一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的制作方法

本实用新型属于汽轮机转子辅助支撑技术领域，尤其涉及一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统。

背景技术：

目前，在汽轮机通流改造过程中，转子移至缸外放置或盘动，通常是将转子简支在两端预先调整好的支架或木枕上，托辊支撑在转子的轴颈处。托辊中心高度，中心轴线重合度，需要精确调整，耗时耗力；再者检修现场条件有限，工期紧张，调整精度不高，误差较大；再者转子两点支撑跨度大，自身产生静挠度，在托辊支撑处形成扬角，致使转子轴线与托辊轴线不相平行，接触点产生高应力集中，易损伤转子轴颈支撑表面质量；同时支架受力不均，产生附加的倾倒力矩，稳定性及安全性降低。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本实用新型提供一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统，解决了转子在支架上受力不均，稳定性及安全性低等技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统，

包括：托辊组件、辊架组件、转节组件和底座组件；

所述托辊组件设置在所述辊架组件上，同时借助于所述辊架组件支撑置于所述托辊组件内的转子轴颈；

所述辊架组件在可转动地设置在所述转节组件上，且所述辊架组件转动的轴线平行于水平线；

所述转节组件可转动地设置在所述底座组件上，且所述转节组件转动的轴线平行与竖直垂线；

所述辊架组件能够在转子轴颈上应力的作用下转动，用以实现转子轴颈最大面受力；

所述转节组件能够在转子轴颈上应力的作用下经过辊架组件的传动而受力转动，用以实现转子轴颈最大面受力。

优选地，所述托辊组件包括：第一托辊装置和第二托辊装置；

所述第一托辊装置与所述第二托辊装置的结构相同；

其中，所述第一托辊装置包括：钢支轮、托辊芯轴和黄铜套；

所述钢支轮为筒状钢管结构，且所述钢支轮的内部管道适于设置所述托辊芯轴；

所述黄铜套套设于所述钢支轮的外壁；

所述托辊芯轴上设有轴承和挡圈用以实现将所述托辊芯轴与所述钢支轮紧固装配。

优选地，所述辊架组件包括：长方形辊架本体、第一盖板和第二盖板和辊架芯轴；

所述长方形辊架本体包括：辊架底板、第一侧壁板、第二侧壁版、第一承接板和第二承接板；

所述第一侧壁板、第二侧壁板、第一承接板和第二承接板均固定设置在所述底板上；

所述辊架底板为长方形底板；

所述第一侧壁板和第二侧壁板分别沿所述辊架底板的两短边对称布置；

所述第一承接板和第二承接板分别沿所述辊架底板的两长边对称布置；

所述第一侧壁板、第二侧壁板、第一承接板、第二承接板和底板构成方形槽体结构；

所述第一盖板设置在所述第一承接板的顶部；

所述第二盖板设置在所述第二承接板的顶部。

优选地，所述第一承接板和所述第二承接板的结构相同；

所述第一侧壁板和所述第二侧壁板的结构相同；

所述第一承接板的上部设有一对适于支撑所述托辊芯轴的U型槽孔；

设置在所述第一承接板上的第一盖板用以限位设于所述U型槽孔内的托辊芯轴；

所述第一盖板和所述第二盖板的结构相同。

