УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНТАЖА И ДЕМОНТАЖА НАВЕСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к устройствам, используемым в газовой промышленности, в частности, при замене навесного оборудования (например, электростартера или центрифуги) при текущем ремонте газотурбинного двигателя (далее - ГТД).
В состав ГТД входит пусковое устройство (пневмо- или электростартер), которое предназначено для раскрутки ротора высокого давления при горячем запуске или холодной прокрутке.
В процессе эксплуатации ГТД периодически возникает необходимость в замене электростартера по причине выхода его из строя или выработки межремонтного ресурса. Демонтаж и монтаж электростартера в условиях компрессорной станции (далее - КС) производится вручную, без использования механизированных устройств.
Недостатками существующего способа монтажа и демонтажа электростартера являются
травмоопасность, обусловленная большим весом электростартера (свыше 60 кг) и наличием большого количества выступающих частей (трубопроводов воздушной и масляной обвязки, навесных агрегатов системы маслоснабжения двигателя, коробки приводов);
трудозатратность, обусловленная стесненностью рабочего пространства в рамках кожуха шумотеплоизолирущего (далее - КШТ), приводящая к невозможности одновременного нахождения в КШТ достаточного количества работников для осуществления операций, связанных с монтажом и демонтажом электростартера, а также труднодоступностью элементов крепления электростартера к коробке приводов ГТД.
Недостатки, перечисленные выше, в значительной мере влияют на количество затраченных человеко-часов, необходимых для замены электростартера и, в конечном счете, увеличивают время на подготовку газоперекачивающего агрегата (далее - ГПА) к пуску.
Из открытых источников имеются сведения о существовании устройства на базе ножничного подъемного механизма и предназначенного для подъема и последующего бокового перемещения поднимаемого груза [1].
Недостатками существующего устройства [1] являются
отсутствие конструктивных элементов, позволяющих производить угловую регулировку поднимаемого груза, в данном случае электростартера.
Для осуществления механизированного монтажа (демонтажа) в конструкции устройства необходимо предусмотреть возможность угловой регулировки по причине того, что монтаж электростартера может производиться только в одном определенном угловом положении при котором:
штифт на электростартере совпадет с ответным отверстием на стыковочном разъеме коробки приводов;
шлицы приводной рессоры (передающей крутящий момент от электростартера на входной вал коробки приводов ГТД) совпадут с ответными шлицами на входном валу коробки приводов ГТД.
Следовательно, для осуществления стыковки электростартера с коробкой приводов ГТД недостаточно только концентрического совмещения разъемов, но нужна еще возможность угловой регулировки до положения, при котором штифт на электростартере совпадет с ответным отверстием на коробке приводов, а шлицы выходной рессоры совпадут со шлицами входного вала на коробке приводов.
Задачей полезной модели является снижение трудозатратности и травмоопасности при осуществлении операций, связанных с монтажом и демонтажем навесного оборудования ГТД.
Технический результат - осуществление возможности угловой регулировки навесного оборудования ГТД в процессе его монтажа в условиях КС.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается путем создания и применения устройства, состоящего из ножничного механизма с возможностью осуществления подъема направляющей с боковым выдвижением встроенной в нее выдвижной консоли с прикрепленными к ней вращательными подшипниками, в которые посредством Т-образных шлицов встроены ложементы, позволяющие осуществлять угловое вращение прикрепленного к ним оборудования.
Заявленное устройство для монтажа и демонтажа оборудования поясняется с помощью:
фиг. 1 - изометрический общий вид устройства в рабочем состоянии с закрепленным электростартером (1);
фиг. 2 - двухмерный общий вид устройства в рабочем состоянии стыковки закрепленного на ложементе (13) электростартера (1) с коробкой приводов (25) при помощи элементов крепления (23). Основание (6) жестко закреплено крепежом к закладным элементам (24). Электростартер (1) в состоянии монтажа вывешен консольно над силовым элементом рамы КШТ (27).
фиг. 3 - изометрический общий вид устройства со стороны обслуживания в подготовленном к работе состоянии (сложено) с закрепленной к закладным элементам (не показаны) основанием (6). Электростартер (1) уложен на ложемент (13) и закреплен хомутами (12).
фиг. 4 - изометрический общий вид устройства со стороны монтажного разъема в подготовленном к работе состоянии (сложено) с закрепленной к закладным элементам (не показаны) основанием (6). Электростартер (1) уложен на ложемент (13) и закреплен хомутами (12).
Конструкция устройства состоит из следующих элементов: переносных ручек (2), упорного подшипника (3), ножничного механизма (4), опор рычагов (5), основания (6), линейных направляющих (7), трапецеидального винта (8), ходовой гайки (9), опорного подшипника (10), стопорной гайки (11), хомутов (12), ложементов (13), вращательных подшипников (14), выдвижной консоли (15), опор рычагов (16), ходовой гайки (17), трапецеидального винта (18), подъемной направляющей (19), опорного подшипника (20), линейных подшипников (21) и входящих в их конструкцию вкладышей (30), упорного подшипника (22).
Принцип действия устройства (в случае монтажа электростартера к двигателю) заключается в следующем:
При вращении трапецеидального винта (8), закрепленного от смещения в осевом и радиальном направлении упорным подшипником (22) и опорным подшипником (10), происходит перемещение ходовой гайки (9) и жестко закрепленных к ней линейных подшипников (21), что в свою очередь приводит к изменению углов рычагов ножничного механизма (4) и как следствие, к подъему подъемной направляющей (19), а также закрепленного к ней через ряд промежуточных элементов электростартера (1). При достижении нужной высоты подъема стартера (1) выполняется фиксация положения рычагов ножничного механизма (4) стопорной гайкой (11).
