крепления колеса турбомашины иа валу, преимущественно в высокооборот 18 6ной турбохолодильной машине, содержащий размещенную в ступице колеса пару втулок с сопряженными коническими поверхностями, отличающийся тем,что,с целью повышения эксплуатационной надежности, наружная втулка выполнена с продольным разрезом и подпружинена в аксиальном направлении тарельчатой пружиной.2, Узел. по и, 1,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, внутренняя втулка выполнена из теплоизоляционного материала, например керамики.3, Узел по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что втулки выполнены с углом конусности, большим угла самоторможения при сопряжении двх поверхностей, например под углом 26 беэ смазки и под уголом 13 со смазкой поверхностей сопряжения,4, Узел по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что втулки выполнены с углом конусности, меньшим угла самоторможения при скольжении по одной поверхности, наопример под углом 10 беэ смазки или подоуглом 5 со смазкой поверхностей сопряжения.5, Узел по пп, 1-4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения надежного соединения колеса с валом при длинной ступице, с противоположной стороны колеса установпена дополнительная пара конических втулок с тарельчатыми пружинами,6. Узел по пп, 1-4, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью облегчения разборки соединения вала с колесом, имеющим длинную ступицу, втулки выполнены секционными и тарельчатые пружины ус- тановлены в каждой секции, 478118478118 Составитель Р.ДаниловР дактор 1: 1, цова 1 ехРед И.1 дРанЛашова КоРРегто уо Д изд. В 2 О твРалПодписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета .Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, 113035, Раушская наб., 4 Заказ Предприятие Патент, Москва, Г 59, Бережковская наб., 24