RU2731506C1 - Rotor assembly method - Google Patents

Rotor assembly method Download PDF

Info

Publication number
RU2731506C1
RU2731506C1 RU2019119534A RU2019119534A RU2731506C1 RU 2731506 C1 RU2731506 C1 RU 2731506C1 RU 2019119534 A RU2019119534 A RU 2019119534A RU 2019119534 A RU2019119534 A RU 2019119534A RU 2731506 C1 RU2731506 C1 RU 2731506C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
place
mandrel
runout
shaft
diametrically opposite
Prior art date
Application number
RU2019119534A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Белобородов
Марк Леонидович Цельмер
Original Assignee
Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" filed Critical Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority to RU2019119534A priority Critical patent/RU2731506C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731506C1 publication Critical patent/RU2731506C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in assembly of rotors of centrifugal compressors. Method of rotor assembly, in which shaft is separately balanced, directing residual imbalances diametrically opposite to place of maximum radial runout of its control band, and impellers, installing them on balancing mandrel with diametrically opposite direction of place of maximum beat of sealing surface of wheel cover plate relative to place of maximum beating of mounting surface of mandrel and directing residual imbalances diametrically opposite to place of maximum radial runout of seat mounting surface, and value of specified residual unbalance of wheel is determined from relationship:
Figure 00000013
,
where Idef is the value of the specified residual unbalance of the impeller, M is the impeller weight, ΔD0 is beating of shaft mounting surface, ΔDman - runout of the landing surface of the mandrel, k - the coefficient of mass-geometric, esp - specific imbalance.
EFFECT: disclosed invention provides reduced volume of works on assembly of rotor with provision of its specified accuracy.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сборке роторов компрессоров газоперекачивающих агрегатов.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the assembly of compressor rotors of gas-pumping units.

Известен способ предварительной балансировки элемента сборного ротора на оправке по патенту РФ №2431064, при котором перед сборкой ротора балансируют оправку, и после установки на оправку элемента балансируют элемент, на оправке измеряют величину и определяют место максимального радиального биения посадочной поверхности, маркируют место, диаметрально противоположное максимальному радиальному биению, на промаркированном месте по обе стороны установленного элемента крепят уравновешивающие грузики.There is a method of preliminary balancing of an element of a precast rotor on a mandrel according to RF patent No. 2431064, in which the mandrel is balanced before assembling the rotor, and after installation on the mandrel of the element, the element is balanced, the value is measured on the mandrel and the place of the maximum radial runout of the seating surface is marked, the place is marked diametrically opposite maximum radial runout, balancing weights are attached to the marked place on both sides of the installed element.

Известен способ балансировки ротора при его сборке по патенту РФ №2418198, при котором балансируют вал, а на балансировочной оправке рабочие колеса, определяя и маркируя на валу и ступицах колес места максимального радиального биения посадочных поверхностей, совмещая при сборке ротора промаркированные месте на валу и на ступице.There is a known method of balancing a rotor during its assembly according to RF patent No. 2418198, in which the shaft is balanced, and the impellers are balanced on the balancing mandrel, determining and marking the places of maximum radial runout of the seating surfaces on the shaft and wheel hubs, combining the marked places on the shaft and on the hub.

Известен способ балансировки сборного ротора по патенту РФ №2565119, при котором при балансировке ротора обеспечивают направление остаточных дисбалансов участков вала и элементов ротора в сторону, противоположную максимальному радиальному биению участков вала ротора.There is a method of balancing a prefabricated rotor according to RF patent No. 2565119, in which, when balancing the rotor, the direction of residual imbalances of the shaft sections and rotor elements is provided in the direction opposite to the maximum radial runout of the rotor shaft sections.

Последний способ является ближайшим аналогом предлагаемого технического решения.The latter method is the closest analogue of the proposed technical solution.

