DE2705001A1 - Vibration damper ring for torsion shaft - has holes in which friction lining is pressed by spring against shaft - Google Patents

Abstract

The turboset torsion shaft vibration damper has a ring (13) concentric to the torsion shaft (5), supplied with a number of radial holes (15), and located in the axial intermediary space between the turbine rotor (10) and the generator side torsion shaft coupling (4) on the face side of the rotor (10). In the holes a friction lining (18) is pressed against the torsion shaft by a spring (19). The friction lining (18) is fitted to the radial inner end of a socket (16) which can slide radially and is retained in the hole. In the socket, a pressure ring acting on the friction lining is located, the spring pressure force of which is adjustable by a screw (20) inserted in the radial outer end of the hole.

Description

Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung an TorsionswellenDevice for vibration damping on torsion waves

Bei direkt gekuppelten Einphas en-Bahnstromturbosätzen sind im allgemeinen Turbine und Generater über eine relativ lange Torsionswelle, die durch den Läufer des Turbinenniederdruckteils hindurchgeführt ist, miteinander verbunden, um kurzzeitige und stoßartige Drehmoment- und Winkelgeschwindigkeitsschwankungen auszugleichen. Bei den in Größe und zeitlichem Abstand sehr unregelmäßig auftretenden Laststößen ergeben sich jedoch Torsionsschwingungen an dieser Torsionswelle, die wegen der im all meinen relativ geringen Eigendämpfung des Systems sehr lange anstehen und sich bei ungünstigen Umständen auch resonanzartig aufschaukeln können. Dadurch besteht bei direkt gekuppelten Maschinensätzen die Gefahr, daß die Kupplung zwischen Torsionswelle und Generator beschädigt wird oder ganz abreißt.In the case of directly coupled single-phase traction current turbo sets, in general Turbine and generator over a relatively long torsion shaft, which is carried by the rotor of the turbine low-pressure part is passed through, connected to each other to short-term and to compensate for sudden torque and angular velocity fluctuations. With the load surges that occur very irregularly in terms of size and time interval However, there are torsional vibrations on this torsion wave, which because of the in all of my relatively low self-damping of the system and stand for a very long time can also build up like a resonance in unfavorable circumstances. Thereby exists with directly coupled machine sets there is a risk that the coupling between the torsion shaft and generator is damaged or breaks off completely.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der derartige Schwingungen sichcr gedämpft werden können1 wobei diese Vorrichtung einfach aufgebaut und ein nachträglicher Einbau chne weiteres möglich sein soll.The invention is therefore based on the object of providing a device create, with which such vibrations can be safely damped1 whereby these The device is simply constructed and subsequent installation is possible should be.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im axialen Zwischenraum zwischen Turbinenläufer und generatorseitiger Torsionswellenkupplung an der Stirnseite des Turbinenläufers ein zur Torsionswelle konzentrischer Ring mit einer Vielzahl von radialen Bohrungen befestigt ist und daß in den Bohrungen jeweils ein durch eine Weder gegen die Torsionswelle gepreßter Reibbelag geführt ist.To solve this problem, the invention provides that in the axial Space between the turbine rotor and the torsion shaft coupling on the generator side on the face of the turbine rotor a ring concentric to the torsion shaft is fixed with a plurality of radial bores and that in the bores each guided by a friction lining pressed against the torsion shaft by a wedge is.