优选地，所述第一侧壁板上设有圆形轴孔；

所述辊架组件还包括辊架芯轴；

所述辊架芯轴通过穿设设置在所述第一侧壁板和所述第二侧壁板上的圆形轴孔装配于所述长方形辊架本体上。

优选地，所述转节组件包括：转节本体、转节芯轴、第一轴端挡板和第二轴端挡板；

所述第一轴端挡板和所述第二轴端挡板对称设置在所述转节本体的两侧；

所述转节芯轴固定设置在所述转节本体的底部；

所述转节本体包括：转节底板、第一支撑侧板和第二支撑侧板；

所述转节底板为一呈方形结构的板体；

所述第一支撑侧板和所述第二支撑侧板对称设置在所述转节底板的两侧边处；

所述第一支撑侧板和所述第二支撑侧板之间构成适于容置所述辊架本体的空间；

所述第一支撑侧板和所述第二支撑侧板的结构相同；

其中，所述第一支撑侧板的上部设有承重U形槽孔；

所述辊架芯轴的两端分别设置于所述第一支撑侧板和所述第二支撑侧板上的承重U形槽孔；

所述第一轴端挡板和所述第二轴端挡板分别配合所述第一支撑侧板和第二支撑侧板上的承重U形槽孔，将所述辊架芯轴的两端限位于所述承重U形槽孔内。

优选地，所述转节芯轴包括第一端和第二端；

所述第一端与所述转节本体的底部中心连接，第二端可转动地设置在所述底座组件上。

优选地，所述转节底板的底面还设有弧段轨道；

所述弧段轨道包括：第一弧形轨道和第二弧形轨道；

所述第一弧形轨道和所述第二弧形轨道以所述底部中心为弧心对称分布；

所述第一弧形轨道和所述第二弧形轨道的结构相同。

优选地，所述底座组件包括：底座顶板和底座支撑架；

所述底座顶板为长方形板体；

所述底座顶板的底部与所述底座支撑架固定连接；

所述底座顶板通过所述底座支撑架支撑；

所述底座顶板的中心设有中心轴孔；

所述中心轴孔与所述转节底板的中心对应，并适于所述转节芯轴穿设；

所述转节组件还包括卡板；

所述卡板包括：第一卡半圆弧卡件和第二半圆弧卡件；

所述转节芯轴的第二端的周壁上设有环形卡槽；

所述环形卡槽适于所述卡板卡设；

所述转节芯轴的第二端穿设过所述底座顶板的中心轴孔，并借助于所述卡板和所述环形卡槽限位与所述中心轴孔中。

优选地，所述底座顶板的顶面上设有第三弧形轨道和第四弧形轨道；

所述第三弧形轨道和所述第四弧形轨道与所述转节底板上的弧段轨道对称；

所述第三弧形轨道和第四弧形轨道内均设有钢珠；

所述转节本体能够在转节芯轴、卡板、第一弧形轨道、第二弧形轨道、第三弧形轨道、第四弧形轨道和钢珠的配合下在所述底座顶板上实现转动以转节芯轴为中心轴自由转动；

所述转节芯轴的中心轴线与垂线平行；

所述黄铜套的厚度不小于20mm。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统，具有以下有益效果：

吊装转子放置在支架托辊上，在转子接触托辊的同时，托辊在转子自重和形变的作用下，辊轮X向自转同时绕辊架芯轴Y向浮动调节，同时在转子横向不平衡力矩的作用下，托辊绕转节芯轴Z向转动微调，托辊轴线与转子轴线同步平行，三个圆柱面线接触相切，省时省力，降低劳动强度，提高工作效率。避免支撑反力在转子轴颈上产生应力集中，保护转子轴颈表面。底座均匀受力在行心上，结构简单，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的正面的结构示意图；

