способ соединения валов фланцевыми полумуфтами с соединительными призонными болтами

Формула изобретения

Способ соединения валов фланцевыми полумуфтами с соединительными призонными болтами, включающий центрирование соединяемых валов по полумуфтам в радиальном и торцевом направлениях, предварительное совмещение отверстий под призонные болты в полумуфтах, их точное совмещение и при этом фиксацию относительного положения полумуфт с помощью вспомогательного средства, последующую установку в отверстия призонных болтов и их стягивание, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного средства используют разрезные втулки с внутренней конической поверхностью, которые вставляют в по меньшей мере два диаметрально противоположных отверстия под призонные болты и с помощью конического штыря распирают эти втулки до полного выбора зазора между ними и отверстиями затягивают призонные болты, после чего штыри с разрезными втулками удаляют, на их место устанавливают остальные призонные болты и осуществляют окончательное стягивание всех болтов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при соединении фланцевыми полумуфтами с соединительными призонными болтами валов машин, работающих при больших нагрузках и частотах вращения, в частности для валопроводов мощных паровых турбин, имеющих большие технологические расцентровки.

Указанные соединения машин, работающие в тяжелых условиях, являются одним из ответственных элементов, определяющих надежность работы машины. Поэтому к их изготовлению и точности сборки предъявляются высокие требования.

Известен способ соединения валов жесткой муфты, включающий центрирование соединяемых валов по полумуфтам в радиальном и торцевом направлениях, предварительное совмещение отверстий под призонные болты в полумуфтах, дальнейшее точное их совмещение с фиксацией при этом взаимного положения полумуфт с помощью вспомогательного средства и последующую установку призонных болтов и их стягивание. Такой способ, являющийся ближайшим аналогом настоящего изобретения, используется для соединения роторов цилиндров паровой турбины с помощью полумуфт, обработанных перед их сборкой до требуемых размеров и чистоты всех поверхностей.

Однако в качестве средства для точного совмещения отверстий и при этом фиксации полумуфт в этом известном способе используют конические болты, для которых необходимы специальные конические отверстия в полумуфтах, что кроме дополнительной операции при обработке полумуфт приводит к ослаблению их прочности или требует усиления их за счет увеличения размеров, что приводит соответственно и к увеличению металлоемкости. Кроме того, в процессе монтажных операций из-за вероятных надиров между сопрягаемыми поверхностями конических болтов и отверстий могут потребоваться такие значительные усилия, которые приведут к срезу винтовой нарезки этих болтов.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого способа соединения валов жесткой муфтой, который позволял бы обеспечить точное совмещение отверстий под призонные болты и при этом фиксацию взаимного положения полумуфт перед установкой призонных болтов с использованием готовых полумуфт, имеющих обычную конструкцию с достаточным для необходимого количества соединительных призонных болтов числом отверстий.

Эта задача решена в способе соединения валов фланцевыми полумуфтами путем центрирования валов по полумуфтам, предварительного совмещения их отверстий под призонные болты, точного их совмещения с фиксацией взаимного положения полумуфт с помощью вспомогательного средства, последующей установки призонных болтов и их стягивания, в котором в соответствии с сущностью настоящего изобретения в качестве вспомогательного средства используют разрезные втулки с внутренней конической поверхностью, которые вставляют в, по меньшей мере, два диаметрально противоположных отверстия под призонные болты и с помощью конического штыря расширяют эти втулки до полного выбора зазора между ними и отверстиями, затем в свободные отверстия устанавливают и предварительно затягивают призонные болты, после чего штыри с разрезными втулками удаляют, на их место устанавливают остальные призонные болты и осуществляют последующее стягивание всех болтов.

При распоре конических втулок происходит взаимное тангенциальное и радиальное смещения полумуфт и тем самым точное совмещение отверстий под призонные болты. Благодаря такому решению не требуется какой-либо дополнительной обработки отверстий под штатные призонные болты при соединении валов или выполнения специальных отверстий в полумуфтах для их точной центровки, это делалось в известных аналогах.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его реализации, иллюстрируемого прилагаемыми чертежами, которые показывают муфту в один из моментов сборки с использованием разрезных втулок и на которых:

фиг.1 изображает вид на муфту в направлении ее оси;

фиг.2 разрез А-А муфты на фиг.1.

Пример реализации изобретения описывается в отношении соединения роторов цилиндров высокого и среднего давлений мощной паровой турбины, в которой роторы соединяются фланцевыми полумуфтами с соединительными призонными болтами.

При обработке роторов с полумуфтами последние выполняют по чертежам, соответствующими конечным требованиям по размерам и чистоте поверхностей. После установки роторов на стенде их центрируют по полумуфтам в радиальном и торцевых направлениях, как это делается обычно. Далее производят предварительное совмещение отверстий под соединительные призонные болты в тангенциальном направлении с возможностью большей точностью.

В два диаметрально противоположных отверстия 1 и 2 (фиг.1) устанавливают разрезные втулки 3 с конической внутренней поверхностью до упора их буртов в выступы отверстий под призонные болты (фиг.2). Такие втулки могут быть изготовлены путем выполнения продольного разреза во втулке с конической внутренней поверхностью. В соседние отверстия 4 и 5 соответственно устанавливают свободно проходящие через эти отверстия стяжные болты 6 и с помощью них стягивают между собой полумуфты, не прикладывая значительных усилий, которые препятствовали бы развароту полумуфт.

После этого в отверстия втулки 3 устанавливают конические штыри 7 и с помощью них производят расширение втулок 3. Это может быть выполнено с помощью специальных монтажных приспособлений, но также и с помощью обычной кувалды. С помощью кувалды конические штыри забивают до такой степени, при которой появляется характерный высокий звук от соударения двух металлических деталей. Это будет свидетельствовать о том, что между отверстиями 1, 2 и втулками 3 будет полностью выбран зазор. В результате этой операции произойдет взаимное тангенциальное и радиальное смещения полумуфт и осуществится точное совмещение отверстий под призонные болты и фиксация взаимного положения полумуфт.

После этого в свободные отверстия 8 11 устанавливают штатные призонные болты и выполняют предварительную и равномерную их затяжку. Далее удаляют втулки 3 со штырями 7 и болты 6 и в освободившиеся отверстия вставляют остальные штатные призонные болты. Окончательной операцией является затяжка всех призонных болтов с контролем их удаленной или момента.

Описанный способ может применяться как на стенде завода-изготовителя, так и при монтаже оборудования на месте его эксплуатации и ремонтном обслуживании.