Корпус ротора, способ сборки корпусаротора и устройство для егоосуществления

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. Г 16 С 29/04 Государственный комитет ССС Р ао делам,нзобретеннй н открытнй(0888) Дата опубликования описания 300381(71) Заявитель УФимский авиационный институт им, Орджоникидзе(54) КОРПУС РОТОРА, СПОСОБ СБОРКИ КОРПУСА РОТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к машиностроению и мбжет быть использовано приизготовлении и сборке корпусов многоопорных роторовИзвестен корпус ротора, содержащий последовательно соединенные корпусные кольцевые детали, часть иэ которым содержит опоры ротора (11.ИзВестен способ сборки корпусаротора, заключающийся в последовательной вертикальной установке корпусных кольцевых деталей на стапеле,контроле положения осей опор ротораи компенсации отклонений осей опор,т.е. переборке корпуса ротора , Для 15осуществления известного способа применяют устройство (стапель), содержащее установленную на станине колонну с горизонтальной траверсой 2,К недостаткам известных устройств 20и способа следует отнести низкую точность установки осей опор, нарушениеустановленного положения осей опорпри переборке корпуса ротора, необходимость изготовления деталей с мапьии допусками и большую трудоемкостьсборки,Цель изобретения - повышение точности относительной установки осейопор. 30. указанная цель достигается тем, что в корпусе ротора, содержащем последовательно соединенные корпусные кольцевые детали, часть иэ которых содержит опоры ротора, на опорах со стороны установки последующей детали выполнены базовые поверхности. Одна из базовых поверхностей плоская и перпендикулярна к оси опоры ротора, Другая базовая поверхность коническая и соосна цилиндрической поверхности опоры ротора. угол конуса на всех опорах одинаковВ способе сборки корпуса ротора, включакщем операции последовательной вертикальной установки корпусных кольцевых деталей на стапеле, контроля положения осей опор ротора и компенсации отклонений осей опор, установку первой детали, имеющей опо. ру ротора, осуществляют, совмещая ось первой опоры с осью шпинделя стапеля и фиксируя ее положение.Последующие детали, ссдержащиеопоры ротора, вместе с введенным в них ротором прижимают баэовыми поверхностями шпинделя стапеля. При этом контроль и компенсацию отклонений эсей опор ротора осуществляют последеля.На станине. смонтирован горизонтальный суппорт 20, обеспечивающийперемещение установленного нанемстола 21 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, Стол снабженустройством, позволяющим наклонять 20 его под углом к горизонту в любом ством для плавных перемещений и фик 2 саций их в любом положении. Оптический прибор 22, например торого параллельна оси шпинделя установлен на столе с помощью устройства, позволяющего плавно регулировать положение его оси по отношениюк столу и фиксировать эти положения.На траверсе закреплен другой оптический прибор 23, например коллиматор, имеющий шкалы для измерениялинейных и угловых смещений осей.Оси оптических приборов 22 и 23 находятся на одинаковом расстоянии отоси шпинделя, т.е. приборы образуютпараллельную оси шпинделя оптичес" 40 кую систему, 1 раверса снабжена прижимным механизмом 24, который служитдля равномерного прижатия корпусныхкольцевых деталей с опорами к базовым поверхностям 17 и 19 шпинделя.Прижимной механизм 24 выполнен, например, в виде трех шарнирных захватов, штоки которых установлены в гидравлических цилиндрах одинаковогодиаметра.Сборку корпуса ротора осуществляют следующим образом,На столе 21 стапеля устанавливаюти закрепляют корпусную кольцевую деталь 1, имеющую опоры, Базовые по-верхности 8 и 10 ее должны быть направлены в сторону шпинделя. Ось опоры принимают за базовую. С помощьюоправки 25, центрируя ее по базовымповерхностям опоры, в последнюю устанавливают вертикально измеритель ный оптический прибор 26, напримерзрительную трубу коллиматора. Дляобеспечения прилегания базовых поверхностей оправки 25 и опоры 1 регулируют положение резьбовой втулки 45 27 оправки. Во внутреннем отверстии При этом обязательно должны выполустановки каждой корпусной детали,содержащей опору ротора.