图2为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的结构示意图；

图3为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的方向坐标系示意图；

图4为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的结构示意图；

图5为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的托辊组件的结构示意图；

图6为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的辊架组件的结构示意图；

图7为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的转节组件结构示意图；

图8为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的底座组件的结构示意图；

图9为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的浮动调节示意图；

图10为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的浮动调节示意图；

图11为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的辊架本体的结构示意图；

图12为本实用新型一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统的转节本体的结构示意图。

【附图标记说明】

1：托辊组件；101：钢支轮；102：黄铜套；103：轴承；104：挡圈；105：托辊芯轴；106：隔套；

2：辊架组件；

201：辊架本体；2011：辊架底板；2012：第一侧壁板；2013：第二侧壁板；2014：第一承接板；2015：第二承接板；

202：轴端挡板；203：第一盖板；204：限位螺钉；205：辊架芯轴；

3：转节组件；

301：转节本体；3011：转节底板；3012：第一支撑侧板；3013：第二支撑侧板；

302：第一轴端挡板；303：转节芯轴；304：卡板；

4：底座组件；401：底座顶板；402：钢珠；

A：转子静扰度；

B：高度误差；

C：中线误差。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

实施例一

如图1至图4所示：本实施例公开了一种浮动式汽轮机转子托辊支架系统，包括：托辊组件1、辊架组件2、转节组件3和底座组件4。

详细地，本实施例中所述托辊组件1设置在所述辊架组件2上，同时借助于所述辊架组件2支撑置于所述托辊组件1内的转子轴颈。

所述辊架组件2在可转动地设置在所述转节组件3上，且所述辊架组件2转动的轴线平行于水平线。

这里所述的水平线相当于图3中的Y轴方向。

所述转节组件3可转动地设置在所述底座组件4上，且所述转节组件3转动的轴线平行与竖直垂线。

应说明的是：这里所述的竖直垂线，相当于图3中的Z轴方向。

所述辊架组件2能够在转子轴颈上应力的作用下转动，用以实现转子轴颈最大面受力。

所述转节组件3能够在转子轴颈上应力的作用下经过辊架组件1的传动而受力转动，用以实现转子轴颈最大面受力。

托辊组件

如图5所示：本实施例中所述的托辊组件1包括：第一托辊装置和第二托辊装置。

所述第一托辊装置与所述第二托辊装置的结构相同。

其中，所述第一托辊装置包括：钢支轮101、托辊芯轴105和黄铜套 102。

所述钢支轮101为筒状钢管结构，且所述钢支轮101的内部管道适于设置所述托辊芯轴105。

所述黄铜套102套设于所述钢支轮101的外壁。

所述托辊芯轴105上设有轴承103和挡圈104用以实现将所述托辊芯轴105与所述钢支轮101紧固装配。

辊架组件

如图6和图11所示：所述辊架组件2包括：长方形辊架本体201、第一盖板203和第二盖板和辊架芯轴205。

所述长方形辊架本体201包括：辊架底板2011、第一侧壁板2012、第二侧壁版2013、第一承接板2014和第二承接板2015。

所述第一侧壁板2012、第二侧壁板2013、第一承接板2014和第二承接板2015均固定设置在所述辊架底板2011上。

所述辊架底板2011为长方形底板。

所述第一侧壁板2012和第二侧壁板2013分别沿所述辊架底板2011 的两短边对称布置。

所述第一承接板2014和第二承接板2015分别沿所述辊架底板2011 的两长边对称布置；

所述第一侧壁板2012、第二侧壁板2013、第一承接板2014、第二承接板2015和辊架底板2011构成方形槽体结构。

所述第一盖板203设置在所述第一承接板2014的顶部。

所述第二盖板设置在所述第二承接板2015的顶部。

本实施例中所述第一承接板2014和所述第二承接板2015的结构相同。

所述第一侧壁板2012和所述第二侧壁板2013的结构相同。

所述第一承接板2014的上部设有一对适于支撑所述托辊芯轴105的 U型槽孔；

设置在所述第一承接板2014上的第一盖板203用以限位设于所述U 型槽孔内的托辊芯轴105。

所述第一盖板203和所述第二盖板的结构相同。

优选地，所述第一侧壁板2012上设有圆形轴孔。

所述辊架组件2还包括辊架芯轴205。

所述辊架芯轴205通过穿设设置在所述第一侧壁板2012和所述第二侧壁板2013上的圆形轴孔装配于所述长方形辊架本体201上。

转节组件

如图7和图12所示：所述转节组件3包括：转节本体301、转节芯轴303、第一轴端挡板302和第二轴端挡板。

所述第一轴端挡板302和所述第二轴端挡板对称设置在所述转节本体301的两侧。

所述转节芯轴303固定设置在所述转节本体301的底部。

所述转节本体301包括：转节底板3011、第一支撑侧板3012和第二支撑侧板3013。

所述转节底板3011为一呈方形结构的板体。

所述第一支撑侧板3012和所述第二支撑侧板3013对称设置在所述转节底板3011的两侧边处。

所述第一支撑侧板3012和所述第二支撑侧板3013之间构成适于容置所述辊架本体301的空间。

所述第一支撑侧板3012和所述第二支撑侧板3013的结构相同。

其中，所述第一支撑侧板3012的上部设有承重U形槽孔。

所述辊架芯轴205的两端分别设置于所述第一支撑侧板3012和所述第二支撑侧板3013上的承重U形槽孔。

所述第一轴端挡板302和所述第二轴端挡板分别配合所述第一支撑侧板3012和第二支撑侧板3013上的承重U形槽孔，将所述辊架芯轴205 的两端限位于所述承重U形槽孔内。

