Устройство для компенсации неплоскостности опорных поверхностей агрегатов
DEVICE FOR COMPENSATION OF NONFLATNESS OF SUPPORT SURFACES OF UNITS

Изобретение относится к области общего машиностроения, а именно к вспомогательным устройствам для снижения виброактивности компрессорных и насосных промышленных агрегатов с вращающимися роторами и может быть использовано в качестве приспособления для компенсации неплоскостности опор фундаментов рам и опорных поверхностей промышленных агрегатов.
Известно, что неравномерное прилегание опор компрессорных и насосных агрегатов (далее по тексту агрегатов) к опорным поверхностям рамы или фундамента вызывает расцентровку агрегата и зачастую приводит к неустойчивому режиму его работы. Такое нарушение, как правило, сопровождается повышенной вибрацией агрегата, что в конечном итоге приводит к снижению его эксплуатационных характеристик.
Известно устройство для компенсации неплоскостности опор рабочего оборудования, содержащее базовый элемент, предназначенный для установки на основании, и размещенный на плоской поверхности базового элемента пакет, по меньшей мере, из трех пластин, из которых первая и вторая в направлении от базового элемента имеют прилегающие друг к другу наклонные поверхности по отношению к плоской поверхности базового элемента с образованием подъемной пары, а вторая и третья пластины имеют прилегающие вогнутую и выпуклую поверхности с образованием шарнирной пары, при этом каждая пластина и базовый элемент имеют отверстия для размещения фиксирующего элемента. (Патент РФ №2537207, публ. 27.12.2014 г.)
Известное устройство позволяет снизить уровень вибрации рабочего оборудования, повысить уровень воспринимаемой нагрузки, за счет увеличения контактной площади.
Вместе с тем известное устройство обладает следующими недостатками:
- первая пластина в направлении базового элемента представляет собой клиновый элемент в виде промежуточной прокладки из твердого материала, приводимый в движение регулировочными элементами в виде винтов (болтов). Такое устройство, как средство настройки устройства по высоте, возможно лишь для малых углов наклона клиновой пластины ввиду того, что увеличение угла наклона ведет к увеличению нагрузки - боковой составляющей от вертикальной нагрузки, действующей от оборудования на опору, приводящей, в свою очередь, к повышенным контактным напряжениям в местах контакта регулирующего элемента с клиновой пластиной и в резьбовых соединениях болтов. Это может привести к деформации и появлению зазоров в соединениях, что недопустимо. Также использование в устройстве клиновой пластины с малыми углами наклона не обеспечивает необходимого перемещения рабочего оборудования по высоте (например использование пластины с углом наклона 1° обеспечивает, при ее горизонтальном перемещении на 10 мм, подъем или опускание устройства всего на 1,6 мм);
- предотвращение смещения оборудования в горизонтальном направлении осуществляется только за счет сил трения между опорой оборудования и верхней деталью пакета, что делает невозможным его применение в конструкциях, требующих надежную фиксацию оборудования от воздействия горизонтальных нагрузок.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение регулировки устройства по высоте в требуемом диапазоне и обеспечение надежной фиксации опоры в горизонтальном направлении.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для компенсации неплоскостности опорных поверхностей агрегатов, содержащем соединенный с фундаментной рамой базовый элемент и размещенный на нем и соединенный с опорой оборудования пакет из установленных один над другим трех дискообразных элементов, каждый из которых выполнен с отверстием для размещения в нем крепежного элемента, причем сопрягаемые друг с другом верхний и средний элементы пакета имеют прилегающие вогнутую и выпуклую поверхности с образованием шарнирной пары, базовый элемент выполнен в виде диска с буртиком в виде «архимедовой спирали» на его верхнем торце, а сопрягаемый с ним нижний элемент пакета выполнен составным из нескольких секторов, имеющих канавки для установки в них с возможностью подвижки буртика базового элемента, причем верхняя поверхность каждого сектора нижнего элемента выполнена наклонной в сторону крепежного элемента с запрессованной по ее центру радиально ориентированной шпонкой, при этом сопрягаемая с секторами нижняя поверхность среднего элемента пакета выполнена с наклонными гранями, соответствующими углу наклона верхней поверхности секторов, а также с радиально расположенными пазами для установки в них с возможностью подвижки шпонок секторов.
Кроме того, крепежный элемент выполнен в виде шпильки с навинченными на ее концах гайками, опирающимися на опоры оборудования и фундаментной рамы через сферические шайбы, базовый элемент и по крайней мере один из секторов нижнего элемента пакета выполнены с пазами либо отверстиями для установки инструмента, осуществляющего их разворот вокруг оси крепежного элемента, причем по стыку базового элемента с нижним элементом пакета выполнено отверстие для установки фиксирующего штифта, а верхний элемент пакета выполнен с центрирующим буртиком, размещенным в ответной выточке опоры оборудования, при этом базовый элемент соединен с фундаментной рамой посредством отбортовки, выполненной по его периметру и зафиксированной на раме штифтами.
Выполнение нижнего элемента пакета составным состоящим из секторов с наклоном в сторону фиксирующего элемента, соединенных с базовым элементом по «архимедовой спирали» с возможности подвижки относительно друг друга позволяет выполнить угол наклона верхней поверхности сектора до 15°, что обеспечивает достаточную величину регулирования устройства по высоте при небольшом перемещении секторов в горизонтальной плоскости. При этом возросшая боковая составляющая сила от вертикальной нагрузки на опору воспринимается развитой поверхностью спиралевидного бурта базового элемента. Таким образом предлагаемое устройство может быть выполнено достаточно компактным.
