[发明专利]用于转子平衡的联接器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及设备之间的联接器，且更具体地涉及转子与平衡试验机之间的联接器或接口。

背景技术

涡轮机(有时也称为“涡轮旋转机”)是一类包括压缩机、涡轮发动机等且包括转子的机器，转子在运转中以很高的速度例如数千或数万转每分钟(RPM)旋转。转子通常包括被轴向和径向地支撑以在轴承中旋转的轴。给定此类转子的尺寸和重量，甚至转子中小的不平衡也可能大幅减少涡轮机的运转小时数。例如，对于具有500磅的重量和仅仅0.001英寸的不平衡(例如重心偏移)的转子而言，当转子以12,000 RPM旋转时，不平衡所导致的力将为约2000磅，该力作为可快速破坏轴承的振动被观察到。

一种解决该问题的途径是在将转子装配到级中时或者在完全装配好它们之后对它们进行平衡试验，然后进行调节以补偿任何检测到的不平衡。可以通过将转子或转子级连接至平衡试验设备来执行此类平衡试验，该平衡试验设备使转子在真空下高速旋转，并且具有在旋转期间检测不平衡例如重心偏移的传感器。

普遍的高速平衡试验构造显示在图1中。在真空腔室2内部，基架4支撑转子8，并且平衡试验机的马达6经由联接器或接口9连接至待试验的转子8。除轴以外，转子8还可以具有联接到轴的一个或更多元件，例如下文所述的一个或更多叶轮。联接器9将扭矩从马达6传递到转子8并且作为试验系统中的元件提供，因为通常存在着待由平衡试验机进行平衡试验的转子8的很多不同尺寸和构造，因此联接器9作为各种待试验的转子8与平衡试验机之间的转接器而起作用。示范性联接器9显示在图2中。其中，可见联接器9具有朝着配合在转子8上的端部渐缩的大体圆锥形形状，并且相对于转子8具有相对较大的直径。在实践中，联接器9在平衡试验之前在转子8上热收缩，然后被移除以装配到其各自的涡轮机中。

使用这种联接器9作为平衡试验过程的部件给它带来许多缺点。首先，联接器9相对较重，例如大约20-30kg，使得它具备的任何偏心均使它向试验系统增加的作为结果的不平衡足够大，从而不利地影响平衡试验，由此可能导致不平衡的转子8。事实上，在一些情况下，由联接器9增加的不平衡的大小可以达到转子8的可接受的不平衡容限的200%。其次，将联接器9附接至转子的方法(即热收缩)是耗时、复杂的，并且可能损坏转子表面本身。

因此，将期望设计并向平衡试验机提供一种用于转子的联接器，该联接器克服了现有联接器的前述缺点。

发明内容

根据这些示范性实施例的系统、装置和方法提供了例如可用于转子的平衡试验的联接器或接口。通过提供联接器与待试验的转子之间的摩擦配合，能够避免联接器在转子上的热收缩，由此使该过程更快且更安全。此外，该设计能够更轻并且将更小的不平衡引入试验装置中。然而，本领域的技术人员将会意识到，除了在所附权利要求中的一个或更多中清楚地叙述的程度外，不应将此类优点解释为对本发明的限制。

根据一示范性实施例，一种联接器包括主体部，该主体部在其中具有伸出的薄部和伸出的插入部，伸出的薄部构造成配合平衡机的轴，伸出的插入部构造成配合转子中的开口。多个连接元件布置在联接器的主体部中的孔中，并且环布置在伸出的插入部上方且靠近主体部中的孔的出口。

根据另一示范性实施例，一种用于将转子连接至平衡试验机的方法包括以下步骤：将联接装置的伸出的插入部插入转子中的开口中；向多个连接元件施加扭矩，以迫使布置在伸出的插入部上方的环抵靠着围绕转子的开口的匹配面，所述多个连接元件布置在联接装置的主体部中；以及将平衡试验机的驱动轴连接至联接装置的主体部中的伸出的薄部。

根据又一示范性实施例，一种平衡试验系统包括具有驱动轴的平衡试验机、在一侧连接至驱动轴的联接器以及经由联接器连接成从驱动轴接收扭矩的转子，该联接器包括：主体部，该主体部在其中具有伸出的薄部和伸出的插入部，伸出的薄部构造成配合平衡试验机的驱动轴，伸出的插入部构造成配合转子中的开口；多个连接元件，其布置在主体部中的孔中；以及环，其布置在伸出的插入部上方并靠近主体部中的孔的出口。

附图说明

附图示出了示范性实施例，其中：

图1示出了普遍的转子平衡试验装置；

图2示出了用于图1的平衡试验装置的常规联接器；

图3描绘了具有根据示范性实施例进行平衡试验的转子的压缩机；

图4显示了待根据示范性实施例进行平衡试验的转子的端部；

图5显示了根据一示范性实施例的联接装置；

图6显示了附接至根据一示范性实施例的转子的图4(a)的联接器的剖视图；