本实施例中所述转节芯轴303包括第一端和第二端。

所述第一端与所述转节本体301的底部中心连接，第二端可转动地设置在所述底座组件4上。

转节底板

如图8所示：所述转节底板3011的底面还设有弧段轨道。

所述弧段轨道包括：第一弧形轨道和第二弧形轨道。

所述第一弧形轨道和所述第二弧形轨道以所述底部中心为弧心对称分布。

所述第一弧形轨道和所述第二弧形轨道的结构相同。

本实施例中所述底座组件4包括：底座顶板401和底座支撑架。

所述底座顶板401为长方形板体。

所述底座顶板401的底部与所述底座支撑架固定连接。

所述底座顶板401通过所述底座支撑架支撑。

所述底座顶板401的中心设有中心轴孔。

所述中心轴孔与所述转节底板3011的中心对应，并适于所述转节芯轴303穿设。

所述转节组件3还包括卡板304。

所述卡板304包括：第一卡半圆弧卡件和第二半圆弧卡件。

所述转节芯轴303的第二端的周壁上设有环形卡槽。

所述环形卡槽适于所述卡板304卡设。

所述转节芯轴303的第二端穿设过所述底座顶板401的中心轴孔，并借助于所述卡板304和所述环形卡槽限位与所述中心轴孔中。

本实施例中所述的底座顶板401的顶面上设有第三弧形轨道和第四弧形轨道；

所述第三弧形轨道和所述第四弧形轨道与所述转节底板上的弧段轨道对称。

所述第三弧形轨道和第四弧形轨道内均设有钢珠402。

所述转节本体301能够在转节芯轴303、卡板304、第一弧形轨道、第二弧形轨道、第三弧形轨道、第四弧形轨道和钢珠402的配合下在所述底座顶板401上实现转动以转节芯轴303为中心轴自由转动。

所述转节芯轴303的中心轴线与垂线平行。

所述黄铜套102的厚度不小于20mm。

实施例二

本实施例以笛卡尔坐标系定义如下：如图3，以转子轴线延伸方向定义为X轴方向；以垂直转子轴线水平方向为Y轴方向；以垂直转子轴线竖直方向为Z方向。

本实施例公开了一种浮动自调式转子托辊支架：如图4，主要包括：托辊组件1、辊架组件2、转节组件3、底座组件4、黄铜套102、限位螺钉204、轴端挡板202、卡板304、钢珠402及其附件。

本实施例采用的托辊组件1结构：如图4，钢支轮101由圆钢或无缝钢管加工，提供强度和刚度；其外圆镶有壁厚不小于20mm黄铜套102，硬度值较低以保护转子轴颈表面，热装过盈配合在钢支轮上；其内孔两端加工轴承孔位，轴承103先热装套在托辊芯轴105上，再将装有轴承 103的托辊芯轴105和钢支轮101组配在一起，两端分别用挡圈104锁固，最后装入隔套106。

本实施例采用的辊架组件2结构：如图5，辊架本体201由厚钢板坡口焊接结构，筋肋加强，U型槽孔设计，易加工，易拆装。U型槽孔支撑托辊芯轴105的两端，轴端挡板202和盖板用螺钉拧固在辊架本体201 上，防止托辊组件1轴向窜动及意外脱出槽外。辊架底板2011上设有4 条M30限位螺钉(2.4)，用于调整托辊组件1转角幅度的大小，同时提高辊架本体201的刚性。

本实施例采用的转节组件3结构：如图6，转节本体301由厚钢板坡口焊接结构，设Y和Z向两方向的旋转自由度。辊架组件2两端轴头配合安装于U型槽孔内，传递载荷并可绕其Y向转动。轴端挡板302用螺钉拧固在转节上。Z向辊架芯轴303焊接在转节底板3011上。其底面上设有弧段滚道，与底座顶板401上平面内的弧道相对应，内装有滚动钢珠，可按预设弧道滚动。两半圆卡板卡入轴槽内，用螺钉拧固在底座顶板401的上平面上。