Недостатком известного способа является то, что при подготовке к сборке ротора балансировка колес проводится без нормирования остаточного дисбаланса рабочих колес в зависимости от точности их изготовления.The disadvantage of this method is that in preparation for the assembly of the rotor, the balancing of the wheels is carried out without rationing the residual imbalance of the impellers, depending on the accuracy of their manufacture.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается осуществлением предлагаемого изобретения, является уменьшение количества повторяющихся циклов балансировки при подготовке к сборке: колесо - вал - ротор за счет расчета и нормирования остаточных дисбалансов рабочих колес.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation of the invention, is to reduce the number of repetitive balancing cycles in preparation for assembly: wheel - shaft - rotor by calculating and normalizing the residual imbalances of the impellers.

Технический результат заключается в снижении объема работ по сборке ротора при обеспечении ее заданной точности.The technical result consists in reducing the amount of work on assembling the rotor while ensuring its specified accuracy.

Технический результат достигается тем, что перед сборкой ротора отдельно балансируют вал, направляя остаточные дисбалансы диаметрально противоположно относительно места максимального радиального биения его контрольного пояска, и рабочие колеса, устанавливая их на балансировочную оправку с диаметрально противоположным направлением места максимального биения уплотнительной поверхности покрывного диска колеса относительно места максимального биения посадочной поверхности оправки и направляя остаточные дисбалансы диаметрально противоположно относительно места максимального - радиального биения ' посадочной поверхности оправки, при этом величину заданного остаточного дисбаланса колеса определяют из зависимости:The technical result is achieved by the fact that before assembling the rotor, the shaft is separately balanced, directing the residual imbalances diametrically opposite to the place of maximum radial runout of its control belt, and the impellers, installing them on a balancing mandrel with a diametrically opposite direction of the place of maximum runout of the sealing surface of the wheel cover disk relative to the place maximum runout of the mandrel seating surface and directing the residual imbalances diametrically opposite to the place of maximum - radial runout 'of the mandrel seating surface, while the value of a given residual imbalance of the wheel is determined from the dependence:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Iзад - величина заданного остаточного дисбаланса рабочего колеса, М - масса рабочего колеса, ΔD0 - биение посадочной поверхности вала, ΔDопт - биение посадочной поверхности оправки, k - коэффициент массово-геометрический, еуд - удельный дисбаланс.where I ass is the value of the specified residual imbalance of the impeller, M is the mass of the impeller, ΔD 0 is the runout of the shaft seating surface, ΔD opt is the runout of the mandrel seating surface, k is the mass-geometric coefficient, e sp is the specific imbalance.

Признаки являются существенными: - определение величины заданных остаточных дисбалансов колес при их подготовке к сборке ротора на основании линейных измерений позволяет задать параметры в зависимости от точности их изготовления;Signs are essential: - determination of the value of the specified residual imbalances of the wheels during their preparation for the assembly of the rotor on the basis of linear measurements allows you to set the parameters depending on the accuracy of their manufacture;

- балансировка колес с заданными параметрами на основании расчетов позволяет уравновесить ротор при сборке без проведения цикла балансировки собранного ротора.- balancing wheels with specified parameters based on calculations allows balancing the rotor during assembly without carrying out a balancing cycle of the assembled rotor.

Способ поясняется чертежами, представленными на фиг. 1, 2, 3.The method is illustrated by the drawings shown in FIG. 1, 2, 3.

На фиг. 1 показана балансировка вала, на фиг. 2 показана балансировка рабочих колес, на фиг. 3показана сборка ротора.FIG. 1 shows the balancing of the shaft, FIG. 2 shows the balancing of the impellers, FIG. 3 shows the assembly of the rotor.

На фигурах обозначено:The figures indicate:

1 - вал;1 - shaft;

2 - контрольный поясок вала;2 - control belt of the shaft;

3 - место максимального радиального биения контрольного пояска вала;3 - the place of the maximum radial runout of the control belt of the shaft;

4 - опоры;4 - supports;

5 - направление остаточных дисбалансов при балансировке вала;5 - direction of residual imbalances during shaft balancing;

6 - рабочие колеса;6 - impellers;

7 - балансировочная оправка;7 - balancing mandrel;

8 - место максимального радиального биения уплотнительиой поверхности покрывного диска рабочего колеса;8 - place of maximum radial runout of the sealing surface of the impeller cover disk;

9 - место максимального радиального биения посадочной поверхности оправки;9 - place of maximum radial runout of the mandrel seating surface;

10 - направление заданного остаточного дисбаланса;10 - direction of a given residual imbalance;

