Описание конструкции, материалов, порядка сборки и центровки компрессора

Энергетический гелиевый центробежный компрессор представлен одновальной трехступенчатой схемой исполнения.

Ротор изготовляется из поковки, выполняемый методами свободной ковки на молотах или кузнечных прессах; материал поковки – сталь марки 40Х ГОСТ 4543-71.

Передача вращения с роторов на рабочие колеса выполняется посредством посадки с натягом, а также фиксирующего шпоночного соединения.

Для сжатия и перемещения рабочего газа в конструкции спроектированного компрессора применяются открытые (без покрывающего диска) осерадиальные рабочие колеса на всех ступенях. Изготовление колёс осуществляется из поковок, выполненных методами свободной ковки, на программированном многоточечном фрезерном станке, при этом основной диск колеса и лопатки являются одним целым – цельно фрезерные рабочие колеса.

Корпус компрессора чугунный, литой, материал – серый чугун марки Сч-12-28 ГОСТ 1412-79 (первое значение – предел прочности на растяжение, второе – предел прочности на сжатие, отливки пропитываются составом RESINOL 88 C для устранения пористости) с горизонтальным разъемом, в который устанавливается платиновая прокладка для обеспечения герметичности. Корпус монтируется внутрь специальной капсулы заодно с турбиной и электрогенератором, причем капсула наглухо заваривается с торцов. В стенках капсулы предусмотрены патрубки для подключения подводящих и отводящих трубопроводов и отверстия с сальниковыми уплотнениями для подключения проводов питания магнитных подшипников. Для монтажа в конструкции предусмотрены приливы под рым-болты, для базирования относительно других составляющих конструкции – базирующие поверхности: отверстия под штифты для верхней части корпуса компрессора, цилиндрические поверхности на торцах корпуса и пазы под базирующие поверхности у сопрягаемых элементов (корпуса улиток, муфты, упорного подшипника). Крепление корпуса с сопрягаемыми элементами осуществляется при помощи шпилек М8 40 5.8. ГОСТ 22034-76 (диаметр резьбы, длина, класс прочности) и гаек М8 ГОСТ 2524-70.

Улитка предназначена для сбора и направления газа после лопаточного диффузора в нагнетательный патрубок при минимальных газодинамических потерях. В данном компрессоре применяется улитка круглого поперечного сечения свернутая набок и внутрь, выход газа вертикальный, вниз. Изготовление осуществляется чугунным литьем материала марки СЧ-12-28.

Для передачи нагрузки с ротора на корпус применяются опорные и упорный активные магнитные подшипники. Для уменьшения нагрузки на упорный подшипник в конструкции применен думмис (разгрузочный поршень).

Снижение утечек сжимаемого газа обеспечивается привлечением в конструкцию ступенчатых лабиринтных уплотнений.

Передача вращающегося момента от привода осуществляется посредством пластинчатой муфты, располагаемой на приводном валу.

Фиксацию рамы осуществляют при помощи фундаментных болтов, находящиеся в железобетонной основе.

Компрессор отличается хорошей компактностью, легкостью и не требует установки массивных рам.

Первым этапом по сборке конструкции спроектированного центробежного компрессора является размещение и крепление капсулы к железобетонному фундаменту при помощи фундаментных болтов.

Вторым этапом следует ориентирование (базирование) и крепление шпильками М8 120 5.8. ГОСТ 22034-76 нижней половины корпуса компрессора, после чего приступают к размещению внутренних элементов конструкции: нижних частей (в виде полуокружностей) подшипников, уплотнений и ротора согласно чертежу.

После установки элементов производится центровка торцов вкладышей в корпусах подшипников, которые должны обеспечить правильное радиальное положение роторов относительно статора машины. Регулировка концентричности вкладышей достигается за счет набора прокладок под верхней крышкой; проверка центровки опорного подшипника с помощью контрольного вала.

Следующий этап: размещение верхних частей внутренних элементов машины и верхней половины корпуса компрессора; размещение корпуса улитки, осевых лабиринтных уплотнений.

Заключительный этап: собранный компрессор с надетой на конец вала полумуфтой протаскивают (резиновые кольца необходимо смазать специальной силиконовой смазкой) в цилиндрическую капсулу до упора, совмещают отверстия в корпусе с отверстиями в проушинах, приваренных изнутри к стенке капсулы, закрепляют болтами с гайками (М8). Эта операция дает фиксацию корпуса компрессора в осевом и окружном направлении. Поддевают крючком через отверстия в капсуле провода питания и управления АМП, а также сигнальные провода от датчиков давления и температуры, объединенные в один, просовывают их через отверстия и втулки сальников, затягивают сальники ключом. Заваривают торцы капсулы круглыми заглушками, вырезанными из стального листа (ст. 3) толщиной 10 мм.

Список литературы.

1. Проектирование и оптимизация проточной части промышленных центробежных компрессоров с использованием ЭВМ: Учебное пособие / К. П. Селезнев, Ю. Б. Галеркин, Б. Н. Савин, Е. Ю. Попова, Р. А. Измайлов – Л., 1990. 76 с.

2. Расчет критических скоростей вращения роторов турбомашин: Методические указания / А. В. Зуев, Л. Я. Стрижак, И. А. Тучина, В. М. Власов, В. Б. Семеновский – СПб. гос. техн. университет; СПб., 1995. 32 с.

3. Ю.Б. Галеркин, С.А. Анисимов и др. Теория и расчет турбокомпрессоров. Учебное пособие для студентов вузов машиностроительных специальностей. Под общ. ред. К. П. Селезнева. [текст]/ Ю.Б. Галеркин, С.А. Анисимов и др. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 2-е изд., перераб и доп. 1986. – 392 с., ил.]

4. Конструирование осевых и центробежных компрессоров. Учебное пособие, машинописное, под ред. Селезнева К.П., 1969.

5. Скубачевский, Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели [текст]/ Г.С. Скубачевский – М.: Издательство Оборонной Промышленности, 1955 г. -548с.

6. Е.Я.Юдин, С.В.Белов, С.К. Баланцев и др. Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных ВУЗов./Е.Я.Юдин, С.В.Белов, С.К. Баланцев и др. – Под ред. Е.Я.Юдина, С.В. Белова – 2-е издание, переработанное и доп. – Москва: Машиностроение, 1983,432с.

7. Большакова Е.Л., Гущина Л.Б. Экономика и менеджмент в энергомашиностроении. Учеб. Пособие. / Большакова Е.Л., Гущина Л.Б. - СПб: Изд-во СПбГПУ, 2003 год.

8. Кондаков И.А. и др. «Технология компрессоростроения»./ Кондаков И.А. и др. – М.: Машиностроение, 1987 г.

9. Анухин В.И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. 219 с.

10. Холщевников К.В. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. Учебник для авиационных ВУЗов. – Москва: Машиностроение, 1970, 610с.

11. Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. М. — Л., Машиностроение, 1964. 336 с. с илл.

12. Епифанова В.И. Низкотемпературные радиальные турбодетандеры. Учебник для ВУЗов. Изд. 2-е, переработанное и дополненное. М., Машиностроение, 1974, 448 с.

13. Костюков А.В. Центробежные компрессоры транспортных ГТД. Учебное пособие для студентов вузов машиностроительных специальностей. – Москва: МГТУ «МАМИ», 2006, 67 с.

14. Журавлев Ю.Н. Активные магнитные подшипники. Теория, расчет, применение. Научно-практическое издание. – СПб.: Политехника, 2003, 206 с. с илл.