Durch diesen zwischen den gegeneinander schwingenden Massen angeordneten Schwingungsdämpfer entstehen bei von außen angreifenden Torsionsmomenten entgcgengerichtete Reibmomente, so daß das Aufschaukeln von Torsionsschwingungen bei periodischer oder resonanzartiger Anregung völlig vermieden wird. Bei stoßartigen Torsionsanregungen wird die Abklingzeit der TorsionsschwingunScr wesentlich verkürzt.By this arranged between the mutually oscillating masses Vibration dampers arise when attacking from the outside Torsional moments opposite frictional moments, so that the build-up of torsional vibrations is completely avoided in the case of periodic or resonance-like excitation. With jerky Torsional excitations, the decay time of the torsional vibration is significantly shortened.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung liegt dabei darin, daß der Reibbelag am radial innenliegenden Ende einer in der Bohrung radial gleitbar gehaltenen Hülse befestigt ist. Dabei kann zwischen der Oberseite des Reibbelages uiid einer in das radial außenliegende Ende der Bohrungen eingesetzten Stellschraube eine Druckfeder angeordnet sein. Die Stellschraube weist dabei zweckmäßigerweise einen axialen Führurigsbolzen für die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder auf. Ferner kann die Hülse eine horizontalc Querwand aufweisen, auf deren einen Seite der zylindrisch ausgebildete Reibbelag anliegt und auf deren anderen Seite die Schraubenfeder angreift. Um ein Verdrehen der Hülse zu vermeiden, weist die Hülse einen seitlichen Führungsschlitz auf, in die eine in die Bohrungswandung eingesetzte Sicherungsschraube eingrcift.A useful embodiment of the invention is that the friction lining can be slid radially in the bore at the radially inner end of a held sleeve is attached. It can be between the top of the friction lining uiid a set screw inserted into the radially outer end of the bores a compression spring can be arranged. The set screw has expediently an axial guide pin for the compression spring designed as a helical spring on. Furthermore, the sleeve can have a horizontal transverse wall, on one of which Side of the cylindrically designed friction lining rests and on the other side the coil spring engages. To prevent the sleeve from twisting, the Sleeve on a lateral guide slot into which one inserted into the bore wall Locking screw engaged.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Nicderdruckteilturbine in schematischer Darstellung mit Torsionswelle und Wellenkupplung; Fig. 2 einen Querschnitt durch den an Läuferende angesetzten Ring zur Schwingungsdämpfung und Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Viertelsclctor des Ringes.A schematic drawing shows the structure and mode of operation an embodiment according to the invention explained in more detail. They show: Fig. 1 shows a longitudinal section through the Nicder pressure part turbine in a schematic representation with torsion shaft and shaft coupling; Fig. 2 shows a cross section through the rotor end attached ring for vibration damping and FIG. 3 is a plan view of a quarter collector of the ring.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist die Welle 1 des nicht naher dargestellten Einphasen-Gcnurators über ihren Kupplungßflansch 2 und der auf den Wellenkonus 3 aufgeschrumpften Kupplungshälfte 4 mit der eigcrltlichen Torsionswelle 5 verbundes. Am Kupplwigsflansch 6 am anderen Ende der Torsionswelle 5 ist außcn der Kupplungsflansch 7 der Welle 8 des cbcnfalls nicht dargestellten Hocbdruckteils der Turbine und auf der Innenseite über den Flansch 9 der eigentliche Läufer 10 des Niederdruckteils 11 der Turbine befestigt.As can be seen from Fig. 1, the shaft 1 is not shown in detail Single-phase gnurators via their coupling flange 2 and the one on the shaft cone 3 The shrunk-on coupling half 4 is connected to the intrinsic torsion shaft 5. On the coupling flange 6 at the other end of the torsion shaft 5 is outside the Coupling flange 7 of the shaft 8 of the high pressure part of the turbine, not shown, and on the inside via the flange 9 of the actual rotor 10 of the low-pressure part 11 attached to the turbine.

Da der Niederdruckläufer 10 und die Hochdruckturbine an der gemcinsamen Kupplung 12 über die durch den Läufer 10 hindurchgeführte Torsionswelle 5 mit der Generatorwelle 1 gekuppelt sind, kann die Welle 5 somit als torsionselastisches Element dienen und damit in gewissem Umfang auftretende kurzzeitige und stoßartige Drehmomentschwankungen ausgleichen. Es können dabei jedoch Torsionsschwingungen auftreten, die bei periodischer oder resonanzartiger Anregung wegen der sehr geringen Eigendämpfung zu einem Aufschaukeln und damit zu einem Bruch oder zu einem Anreißen der Kupplung 4 führen können.Since the low-pressure rotor 10 and the high-pressure turbine on the common Coupling 12 via the torsion shaft 5 passed through the rotor 10 with the Generator shaft 1 are coupled, the shaft 5 can thus be torsionally elastic Element serve and thus to a certain extent occurring short-term and jerky Compensate for torque fluctuations. However, there can be torsional vibrations occur with periodic or resonance-like excitation because of the very low Self-damping to a rocking and thus to a break or to a tearing the clutch 4 can lead.

Um diese Torsionsschwingungen zu dämpfen, ist in dem axialen Zwischenraum zwischen Turbinenläufer 10 und Torsionswellenkupplung 4 eine Dämpfungsvorrichtung 13 eIngebaut die im einzelnen in Fig. 2 und 3 näher beschrieben ist.To dampen these torsional vibrations, is in the axial space a damping device between the turbine rotor 10 and the torsion shaft coupling 4 13 built-in which is described in detail in FIGS. 2 and 3.

Wie aus Fig. 2 ZU ersehen ist, ist in eine stirneeitige Ausnehmung 14 des Läufers 10 konzentrlsch- zur Torsionswelle 5 ein Ring 13 angesetzt, der eine Vielzahl von radialen Bohrungen 15 aufweist. In diese radialen Bohrungen 15 ist eine in radialer Richtung gleitbare Hülse 16 mit einer Querwand 17 eingesetzt In das unter Ende dieser Hülse 16 ist ein zylindrisch ausgebildeter Reibbelag 18 mit einem hohen Reibungskoeffizienten eingeklebt.As can be seen from Fig. 2, is in a front-side recess 14 of the rotor 10 concentrlsch- to the torsion shaft 5 attached a ring 13, the one Has a plurality of radial bores 15. In these radial bores 15 is a sleeve 16 slidable in the radial direction and having a transverse wall 17 inserted in the lower end of this sleeve 16 is a cylindrical friction lining 18 with glued in with a high coefficient of friction.

