РОТОР ТУРБОКОМПРЕССОРА

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в роторах турбокомпрессоров для наддува двигателей внутреннего сгорания.
Известен способ установки колеса компрессора по резьбе на переднем конце его втулки с отверстием глухого типа, в котором резьба выполняется на всю глубину глухого отверстия. (см. патент GB №1430308, 1976, МПК F 04 D 29/20).
Недостатком известного технического решения является то, что, резьбовой участок размещен в зоне с нестабильным уровнем температурного поля, а также отсутствие центрирующего посадочного участка.
Известен высокоскоростной ротор нагнетательной машины, имеющий один или два конца вала, на каждом из которых установлен пакет деталей, включая колесо компрессора, который стянут на конце вала гайкой, имеющей со стороны торца втулки колеса компрессора выпуклую сферическую поверхность, кроме того, ротор снабжен шайбами, каждая из которых расположена между торцом втулки колеса компрессора и гайкой и имеет с одной стороны сферическую поверхность, прилегающую к выпуклой сферической поверхности гайки, а с другой стороны - плоскую поверхность, прилегающую к плоскому торцу втулки колеса компрессора, при этом на каждой втулке колеса компрессора выполнена кольцевая канавка,
расположенная между лопатками и торцом втулки колеса компрессора (см. патент RU №2247871 С1, MПК 7 F 04 D 29/28).
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и ослабление конца вала в зоне резьбы из-за наличия технологической шейки под выход резьбонарезного инструмента и практически не устраняемый монтажный прогиб конца вала ротора.
4
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является ротор центробежного компрессора, содержащий рабочее колесо с диском, имеющим центральное отверстие, в котором расположен конец ступенчатого вала, причем в зоне входной части колеса вал и отверстие имеют сопрягаемые цилиндрические центрирующие участки, а за ними сопрягаемые резьбовые участки, резьба которых выполнена в направлении, противоположном вращению ротора, втулку-кольцедержатель (см. а.с. SU №1312255, М. кл. F 04 D 29/28).
Известное техническое решение имеет недостаточные надежность и долговечность конструкции.
Была поставлена задача, повысить надежность и долговечность конструкции.
Поставленная задача решается за счет того, что в роторе турбокомпрессора, содержащем рабочее колесо с диском, имеющим сквозное центральное отверстие, в котором расположен конец ступенчатого вала, причем в зоне входной части колеса вал и отверстие имеют сопрягаемые цилиндрические центрирующие участки, а за ними сопрягаемые резьбовые
участки, резьба которых выполнена в направлении, противоположном вращению ротора, втулку-кольцедержатель, ротор дополнительно снабжен опорно-распорной втулкой, установленной между втулкой-кольцедержателем и большей ступенью вала, а резьбовое соединение усилено дозированным количеством анаэробного герметика.
Наличие опорно-распорной втулки, установленной между втулкой-кольцедержателем и большей ступенью ступенчатого вала позволяет использовать в конструкции турбокомпрессора упорный подшипник, который обеспечивает осевой люфт ротора в более узком диапазоне гарантированных зазоров, повышая тем самым долговечность турбокомпрессора.
Усиление резьбового соединения дозированным количеством анаэробного герметика обеспечивает надежность и гарантирует работоспособность ротора в экстремальных условиях.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
На чертеже представлен ротор турбокомпрессора, продольный разрез.
Ротор турбокомпрессора содержит рабочее колесо 1 с диском 2, имеющим сквозное центральное отверстие, ступенчатый вал 3, конец которого расположен в центральном отверстии диска 2. В зоне входной части диска 2 конец вала 3 и сквозное центральное отверстие имеют сопрягаемые цилиндрические центрирующие участки 4 и сопрягаемые резьбовые
участки 5, у которых резьба выполнена в направлении, противоположном вращению ротора. На резьбовое соединение для его усиления нанесено дозированное количество, например, при помощи пипетки анаэробного герметика 6, при этом доза должна быть такой, чтобы ее излишки не попали на центрирующий участок и торцовые части съемных деталей. На ступенчатом валу 3 установлены втулка-кольцедержатель 7 и опорно-распорная втулка 8. Втулка 7 контактирует с торцом диска 2, а втулка 8 расположена между втулкой 7 и большей ступенью вала 3.
Рабочее колесо 1 монтируют на ступенчатый вал 3 по резьбовому участку 5, а центровку осуществляют по цилиндрическому участку 4, который расположен в зоне входной части колеса, поэтому температура в зоне посадки практически равна температуре окружающей среды. Благодаря этому обеспечивается стабильность центровки колеса 1 на валу 3 на всех режимах работы. Так как резьбовое соединение усилено анаэробным герметиком, то при разборке ротора колесо 1 подвергается местному нагреву до 100+10°С, например, путем обливания кипятком (маслом) или обдува паром с последующим вывинчиванием колеса по резьбе.
Заявляемое техническое решение обеспечивает надежную и долговечную конструкцию ротора турбокомпрессора.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий.