CN102966595B - 一种离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构及离心压缩机 - Google Patents

一种离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构及离心压缩机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构及其离心压缩机，高速转轴为齿轮轴，齿轮轴与叶轮通过依次连接的三角型段与圆柱段构成；在齿轮轴的三角型段中，齿轮轴具有截面为三角形的三角孔，并且叶轮底部具有一根三角轴，三角轴与三角孔间隙配合；在齿轮轴的圆柱段中，齿轮轴具有截面为圆形的圆孔，并且叶轮底部具有圆轴，圆周与圆孔过盈配合；还包括一拉紧件，拉紧件穿过叶轮后与齿轮轴连接。本发明在不影响转子稳定性的前提下，对三角轴的加工精度要求相对降低，降低成本。

Description

一种离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构及离心压缩机
技术领域
本发明涉及离心压缩机，尤其涉及一种离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构及离心压缩机。
背景技术
通常情况下，离心压缩机转子中叶轮与高速轴的联接方式常采用热套的方式，即用热套法使叶轮直接装配于高速轴的末端。这种结构的缺点是：为保证叶轮在高速旋转时不松脱通常需要选择较大的过盈量，因此需要将叶轮或高速轴加热到较高的温度后再进行装配。这种大过盈量设计的高温热套装置，使高速轴及叶轮在装配后产生了较大的变形。其中，叶轮的变形会降低叶轮的气动性能，而高速轴的变形则会影响到转子运转的稳定性。另外，叶轮在拆卸后重新装入时因无周向定位而时常导致整个高速转子的动平衡状态被破坏。
此外，离心压缩机转子中叶轮与高速轴也常采用三角轴的连接方式。三角轴联接方式的优点是：可以传递较大的扭矩，适用于功率较大的机组；拆装方便。但是三角轴联接方式要求叶轮与高速轴连接的相对方向位置必须永远一致，来保证需要的动平衡的精度，高速轴与叶轮间的任何相对运动都将在压缩机运行中导致一定的振动。为确保达到以上要求，配合部件必须被加工到非常高的精度。
因此，采用三角轴联接方式具有以下缺点：首先，如果配合部件不平行或型线没有经过精确计算及加工，转子装配中会导致对零部件一定的压力，三角轴或三角孔的形状会在受压情况下有一定的改变，会导致叶轮与高速轴的连接变松；另外，压缩机可能在运行中经历振动或喘振，而叶轮在振动或喘振中可能运动到一个新位置，从而动平衡被破坏；第三，三角轴加工成本高，工艺性差，配合表面质量精度难以测量；第四，三角轴表面在压力下持续的接触和摩擦会导致磨损。
发明内容
本发明的目的是提供一种离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构及离心压缩机，以解决上述叶轮与高速轴连接容易变松，压缩机在运行中经历振动，加工成本高，容易产生磨损等问题。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构，所述高速转轴为齿轮轴，其中，所述齿轮轴与所述叶轮通过依次连接的三角型段与圆柱段构成；
在所述齿轮轴的三角型段中，所述齿轮轴具有截面为三角形的三角孔，并且所述叶轮底部具有一根三角轴，所述三角轴与所述三角孔间隙配合；
在所述齿轮轴的圆柱段中，所述齿轮轴具有截面为圆形的圆孔，并且所述叶轮底部具有圆轴，所述圆轴与所述圆孔过盈配合；
还包括一拉紧件，所述拉紧件穿过所述叶轮后与所述齿轮轴连接。
上述连接结构，其中，所述齿轮轴与所述叶轮通过依次连接的一段三角型段与一段圆柱段构成。
上述连接结构，其中，所述齿轮轴与所述叶轮通过依次连接的一段三角型段与两段圆柱段构成。
上述连接结构，其中，所述拉紧件为拉杆螺母，所述拉杆螺母穿过所述叶轮后与所述齿轮轴螺纹连接。
一种离心压缩机，其中，包括如上述任意一项所述的离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构。
与已有技术相比，本发明的有益效果在于：
- 在不影响转子稳定性的前提下，对三角轴的加工精度要求相对降低，符合国内加工水平，且降低成本；
- 利用三角轴传递扭矩，可适用于大功率转子；
- 利用过盈配合的圆柱面加强定位，增加了转子拆装的可重复性，保证动平衡的精度。
附图说明
图1是依据本发明离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构的实施例一的结构示意图；