11, 12 - посадочные поверхности вала;11, 12 - shaft seating surfaces;

13, 14 - места максимального радиального биения посадочных поверхностей вала;13, 14 - places of maximum radial runout of the shaft seating surfaces;

15 - ступица рабочего колеса;15 - impeller hub;

16 - место маркировки максимального радиального биения посадочной поверхности балансировочной оправки на ступице рабочего колеса;16 - the place of marking the maximum radial runout of the balancing mandrel seating surface on the impeller hub;

17 - направление монтажного дисбаланса;17 - the direction of the assembly imbalance;

18 - направление компенсационного остаточного дисбаланса. Способ осуществляется следующим образом.18 - direction of the compensatory residual imbalance. The method is carried out as follows.

Вал 1 устанавливают на опоры 4. Определяют место максимального радиального биения 3 контрольного пояска 2 вала, определяют и маркируют места максимального радиального биения 13, 14 посадочных поверхностей 11, 12 вала (фиг. 1).The shaft 1 is installed on the supports 4. The place of the maximum radial runout 3 of the control belt 2 of the shaft is determined, the places of the maximum radial runout 13, 14 of the seating surfaces 11, 12 of the shaft are determined and marked (Fig. 1).

Балансируют вал 1, направляя остаточные дисбалансы 5 диаметрально противоположно относительно места максимального радиального биения 3 контрольного пояска вала.The shaft 1 is balanced by directing the residual imbalances 5 diametrically opposite to the place of the maximum radial runout 3 of the control belt of the shaft.

Перед сборкой ротора рабочие колеса 6 устанавливают на балансировочную оправку 7 с диаметрально противоположным направлением места максимального радиального биения 8 уплотнительной поверхности покрывного диска рабочего колеса относительно места максимального радиального биения 9 посадочной поверхности балансировочной оправки 7 (фиг. 2). На ступице рабочего колеса 15 маркируют 16 место максимального радиального биения посадочной поверхности балансировочной оправки.Before assembling the rotor, the impellers 6 are installed on the balancing mandrel 7 with a diametrically opposite direction of the place of maximum radial runout 8 of the sealing surface of the impeller cover disk relative to the place of maximum radial runout 9 of the seating surface of the balancing mandrel 7 (Fig. 2). On the hub of the impeller 15 mark the 16th place of the maximum radial runout of the seating surface of the balancing mandrel.

При сборке вала и рабочих колес в составе ротора вследствие разницы биений (следовательно - эксцентриситетов) посадочных поверхностей вала и балансировочной оправки образуется монтажный дисбаланс с направлением 17 в сторону места максимального радиального биения посадочной поверхности вала (фиг. 3). Погрешность изготовления посадочных поверхностей балансировочных оправок ниже, чем погрешность изготовления посадочных поверхностей валов. Поэтому монтажный дисбаланс можно описать как:When assembling the shaft and impellers as part of the rotor, due to the difference in the beats (hence the eccentricities) of the seating surfaces of the shaft and the balancing mandrel, a mounting imbalance is formed with a direction 17 towards the place of maximum radial runout of the seating surface of the shaft (Fig. 3). The manufacturing error of the balancing mandrel seating surfaces is lower than the manufacturing error of the shaft seating surfaces. Therefore, mounting imbalance can be described as:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Iмоит - величина монтажного дисбаланса, М - масса рабочего колеса, ΔD0 - биение посадочной поверхности вала, ΔDопт - биение посадочной поверхности оправкиwhere I moit is the value of the mounting imbalance, M is the mass of the impeller, ΔD 0 is the runout of the shaft seating surface, ΔD opt is the runout of the mandrel seating surface

Для компенсации монтажного дисбаланса необходимо направить диаметрально противоположно компенсационный остаточный дисбаланс равный по величине монтажному дисбалансу (он будет взаимно уравновешен монтажным дисбалансом после установки колеса на вал):To compensate for the mounting unbalance, it is necessary to direct diametrically opposite compensation residual unbalance equal in magnitude to the mounting unbalance (it will be mutually balanced by the mounting unbalance after installing the wheel on the shaft):

Figure 00000003
Figure 00000003

Направление компенсационного монтажного дисбаланса 18 диаметрально противоположное направлению монтажного дисбаланса 17.The direction of the compensating assembly unbalance 18 is diametrically opposite to the direction of the assembly unbalance 17.