Устройство для осуществления способа снабжено столом, который смонтирован на станине и имеет возможность регулируемого пространственного перемещения. На траверсе размещен конический шпиндель. с навернутой на него втулкой и прижимным механизмом. Угол наружного конусашпинделя равен углу конуса базовойконусной поверхности корпусных кольцевых деталей. Нижний торец втулки,навернутой на шпиндель, перпендикулярен оси конуса шпинделя. На столеи на траверсе стапеля установленына одинаковом расстоянии от вертикальной оси шпинделя оптические измерительные приборы,На фиг. 1 изображен корпус с размещенным, в нем ротором, разрез;фиг. 2 - корпусная кольцевая деталь,содержащая опоры ротора, разрез;фиг, 3 - устройство (стапель) дляосуществления способа сборки корпусаротора, общий вид; фиг. 4 - перваякорпусная кольцевая деталь, содержа"щая опору ротора, на стапеле, разрез;фиг. 5 - схема сборки корпуса ротора,Корпус ротора содержит корпусныекольцевые детали. Часть из них (1-4)имеет опоры ротора, другие (5-6) являются промежуточными между корпусными деталями с опорами. В опорахустановленротор 7.На опорах корпусных кольцевых де-,талей 1-4 со стороны установки пос"ледующих деталей выполнены базовые,поверхности, а именно плоская 8 и,например, на закрепленной в центральной части опоры втулке 9 коническая10. Плоская базовая поверхность 8перпендикулярна к оси опоры, Коническая базовая поверхность 10, сооснавнутренней цилиндрической поверхно"сти 11 опоры. Угол конуса 0( базовых поверхностей на всех опорах одинаков. Базовые поверхности могут совпадать с другими функциональными поверхностями опоры, т. е, не быть явно выраженными. няться требования по точности обработки и контактной прочности. Кроме тогО, базовые поверхности не должны быть,закрыты другими частями корпуса от соответствующих им поверхностей шпинделя стапеля.Сборку корпуса ротора осуществляют с помощью устройства, для его сборки - стапеля. Стапель состоит из горизонтальной станины 12, на которой установлена вертикальная колонна 13. На колонне установлена траверса 14, которая может перемещаться относительно колонны в осевом и угловом направлениях и снабжена устройством цля фиксации ее положений относитель 1 но колонны, В траверсе закреплен по-,лый вертикальный шпиндель 15, внутренняя поверхность которого выполнена конической (поверхность 16) под оптический измерительный прибор. На ружная поверхность шпинделя выполнена конической (поверхность 17) с ,углом, равным углу базовых конических поверхностей 10 опор. Конические поверхности 16 и 17 кон.центричны друг другу, На шпиндель на" вернута втулка 18. Нижняя торцоваяповерхность, 19 втулки перпендикулярна оси конуса, Поверхности 17 и 19 являются базовыми поверхностями шпиннаправлении относительно центра, расположенного на продолжении оси шпинделя. Суппорт и стол снабжены устройзрительная труба коллиматора, ось кошпинделя 15 устанавливают другой оптический прибор 28, например коллиматор. Его центрируют по внутреннейконической поверхности 16 шпинделяс помощью оправки 29. Приборы 26 и28 образуют основную оптическую систему стапеля. По конструкции они5аналогичны приборам 22 и 23Путемизменения пространственного положения стола 21 и траверсы 14 обеспечивают совпадение оси базовой опорыс осью шпинделя, Это положение фиксируют приборами 22 и 23, Затем вынимают оправки 25 и 29 вместе с приборами.