图2是依据本发明离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构的实施例二的结构示意图；
图3是依据本发明离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构的实施例三的结构示意图；
图4是本发明离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构中齿轮轴的三角孔的剖面示意图；
图5是本发明离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构的叶轮底部三角轴的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。
本发明离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构，具体地，高速转轴为齿轮轴，齿轮轴与叶轮通过依次连接的三角型段与圆柱段构成。
其中，在齿轮轴的三角型段中，齿轮轴具有截面为三角形的三角孔，并且叶轮底部具有一根三角轴，三角轴与三角孔间隙配合；而在齿轮轴的圆柱段中，齿轮轴具有截面为圆形的圆孔，并且叶轮底部具有圆轴，圆轴与圆孔过盈配合。
本发明还包括一拉紧件，拉紧件穿过叶轮后与齿轮轴连接。
进一步地，参看图1、图2和图3所示，拉紧件为拉杆螺母2，拉杆螺母2穿过叶轮3与齿轮轴1螺纹联接，保证了齿轮轴1与叶轮3的安全连接，通过旋紧拉杆螺母2使得齿轮轴1与叶轮3底部紧密贴合。
在实施例一和实施例二中，同时参看图1、图2所示，齿轮轴1与叶轮3通过依次连接的一段三角型段A与一段圆柱段B构成，在齿轮轴1的三角型段中，齿轮轴1具有截面为三角形的三角孔，如图4所示，并且叶轮3底部具有一根三角轴，三角轴的结构示意图如图5所示。三角轴与三角孔间隙配合。而在齿轮轴1的圆柱段中，齿轮轴1具有截面为圆形的圆孔，并且叶轮3底部具有圆轴，圆轴与圆孔过盈配合，圆孔、圆轴的直径大小等参数根据实际产品的大小来决定。
在实施例三中，参看图3所示，齿轮轴1与叶轮3通过依次连接的一段三角型段A与两段圆柱段B、C构成。在齿轮轴1的三角型段中，齿轮轴1具有截面为三角形的三角孔，如图4所示，并且叶轮3底部具有一根三角轴，三角轴的结构示意图如图5所示。三角轴与三角孔间隙配合。而在齿轮轴1的圆柱段中，齿轮轴1具有截面为圆形的圆孔，并且叶轮3底部具有圆轴，圆轴与圆孔过盈配合，圆孔、圆轴的直径大小等参数根据实际产品的大小来决定。
本发明还公开了包括上述连接结构的离心压缩机，除了上述连接结构以外，本离心压缩机的其他部分可以由本领域技术人员的技术知识来获得。
本发明在不影响转子稳定性的前提下，对三角轴的加工精度要求相对降低，降低成本，可适用于大功率转子，增加了转子拆装的可重复性，保证动平衡的精度。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构，所述高速转轴为齿轮轴(1)，其特征在于，所述齿轮轴(1)与所述叶轮(3)的连接结构通过依次连接的三角型段(A)与圆柱段(B；C)构成；
在所述齿轮轴(1)的三角型段(A)中，所述齿轮轴(1)具有截面为三角形的三角孔，并且所述叶轮(3)底部具有一根三角轴，所述三角轴与所述三角孔间隙配合；
在所述齿轮轴(1)的圆柱段(B；C)中，所述齿轮轴(1)具有截面为圆形的圆孔，并且所述叶轮(3)底部具有圆轴，所述圆轴与所述圆孔过盈配合；
还包括一拉紧件，所述拉紧件穿过所述叶轮后与所述齿轮轴连接，所述拉紧件为拉杆螺母(2)，所述拉杆螺母(2)穿过所述叶轮(3)后与所述齿轮轴(1)螺纹连接。
2.如权利要求1所述的离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构，其特征在于，所述齿轮轴(1)与所述叶轮(3)的连接结构通过依次连接的一段三角型段(A)与一段圆柱段(B)构成。
3.如权利要求1所述的离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构，其特征在于，所述齿轮轴(1)与所述叶轮(3)的连接结构通过依次连接的一段三角型段(A)与两段圆柱段(B；C)构成。
4.一种离心压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至3中任意一项所述的离心压缩机高速转轴与叶轮的连接结构。
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