本实施例采用的底座组件4结构：如图7，底座组件由钢板箱式封闭焊接结构，采用Q235B结构钢板。在上平面内设有对应弧段滚道，内装有滚动钢珠402。中心孔插装配合转节芯轴303。在主承力侧板上，筋肋加强，冗余位置开设减重孔以轻量优化，安全可靠，美观大方。

本实施例托辊组件1和辊架组件2的配合关系及功效：托辊组件1 上托辊芯轴105的两端轴头与辊架组件2上的U型槽滑入配合，两托辊在U型槽内间距保持固定不变，两端装入隔套保证托辊组件和辊架组件两侧设计间隙15mm，轴端挡板装入托辊芯轴105一字卡槽内，用螺钉固定在辊架本体201上，盖板压固拧紧，防止托辊芯轴105轴向窜动及径向转动。

如此，托辊组件1连同托辊芯轴105在辊架组件2的U槽内自由转动，其上的黄铜套102直接接触转子轴颈表面，支撑转子的自身重量，经托辊芯轴105传递载荷至辊架组件上。盘动转子时，转子轴颈表面与黄铜套102相互间产生滚动摩擦，实现转子盘动托辊组件随动。由于润滑轴承减小阻力，有铜套软质保护，转子盘动轻便灵活，不伤及转子轴颈支撑表面。

本实施例中辊架组件2和转节组件3的配合关系及功效：辊架芯轴 205两端轴头与转节U型槽滑入配合，轴端挡板用螺钉固定在转节上，防止辊架组件窜动及向外脱出。辊架底板2011上的4条M30调整限位螺钉，在小角度范围内调整和限制辊架的转角幅度，同时提高了辊架在工作状态下的刚性。

如此，辊架组件2连同托辊组件1在转节组件的U型槽内小角度浮动，转节组件的U型槽支撑面承受辊架组件两端轴头传递的转子重量载荷，同时承受由于转子静挠度及两支架垂直高度误差产生的额外附加的不平衡力矩。此时，在不平衡力矩的作用下，辊架组件2连同托辊组件1 在转节组件3的U型槽内绕Y向作小角度自动调节，托辊芯轴105的轴线与转子轴线在支撑部位随型一致，保证转子轴颈与两托辊的黄铜套102 表面相切线性接触，避免点接触产生高应力集中挤伤表面。以及避免产生额外的倾倒力矩，整个支架受力均匀，安全可靠。

本实施例中转节组件3和底座组件4的配合关系及功效：转节芯轴与底座组件4上平面的孔滑入配合，起中心定位作用，转节组件3和底座组件4对应平面内开设弧形滚道，内装钢珠402滚动，各动配合摩擦副涂润滑油脂。两半圆形卡板304装入芯轴沟槽内，用螺钉拧固在底座平面上，保证钢珠402滚动的预紧力，同时避免转节从底座组件4上意外脱出。

如此，转节组件1连同辊架组件2在底座组件4的上平面内可绕芯轴Z向转动，钢珠402在滚道内滚动，并在弧段起止位置限位。由钢珠 402滚动体将转子的重量载荷传递到底座基础上，同时承受由于底座组件 4放置中心不重合和转子吊装放置中心线不重合产生的额外附件的力矩。此时，在不平衡力的作用下，转节组件3带动辊架组件2和托辊组件1 绕芯Z向转动，自动矫正轴线重合，消除不平衡力矩，保障转子的安装精度以及支架的稳定和安全。

本实施例中浮动调节及有益效果实现：如图9和图10，起吊转子放置到托辊组件1上，在触及黄铜套102的同时，托辊组件1在转子自身重力及形变的作用下，绕Y向浮动调节，克服转子静挠度A和支架托辊高度误差B产生的轴线不重合造成中线误差，同时两辊轮在转子重力的作用下绕X向自转，自动对位相切。同时，当两支架中心轴线不重合，以及与吊装状态下转子轴线不重合时，转子对托辊组件1产生横向不平衡力矩，转节组件3与底座组件4接触面内的钢珠402在滚道内滚动，托辊组件1连同辊架组件2和转节组件3随之绕Z向转动，直至两轴线相平行，托辊组件1和转子轴颈呈线接触，各向作用力趋于平衡，托辊组件1自动调节完成。省时高效，精准便捷。避免产生集中应力。底座组件4均匀受力，结构简单，安全可靠。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。