Смещают траверсу 14 и стол 21 относительно друг друга так, чтобы обе-спечить установку следующей корпуснойкольцевой детали 5 на первую, установку ротора 7 в первую опору, а также второй корпусной детали 2, имеющей опору. Корпусную кольцевую деталь 2 с опорой на детали 5 не закрепляют. Траверсу 14 и стол 21 возвращают в исходное положение, контролируяпоследнее при помощи параллельнойоптической системы, то есть с помощью яприборов 22 и 23, Подводят шпиндель15 к корпусной кольцевой детали 2 совторой опорой и прижимают. деталь 2 спомощью прижимного механизма 24 кшпинделю таким образом, чтобы базовые 0поверхности шпинделя и опоры совме- .стились. Этим принудительно обеспечивается относительное положение осейопор корпусных кольцезых деталей 1 и2. Все погрешности изготовления корпусных деталей 1, 2 и З,влияющие наположение осей первой и второй опор,отражаются на ориентации незакрепленной относительно детали 5 корпуснойкольцевой детали 2.Компенсируют погрешности ориентацииОповерхностей соприкосновения деталей 3и 2. Осевое смещение компенсируют. опусканием детали 2 за счет вертикальногоперемещения траверсы 14, угловое несовпадение 3 - компенсаторами 30, например клиновыми шайбами, а .радиальное смещение - за счет необходимыхрадиальных зазоров 31 по фиксирующимбуртам. Затем закрепляют корпуснуюкольцевую деталь 2 со второй опорой ротносительно корпусной кольцевой детали 5, после чего поднимают травер"су 14 и с помощью основной оптичес"кой системы уточняют положение осибазовой опоры, установленной ранее,по отношению к оси конуса шпинделяВ случае необходимости делают поправки. Аналогичным образом устанавливают заданное относительное положение осей других опор ротора,По сравнению с иэвестным в предлагаемом способе повышается точность установки и одновременно сокращается трудоемкость сборки машины, увеличивается ресурс работы подшипников.Формула изобретения1, Корпус ротора, например, газо-турбинного двигателя, содержащий последовательно соединенные кольцевыедетали, часть иэ которых имеет опорыротора, отличающийся тем,что, с целью повыдения точности относительной установки осей опор, на опорах со стороны установки последующейдетали выполнены базовые поверхности,одна иэ которых плоская и перпендикулярна к оси опоры ротора, а другаяконическая, соосная цилиндрической поверхности опоры ротора, при этом уголконуса на всех опорах одинаков,2. Способ сборки корпуса ротора,заключающийся в последовательной вертикальной установке корпусных кольцевыхдеталей на стапеле, контроле положенияосей опор ротора и компенсации отклонений осей, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что установку первой детали,имеющей опору ротора, осуществляют,совмещая ось первой опоры с осью шпинделя стапеля, фиксируют ее положение,последующие детали с опорами с введенная в них ротором прижимают базовымиповерхностями к соответствующим базовьм поверхностям шпинделя стапеля, аконтроль и компенсацию отклоненийпроизводят после установки каждой корпусной детали с опорой.3, Устройство для осуществленияспособа по п, 2, содержащее установленную на станине колонну, с горизонтальной траверсой, о т л и ч а ю щ ее с ятем, что оно снабжено смонтированным на станине с возможностью регулируемого пространственного перемещения столом, размещенным на траверсеконическим шпинделем с навернутой нанего втулкой и прижимным механизмом,а также оптическими измерительными при"борами, укрепленными на столе и траверсе на равном расстоянии от вертикальной оси шпинделя, при этом уголнаружного конуса шпинделя равен углуконуса базовой конусной поверхностикорпусных кольцевых деталей, а нижний торец втулки перпендикулярен осиконуса шпинделя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Орлов П.И. Основы конструирования, кн.2, М., "Машиностроение",1972, с.6,7,2. Беликов В.Н. и др., Сборка авиационных двигателей. М фМашиностроениеф, 1971, с. 44, 185.817348 оставитель В. Афонинехред А.Савка Коррек Редактор В. ПетрашРошко каз 1286/47 Тираж 860 Подписн ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений.и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5