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"ROTOR POUR MACHINES A GRANDE VITESSE, EN PARTICULIER POUR
TURBO-GENERATRICES"
L'invention est relative à des rotors pour machines à grande vitesse, en particulier pour des turbo-génératrices.
L'augmentation toujours croissante de la puissance et de la vitesse périphérique de ces machines à grande vitesse a con- duit à exécuter les rotors en tambour utilisés jusqu'ici en des corps forgés d'une seule pièce. Or, ces pièces ont le gros inconvénient qu'avec l'augmentation des dimensions, il devient de plus en plus difficile de les obtenir d'une seule venue et de les forger dans toute la masse, de sorte qu'elles n'ont pas
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les qualités de résistance voulues. Elles ont en outre le dé- faut de ne se réchauffer en marche que très lentement de dehors en dedans et d'être par conséquent soumises à des tensions in- ternes considérables du fait des différences de température qui se produisent pendant ce réchauffage, de telle sorte qu'il peut facilement se produire des perturbations de marche.
Pour éviter cet inconvénient, on a déjà proposé de constituer le rotor au moyen de disques emmanchés les uns à la suite des autres sur un arbre. Ce dispositif assure bien un échauffement accéléré et uniforme du rotor, mais la vitesse critique se trouve considé- rablement abaissée.
Il est connu également d'assembler entre eux les disques pleins composant le rotor en munissant les éléments d'un côté d'une sorte de moyeu à filetage mâle et, du côté opposé, d'un alésage correspondant à filetage femelle, les différents élé- ments à assembler étant ensuite vissés les uns dans les autres.
Ce mode d'assemblage des disques du rotor au moyen de tétons filetés offre l'inconvénient qu'étant donné le jeu existant inévitablement dans les filets des vis, les forces centrifuges engendrées par la rotation des masses provoquent dans les as- semblages ainsi constitués des efforts de flexion, qui à la longue détruisent les filetages et desserrent ainsi les assem- blages, de sorte que l'une ou l'autre des parties du rotor ris- quent de se détacher en marche et d'être projetées au loin.
Suivant l'invention, on supprime cet inconvénient en as- semblant par simple juxtaposition de leurs tranches dans le sens de l'axe, les disques composant un même rotor et en reliant ces disques les uns aux autres par soudure à l'autogène de leurs bords.
Le dessin annexé montre un exemple d'exécution de'l'objet de l'invention.
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Le rotor est composé des tronçons extrêmes a, b comportant les portées, et d'un nombre quelconque de disques c. ayant la forme de cylindre. Les bords des circonférences de ces disques sont soudés entre eux à l'autogène. Ces joints soudés donnent au rotor le haut degré de rigiditénécessaire pour la vitesse critique des machines à grande vitesse. Pour faciliter l'as- semblage des disques et ménager les lignes de soudure, il peut être utile de relier ces disques les uns aux autres au moyen de boulons. Le même résultat peut être atteint le cas échéant en munissant les faces des disques alternativement de saillies et de concavités correspondantes permettant de les emboîter les uns dans les autres.
Ces saillies et ces concavités peuvent ou être disposées axialement comme le dessin l'indique en d, ou être placées à la périphérie; elles peuvent avoir une forme prismatique, c'est-à-dire à section polygonale. Les disques ex- trêmes sont préférablement faits d'une seule pièce avec les bouts extrêmes a, b de l'arbre. Afin d'augmenter la résistance du corps du rotor, il peut aussi être prévu des lignes de sou- dure autogène le long des rainures fraisées dans la périphérie du rotor pour recevoir le bobinage.
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"ROTOR FOR HIGH-SPEED MACHINES, IN PARTICULAR FOR
TURBO-GENERATORS "
The invention relates to rotors for high speed machines, in particular for turbo-generators.
The ever increasing increase in the power and peripheral speed of these high speed machines has led to the drum rotors used heretofore being made from one piece forged bodies. However, these parts have the big disadvantage that with the increase of the dimensions, it becomes more and more difficult to obtain them in a single coming and to forge them in the whole mass, so that they do not have
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the desired resistance qualities. In addition, they have the drawback of heating up only very slowly from outside to inside and of being subjected to considerable internal stresses due to the temperature differences which occur during this heating, of such so that operating disturbances can easily occur.
To avoid this drawback, it has already been proposed to constitute the rotor by means of discs fitted one after the other on a shaft. This device does ensure accelerated and uniform heating of the rotor, but the critical speed is considerably lowered.
It is also known to assemble the solid discs making up the rotor together by providing the elements on one side with a sort of male threaded hub and, on the opposite side, with a corresponding bore with female thread, the various elements. - elements to be assembled then being screwed into each other.
This method of assembling the rotor discs by means of threaded nipples has the drawback that, given the play inevitably existing in the threads of the screws, the centrifugal forces generated by the rotation of the masses cause in the assemblies thus formed bending forces, which in the long run destroy the threads and thus loosen the assemblies, so that one or the other part of the rotor may come loose during operation and be thrown away.
According to the invention, this drawback is eliminated by assembling, by simple juxtaposition of their edges in the direction of the axis, the disks making up a single rotor and by connecting these disks to each other by autogenous welding of their edges.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the object of the invention.
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The rotor is composed of the end sections a, b comprising the bearing surfaces, and of any number of discs c. having the shape of a cylinder. The edges of the circumferences of these discs are autogenously welded together. These welded joints give the rotor the high degree of rigidity required for the critical speed of high speed machines. To facilitate the assembly of the discs and to spare the weld lines, it may be useful to connect these discs to each other by means of bolts. The same result can be achieved where appropriate by providing the faces of the discs alternately with projections and corresponding concavities enabling them to be fitted into each other.
These projections and these concavities can either be arranged axially as the drawing indicates at d, or be placed at the periphery; they can have a prismatic shape, that is to say with a polygonal section. The end discs are preferably made in one piece with the end ends a, b of the shaft. In order to increase the strength of the rotor body, autogenous weld lines can also be provided along the grooves milled in the periphery of the rotor to receive the winding.