Auf der Oberseite der Querwand 17 ist im Oberteil der Hülse 16 eine als Schraubenfeder 19 ausgebildete ruckfeder eingesett, die von einer in das obere Ende der Bohrung 15 eingeschraubten Stellschraube 20 gespannt wird. Diese Stell schraube 20 weist dabei einen Führungsbolzen 21 zur Führung der Schraubenfeder 19 auf Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, wirken somit eine Vielzahl von Reibbelägen 18, die in dem Ring 13 gehalten sind, auf die Xorsionswelle 5 ein. Die Feder 19 ist dabei so weit vorgespannt, daß sie außer der Aufnahme der auf den Reibbelag 18 und die Hülse 16 einwirkenden Fliehkräfte noch einen vorgegebenen Druck auf den Reibbelag 18 ausübt und damit einen ständigen Kontakt zwischen Reibbelag und Torsionswelle gewährleistet. Dadurch werden auftretende Relativbewegungen zwischen dem Turbinenläufer 10 und dem generatorseitigen Ende der Torsionswelle 5 in Umfangsrichtung und auch in radialer Richtung weitgehend gedämpft, so daß ein Aufschaukeln von Torsionsschwingungen völlig vermieden und bei stoßartigen Torsionsanregungen die Abklingzeit der Torsionsschwingungen wesentlich verkürzt wird. Axiale Relativdehnungen zwischen Torsionswelle 5 und Turbinenläufer 10 sind jedoch nach wie vor frei möglich.On the top of the transverse wall 17 is in the upper part of the sleeve 16 a as a helical spring 19 designed return spring inserted, which is from one in the upper End of the bore 15 screwed set screw 20 is tensioned. This position The screw 20 has a guide pin 21 for guiding the helical spring 19 As can be seen from Fig. 3, thus act a plurality of friction linings 18, which are held in the ring 13, on the Xorsionswelle 5 a. The spring 19 is biased so far that they except for the inclusion of the friction lining 18 and the sleeve 16 acting centrifugal forces still a given pressure exerts on the friction lining 18 and thus a constant contact between the friction lining and torsion shaft guaranteed. Thereby occurring relative movements between the turbine rotor 10 and the generator-side end of the torsion shaft 5 in the circumferential direction and also largely damped in the radial direction, so that torsional vibrations build up completely avoided and with shock-like torsional excitations the decay time of the torsional vibrations is shortened significantly. Axial relative expansions between torsion shaft 5 and turbine rotor However, 10 are still freely possible.

Claims (6)

Patentansprüche Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung von Torsionswellen, insbesondere in BahnstromturbosUtzen, dadurch gekennzeichnet, daß im axialen Zwischenraum zwischen Turbinenläufer (10) und generatorseitiger Torsionswellenkupplung (4) an der Stirnseite des Turbinenläufers (10) ein zur Torsionswelle t5) konzentrischer Ring (13) mit einer Vielzahl von radialen Bohrungen (15) befestigt ist und daß in den Bohrungen t15) jeweils ein durch eine Feder (19) gegen die Torsionswelle (5) gepreßter Reibbelag (18) geführt ist.Claims Device for vibration damping of torsion waves, in particular in traction current turbo sets, characterized in that in the axial gap between the turbine rotor (10) and the torsion shaft coupling (4) on the generator side the end face of the turbine rotor (10) is concentric to the torsion shaft t5) Ring (13) with a plurality of radial bores (15) is attached and that in the bores t15) each one by a spring (19) against the torsion shaft (5) pressed friction lining (18) is performed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (18) am radial innenliegenden Ende einer in der Bohrung (15) radial gleitbar gehaltenen Hülse (16) befestigt ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the friction lining (18) at the radially inner end of one held in a radially slidable manner in the bore (15) Sleeve (16) is attached. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Hülse (16) eine auf den Reibbelag (18) einwirkende Druckfeder (19) angeordnet ist, deren Federdruckkraft durch eine in das radial außenliegende Ende der Bohrungen (15) eingesetzte Stellschraube (20) einstellbar ist. 3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that in A compression spring (19) acting on the friction lining (18) is arranged in the sleeve (16), their spring pressure force through one in the radially outer end of the bores (15) inserted adjusting screw (20) is adjustable. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (20) einen axialen Führungsbolzen (21) für die als Schraubenfeder (19) ausgebildete Druckfeder aufweist.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the adjusting screw (20) an axial guide pin (21) for the helical spring (19) Has compression spring. 5. Anordnung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) eine horizontale Querwand (17) aufweist, auf deren einen Seite der zylindrisch ausgebildete Reibbelag (18) anliegt und auf deren anderen Seite die Schraubenfeder (19) angreift.5. Arrangement according to claim 2 and 4, characterized in that the Sleeve (16) has a horizontal transverse wall (17), on one side of which the cylindrical trained friction lining (18) rests and on the other side the helical spring (19) attacks. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) einen seitlichen Führungsschlitz (22) aufweist, in die eine in die Bohrungswandung (13) eingesetzte Sicherungsschraube (23) eingreift.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the sleeve (16) has a lateral guide slot (22) into which one in the bore wall (13) inserted locking screw (23) engages.