Надежная фиксация устройства опоры в горизонтальном направлении при действии горизонтальной нагрузки обеспечивается во всех соединениях устройства: стык опоры оборудования с верхним элементом пакета - центрующим буртиком, входящим в выточку опоры оборудования; стык верхней и среднего элементов пакета - сферическими сопрягаемыми поверхностями деталей; стык среднего и нижнего элементов пакета - наклонными сопрягаемыми поверхностями; стык нижнего и базового элементов - спиральными буртами базового элемента, входящими в зацепление с впадинами секторов нижнего элемента, стык базового элемента с фундаментной опорой - штифтами, соединяющими отбортовку базового элемента с фундаментной опорой.
Устройство проясняется графически, где:
- на фиг. 1 представлено предлагаемое устройство в сборе с опорами оборудования и фундаментной рамой, вид сбоку в разрезе
- на фиг. 2 показан разрез А-А фиг 1;
- на фиг. 3 показан вид Б фиг. 1;
- на фиг. 4 показаны составные элементы предлагаемого устройства в разобранном виде, с частичными разрезами в аксонометрическом изображении;
- на фиг. 5 показан вид В фиг. 4;
- фиг. 6 показан вид Г фиг. 4;
- на фиг. 7 показан укрупненно выносной элемент Д фиг. 1;
- на фиг. 8 показан укрупненно выносной элемент Е фиг. 1.
Предлагаемое устройство для компенсации неплоскостности опорных поверхностей агрегатов содержит базовый элемент 1 и установленный на нем пакет из установленных один над другим элементов 2, 3, 4 дискообразной формы, соединенные с опорами оборудования 5 и фундаментной рамой 6 крепежным элементом 7 (шпилькой), проходящим сквозь центральные отверстия элементов 1, 2, 3, 4. Верхний элемент 4 своим верхним торцем сопрягается с опорой 5 оборудования, а его нижний торец выполнен в виде выпуклой сферической поверхности, сопрягаемой с ответной вогнутой поверхностью нижерасположенного элемента 3. Базовый элемент 1 выполнен в виде диска с буртиком 8 на верхнем торце в виде «архимедовой спирали». Нижний элемент 2 пакета выполнен составным из трех равномерно расположенных вокруг крепежного элемента 7 секторов 9 (фиг. 4), каждый из которых нижним торцем опирается на верхний торец базового элемента 1, при этом буртик 8 базового элемента входит в ответную канавку 10 (фиг. 6), образованную на торце каждого сектора 9 с возможностью подвижки. Верхний торец каждого сектора выполнен с наклоном в сторону крепежного элемента 7 (фиг. 4) с радиально ориентированный пазом 11 по его центру с запресованной в него шпонкой 12 (фиг. 3). Нижний торец среднего элемента 3 пакета сопрягается с соответствующими наклонными плоскостями секторов 9 и выполнен в виде трехгранной пирамиды своей вершиной обращенной вниз, причем угол наклона каждой грани 13 (фиг. 5) нижнего торца элемента 3 соответствует углу наклона каждого сектора 9 элемента 2. По центру каждой грани 13 образован радиально расположенный паз 14, в который входит шпонка 12 соответствующего сектора 9 элемента 2 с возможностью подвижки.
На наружных поверхностях базового элемента 1 и по крайней мере одного из секторов 9 выполнены отверстия (или пазы) 14, 15 (фиг. 1) для установки инструмента, осуществляющего их разворот вокруг оси крепежного элемента 7, а фиксация их взаимного расположения обеспечивается штифтом 16, установленным в отверстие, выполненное по стыку элементов 1 и 2.
Крепежный элемент 7, соединяющий опору оборудования 5, базовый элемент 1 и пакет элементов 2, 3, 4 с опорой фундаментной рамы 6 выполнен в виде шпильки 7 с навинченными на ее концах гайками 17, опирающимися на опоры оборудования 5 и фундаментной рамы 6 через сферические шайбы (не показаны).
На верхнем элементе 4 пакета образован центрирующий буртик 18 (фиг. 7), входящий в ответную выточку опоры оборудования 5, а на базовом элементе 1 пакета, по его периметру, образована отбортовка 19 (фиг. 8), прилегающая к опоре фундаментной рамы 6 и зафиксирована с ней штифтами 20 по крайней мере в двух местах.
Работа предлагаемого устройства заключается в следующем.
Опоры оборудования выставляются на отжимных болтах. Между опорами рамы и опорами оборудования, вдоль осей отверстий опор устанавливаются базовый элемент 1 и пакет элементов 2, 3, 4 для компенсации несоответствия опорных поверхностей. Сквозь отверстия опор и пакетов устройства устанавливается крепежный элемент 7 с гайками 17. С помощью приспособления, устанавливаемого в пазы (или отверстия) 14 базового элемента 1 и приспособления, устанавливаемого в пазы (или отверстия) 15 (фиг. 1) секторов нижнего элемента 2 пакета, проводится их поворот вдоль оси отверстия в разные стороны друг относительно друга до упора верхней детали пакета 4 в нижний торец опоры оборудования. В установленном рабочем положении пакета устройства проводится фиксация взаимного расположения нижнего элемента 2 пакета и базового элемента 1 штифтом 16 в месте их соединения. После чего производится окончательный зажим гаек 17 крепежного элемента 7.
Изобретение позволяет произвести компенсацию несоответствия взаимных поверхностей оборудования и фундаментной рамы по высоте и взаимному перекосу.