Конструкция линейных подшипников (21) исключает все виды движения, помимо возвратно-поступательного движения относительно продольной оси линейных направляющих (7).
В конструкцию линейных подшипников (21) входят антифрикционные вкладыши (30) обеспечивающие низкий коэффициент трения по стали линейных направляющих (7).
Далее, за счет вращения, жестко закрепленного посредством опорного подшипника (20) и упорного подшипника (3), трапецеидального винта (18), происходит смещение ходовой гайки (17) вдоль оси трапецеидального винта (18) и выдвижение жестко закрепленной к ходовой гайке (17) выдвижной консоли (15), которая через подвижное Т-образное соединение закреплена в подъемной направляющей (19).
После выдвижения выдвижной консоли (15) и концентрического совмещения разъемов электростартера (1) и коробки приводов (25) посредством приложения ручного усилия к переносным ручкам (2) происходит угловая регулировка положения электростартера до совмещения штифта (28) на электростартере с ответным отверстием на коробке приводов (25), а шлицов выходной рессоры (29) со шлицами входного вала на коробке приводов (25).
Порядок применения устройства (при монтаже электростартера к двигателю) заключается в следующем.
Устройство основанием (6) устанавливают на закладные элементы (24), затем основание (6) посредством крепежа жестко фиксируют к закладным элементам (24), на ложементы (13) укладывают электростартер (1) и жестко фиксируют хомутами (12). Далее зафиксированный при помощи хомутов (12) и ложементов (13) электростартер (1), с присоединенными вращательными подшипниками (14) устанавливают на выдвижную консоль (15). Соединение выдвижной консоли (15) и вращательных подшипников (14) происходит при помощи прямоугольного штифтообразного элемента со скругленными торцами (являющимся конструктивным элементом вращательных подшипников (14)) и ответного паза аналогичной формы в выдвижной консоли (15).
Для исключения повреждения лакокрасочного покрытия и в конструкцию хомутов (12) и ложементов (13) включены упругие каучуковые (либо фторопластовые) элементы (26).
При помощи ключа зацепленного за шлицы трапецеидального винта (8) выполняют подъем подъемной направляющей (19) до нужной высоты и фиксируют положение рычагов ножничного механизма (4) при помощи стопорной гайки (11). Стопорная гайка (11) имеет обратную по отношению к винту (8) резьбу, за счет чего исключается возможность самоотвинчивания и неконтролируемого опускания электростартера (1).
При помощи ключа зацепленного за шлицы трапецеидального винта (18) выдвигают выдвижную консоль (15) вместе с закрепленным на ней стартером (1) до концентрического соединения стыковочного разъема электростартера (1) с ответным разъемом на коробке приводов (25) и вручную при помощи переносных ручек (2) производят угловою регулировку электростартера (1) до нужного углового положения. Далее вращением трапецеидального винта (18) выдвигают выдвижную консоль (15) вместе с закрепленным на ней стартером (1) до сопряжения поверхностей разъемов электростартера (1) и коробки приводов (25), после чего устанавливают элементы крепления (23).
Далее ослабляют фиксацию стопорной гайки (11) и опусканием подъемной направляющей (19) при помощи трапецеидального винта (8) выводят из соединения штифтообразный элемент вращательного подшипника (14) и ответный паз на выдвижной консоли (15). После чего вращением трапецеидального винта (18) возвращают выдвижную консоль (15) в исходное положение относительно подъемной направляющей (19). Затем выполняют опускание подъемной направляющей (19) до исходного положения рычагов ножничного механизма (4).
Далее демонтирует с электростартера (1) хомуты (12), ложементы (13) и демонтируют основание (6) от закладных элементов (24).
Существенными отличительными признаками заявленного устройства для монтажа и демонтажа оборудования являются:
- простота изготовления конструкции, обусловленная применением стандартных элементов (винты, гайки, крепеж, подшипники, линейные направляющие);
- устройство имеет небольшие массово-габаритные характеристики, что подразумевает удобство при его транспортировке и использовании.
При условии внесения доработок в конструкцию ложементов (13) и хомутов (12) данное устройство может быть использовано при монтаже-демонтаже навесного оборудования ГТД, монтаж которого требует подъема и угловой регулировки при его стыковке к коробке приводов. К таким устройствам относятся пусковые устройства с электро- или пневмоприводом, центрифуги, установленные на ГТД различных типов.
Заявленные существенные отличительные признаки являются нам неизвестными из патентной и научно-технической информации и в соответствии с этим являются «Новыми».
На заявленное устройство выполнены рабочие чертежи, прочностные расчеты и изготовлен опытный образец, который успешно прошел испытания при замене электростартера СТЭ-18СТ-361-1 на компрессорном цехе №6 Микуньского ЛПУМГ ООО «Газпром трансгаз Ухта». В связи с этим заявленное нами устройство соответствует критерию «Промышленная применимость».
Заявленное устройство для монтажа и демонтажа оборудования позволяет проводить механизированную замену электростартера СТЭ-18СТ-361-1 на ГТД типа НК-36СТ. Устройство легко транспортируется, быстро устанавливается и удобно в работе.
Список источников:
1. Патент US 10399511 В2, МПК B66F 7/06 03.09.2019.