离心式压气机叶轮锁紧结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及离心式压气机叶轮与主轴锁紧结构。
【背景技术】
[0002]压气机叶轮与主轴锁紧的结构形式决定了转子运转的可靠性。尤其是直径350mm以上的叶轮，因为离心力与转速成抛物线增加关系。叶轮质量的微小增加，就会使转子高速时离心力急剧增大，叶轮内孔变形增大，极易造成叶轮松动，导致振动增加，转子不稳定。因此，通常适用于小直径叶轮与主轴锁紧的结构，对于大直径叶轮不适用。目前，常见的叶轮与主轴锁紧结构有带键衬套或带缩颈衬套与主轴锁紧。前者的衬套与主轴是间隙配合，主轴伸出叶轮前端，采用压紧圈将衬套和叶轮轴向压紧。这种连接方式没有考虑叶轮两端内孔同心性，在高速运转时不稳定，振动大。后者的衬套与主轴是过盈配合，主轴短，衬套伸出叶轮前端，通过内六角螺钉在衬套缩颈处连接紧固。这种锁紧方式解决了转子不稳定问题。但是，这种连接方式同样没有考虑叶轮两端内孔同心性，还限定了螺钉的紧固力，同时对叶轮轴向没有约束，容易造成叶轮窜动。尤其是对于直径大的叶轮，风险更大。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题是提供一种结构紧凑、叶轮振动幅值降低、工作的可靠性高的离心式压气机叶轮锁紧结构。
[0004]本发明采用的技术方案是，离心式压气机叶轮锁紧结构，包括:叶轮、锥面衬套、台阶压盖、主轴，锥面衬套安装于叶轮置中心的通孔内并与叶轮的通孔过盈配合；锥面衬套内孔采用锥面结构并与主轴锥度过盈配合，锥面衬套与衬套由前至后由间隙配合逐渐变为过盈配合；锥面衬套前端与台阶压盖采用台阶配合，所述台阶压盖与锥面衬套相配合的外圆柱面采用锥度结构，锥面衬套与台阶压盖相顶触的接触面也为锥度结构；所述主轴前端伸出台阶压盖并与台阶压盖轴向紧固。台阶压盖内孔与主轴配合，叶轮与主轴保持同轴。
[0005]所述锥面衬套与台阶压盖采用直径1:30至1:50的锥度配合；所述锥面衬套与主轴采用直径1:50至1:150的锥度过盈配合。
[0006]本发明的有益效果是对于直径大的叶轮，尤其是轮径大于350mm的叶轮，能增强叶轮旋转中心与结构中心一致，能减小叶轮偏心距，工作平稳。改变了锥面衬套原来的圆柱形内孔结构，改变了台阶压盖原来平面结构，从而加强了叶轮旋转稳定性，降低了叶轮振动幅值，保证叶轮工作的可靠性。
【附图说明】
[0007]图1为本发明的叶轮与主轴连接的结构示意图。
[0008]图中标记为:1-叶轮，2-锥面衬套，3-台阶压盖，4-自锁螺母，5-台阶压盖结，6-衬套的锥面，7-主轴。
【具体实施方式】
[0009]如图1所述，本发明适用于轮径350mm以上叶轮与主轴7连接，结构包括:叶轮1、主轴7、锥面衬套2、台阶压盖3、自锁螺母4。锥面衬套2前端与台阶压盖3采用台阶配合，锥面衬套2内孔与加长的主轴7锥度过盈配合。叶轮1置于锥面衬套2外并与锥面衬套2过盈配合。
[0010]锥面衬套2与主轴端面轴向限定，具体结构如下，主轴前端穿过台阶压盖3中心通孔伸出，同时台阶压盖外圆与锥面衬套2配合，台阶压盖内孔与主轴7配合，保证叶轮中心与主轴中心一致，最后用自锁螺母4将叶轮1轴向锁紧固定于台阶压盖3。台阶压盖3与锥面衬套2采用1:30-1:50的台阶间隙配合；锥面衬套2与主轴7直径采用1:100至1:200的台阶过盈配合。