Вместе с тем, колесо должно обладать остаточным дисбалансом, направленным диаметрально противоположно относительно максимального радиального биения посадочной поверхности. При известных массе и удельном дисбалансе (последний определяется в зависимости от типа и частоты вращения ротора), его величину можно описать как:At the same time, the wheel must have a residual unbalance directed diametrically opposite to the maximum radial runout of the seating surface. With known mass and specific imbalance (the latter is determined depending on the type and speed of the rotor), its value can be described as:

Figure 00000004
Figure 00000004

При этом в интересах устойчивого выпрямления вала при работе ротора величину остаточного дисбаланса целесообразно принимать в пределах от половины до полной величины номинала:At the same time, in the interests of stable shaft straightening during rotor operation, it is advisable to take the value of the residual unbalance in the range from half to the full value of the nominal:

Figure 00000005
Figure 00000005

В зависимости от места нахождения колеса (вдоль оси вала) необходимо учитывать и массово-геометрический коэффициент кDepending on the location of the wheel (along the shaft axis), it is necessary to take into account the mass-geometric coefficient k

Figure 00000006
Figure 00000006

Исходя из сказанного, величину заданного остаточного дисбаланса рабочего колеса определяют из зависимости:Based on the foregoing, the value of the specified residual imbalance of the impeller is determined from the dependence:

Figure 00000007
Figure 00000007

где Iзад - величина заданного остаточного дисбаланса рабочего колеса, М - масса рабочего колеса, ΔD0 - биение посадочной поверхности вала, ΔDопр - биение посадочной поверхности оправки, k - коэффициент массово-геометрический, еуд - удельный дисбаланс.where I ass is the value of the specified residual imbalance of the impeller, M is the mass of the impeller, ΔD 0 is the runout of the shaft seating surface, ΔDopr is the runout of the mandrel seating surface, k is the mass-geometric coefficient, e beats is the specific unbalance.

Балансируют колеса, направляя заданный остаточный дисбаланс 10 диаметрально противоположно относительно места максимального радиального биения 9 посадочной поверхности балансировочной оправки.The wheels are balanced by directing a given residual unbalance 10 diametrically opposite to the place of maximum radial runout 9 of the balancing mandrel seating surface.

Собирают ротор, соединяя сбалансированные вал 1 и колеса 6 с совмещением промаркированных мест 13 и 16.The rotor is assembled by connecting the balanced shaft 1 and the wheels 6 with the alignment of the marked places 13 and 16.

При существенных отклонениях результатов изготовления составляющих (вал, колеса) от требований конструкторской документации может проводиться поверочная балансировка с направлением остаточных дисбалансов диаметрально противоположно относительно места максимального радиального биения контрольного пояска 2.In case of significant deviations of the results of manufacturing the components (shaft, wheels) from the requirements of the design documentation, verification balancing can be carried out with the direction of the residual imbalances diametrically opposite to the place of maximum radial runout of the control belt 2.

Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает снижение объема работ по сборке ротора при обеспечении ее заданной точности.Thus, the proposed invention provides a reduction in the amount of work on the assembly of the rotor while ensuring its specified accuracy.

Claims (3)