[0011]台阶压盖3外径采用台阶结构与锥面衬套2配合，台阶压盖内孔与主轴7配合，叶轮1小端依靠该台阶压盖3轴向调心，这样取消了常规的叶轮小端面自由状态，使叶轮小端面与大端面中心与主轴中心一致，能保证叶轮1旋转中心与结构中心一致，有利于增强叶轮转动的平稳性；还能减小叶轮偏心距，使得轴承受力均匀，延长轴承使用寿命；同时，有助于叶轮动平衡达到很高的精度等级，降低振动能量和噪声，有利于营造良好的工作环境；另外，台阶压盖3外形可以设计成流线型，引导气流流动，减小流动损失，提高压气机效率；尤其对大直径叶轮不但本身质量重，离心力、轴向力也很大，叶轮1两端的内孔同心度对稳定性影响更大。
[0012]锥面衬套2内孔采用锥面结构6，改变了锥面衬套2原来的直筒形内孔结构；锥面衬套2与台阶压盖3锥度加工，台阶压盖3外径采用锥面结构，改变了台阶压盖3原来平面结构，且台阶压盖3内径采用圆柱面结构；从而防止叶轮1偏心、加强了叶轮1旋转稳定性，降低了叶轮振动幅值，保证叶轮工作的可靠性。
[0013]实施方式一:
[0014]叶轮1直径为375_，台阶压盖3锥度小端外径36_，台阶压盖3与锥面衬套2直径1:30的锥度过渡配合，锥面衬套2与主轴7直径采用1:100的锥度过盈配合。采用M18的自锁螺母4锁紧主轴7，通过转子试验转速28500r/min以内运转试验稳定运转，振动幅值
0.01mm 以内。
【主权项】
1.离心式压气机叶轮锁紧结构，包括:叶轮(1)、锥面衬套(2)、台阶压盖(3)、主轴(7)，其特征在于:锥面衬套安装于叶轮中心的通孔内并与叶轮的通孔过盈配合；锥面衬套(2)内孔采用锥面结构并与主轴(7)锥度过盈配合，锥面衬套(2)与衬套由前至后由间隙配合逐渐变为过盈配合；锥面衬套(2)前端与台阶压盖采用台阶配合，所述台阶压盖(3)与锥面衬套(2)相配合的外圆柱面采用锥度结构，锥面衬套(2)与台阶压盖(3)相顶触的接触面也为锥度结构；所述主轴(7)前端伸出台阶压盖(3)并与台阶压盖(3)轴向紧固。台阶压盖内孔与主轴配合，叶轮(1)与主轴(7)保持同轴。2.根据权利要求1所述的离心式压气机叶轮锁紧结构，其特征在于:所述锥面衬套(2)与台阶压盖(3)采用直径1:30至1:50的锥度配合；所述锥面衬套(2)与主轴(7)采用直径1:50至1:150的锥度过盈配合。
【专利摘要】本发明公开了一种压气机叶轮与主轴的连接结构，台阶压盖端面采用锥度外形结构，叶轮靠锥面衬套与台阶压盖配合及台阶压盖与主轴配合调心，使叶轮旋转中心与结构中心一致，能减小偏心距、减小不平衡量，增加工作稳定性。该结构改变了锥面衬套原来的圆柱形内孔结构，改变了台阶压盖原来平面结构，从而加强了叶轮旋转稳定性，降低了叶轮振动幅值，保证叶轮工作的可靠性。对于直径大于350mm的叶轮尤其适用。
【IPC分类】F04D29/66, F04D29/26, F04D29/62
【公开号】CN105386994
【申请号】CN201510946712
【发明人】刘淑华, 马辰生
【申请人】中车大连机车研究所有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月16日