Способ сборки ротора, при котором отдельно балансируют вал, направляя остаточные дисбалансы диаметрально противоположно относительно места максимального радиального биения его контрольного пояска, и рабочие колеса, устанавливая их на балансировочную оправку с диаметрально противоположным направлением места максимального биения уплотнительной поверхности покрывного диска колеса относительно места максимального биения посадочной поверхности оправки и направляя остаточные дисбалансы диаметрально противоположно относительно места максимального радиального биения посадочной поверхности оправки, отличающийся тем, что величину заданного остаточного дисбаланса колеса определяют из зависимостиA method for assembling a rotor, in which the shaft is separately balanced, directing the residual imbalances diametrically opposite to the place of maximum radial runout of its control belt, and the impellers, installing them on a balancing mandrel with diametrically opposite direction of the place of maximum runout of the sealing surface of the wheel cover disk relative to the place of maximum runout of the landing of the mandrel surface and directing the residual imbalances diametrically opposite to the place of maximum radial runout of the mandrel seating surface, characterized in that the value of the specified residual imbalance of the wheel is determined from the dependence
Figure 00000008
Figure 00000008
 где Iзад - величина заданного остаточного дисбаланса рабочего колеса, М - масса рабочего колеса, ΔD0 - биение посадочной поверхности вала, ΔDопр - биение посадочной поверхности оправки, k - коэффициент массово-геометрический, еуд - удельный дисбаланс.where I ass is the value of a given residual imbalance of the impeller, M is the mass of the impeller, ΔD 0 is the runout of the shaft seating surface, ΔD def is the runout of the mandrel seating surface, k is the mass-geometric coefficient, e sp is the specific imbalance.
RU2019119534A 2019-06-21 2019-06-21 Rotor assembly method RU2731506C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019119534A RU2731506C1 (en) 2019-06-21 2019-06-21 Rotor assembly method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019119534A RU2731506C1 (en) 2019-06-21 2019-06-21 Rotor assembly method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731506C1 true RU2731506C1 (en) 2020-09-03

Family

ID=72421828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019119534A RU2731506C1 (en) 2019-06-21 2019-06-21 Rotor assembly method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731506C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2084251A (en) * 1980-09-30 1982-04-07 Kuehnle Kopp Kausch Ag Damping vibrations of a compressor in an exhaust-gas turbocharger
RU2418198C1 (en) * 2010-01-20 2011-05-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Procedure for assembled rotor balancing
RU2426014C1 (en) * 2010-03-30 2011-08-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Calculated-simulation procedure for shaft balancing
RU2565119C1 (en) * 2014-08-15 2015-10-20 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра"(ПАО "НПО"Искра") Balancing method of rotor assembly of centrifugal compressor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2084251A (en) * 1980-09-30 1982-04-07 Kuehnle Kopp Kausch Ag Damping vibrations of a compressor in an exhaust-gas turbocharger
RU2418198C1 (en) * 2010-01-20 2011-05-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Procedure for assembled rotor balancing
RU2426014C1 (en) * 2010-03-30 2011-08-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Calculated-simulation procedure for shaft balancing
RU2565119C1 (en) * 2014-08-15 2015-10-20 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра"(ПАО "НПО"Искра") Balancing method of rotor assembly of centrifugal compressor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9181804B1 (en) Ball bearing turbocharger balancer
US20070277606A1 (en) Rotor unbalance correction
US20160123150A1 (en) Method of balancing a gas turbine engine rotor
RU2372594C1 (en) Balancing method of assembled rotor
RU2731506C1 (en) Rotor assembly method
RU2418198C1 (en) Procedure for assembled rotor balancing
US10274393B2 (en) Mass stimulator and uses thereof
RU2562928C2 (en) Determination of impeller machine vaned rotor diameter
US9932832B2 (en) Method of balancing a spool of a gas turbine engine
Diouf et al. Understanding rotor balance for electric motors
JP2006029338A (en) Rotary vacuum pump, balance regulating structure thereof, and method of regulating balance therein
US11698320B2 (en) Rotor balancing method and apparatus
RU2372595C1 (en) Balancing method of assembled rotor
RU2449180C1 (en) Rotor balancing method
RU2426014C1 (en) Calculated-simulation procedure for shaft balancing
US11499428B2 (en) Rotor balancing method and apparatus
RU2565119C1 (en) Balancing method of rotor assembly of centrifugal compressor
RU2743926C2 (en) Balancing method of rotor with magnetic suspension
RU2744244C1 (en) Method of transmissions shaft assembly
JP2002221003A (en) Balancing method for rotor, device therefor and rotor
RU2531158C1 (en) Procedure for assembled rotor balancing
RU2431064C1 (en) Procedure for preliminary balancing element of assembled rotor on mandrel
RU2492364C1 (en) Method to balance flexible rotor shaft
RU2628850C1 (en) Prefabricated rotor balancing method
RU2554669C1 (en) Balancing method of rotor assembly of centrifugal compressor