CN103003583A - 用于流体机械的轴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装置（1），所述装置包括轴（2）和设置在轴（2）上的联轴器，其中在联轴器的内半径和轴的外部面之间的接触面（8）相对于旋转轴线（5）倾斜地构成，以便阻止旋转体（4）的轴向移动，其中沿轴向方向（10）观察，第二接触直线（13）构成在第一接触直线（6）之后，并且相对于旋转轴线（5）倾斜角度β，其中第一接触直线（6）的扫掠相对于第二接触直线（13）变换方向。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括轴和旋转体的装置，所述轴具有旋转对称的轴部段，所述旋转体构成为用于热压配合在旋转对称的轴部段上，其中在沿旋转轴线的横截面中观察，在旋转体和旋转对称的轴部段之间形成第一接触直线，其中第一接触直线相对于旋转轴线倾斜。本发明还涉及一种用于将旋转体安装到轴上的方法，其中加热旋转体并且将旋转体热压配合到轴上。
背景技术
在例如蒸汽轮机的流体机械中，构成有转子叶片的轴围绕旋转轴线在构造有导向叶片的内壳体之内旋转。流到蒸汽轮机中的蒸汽的蒸汽参数，如压力和温度，能够采用不同的数值。通常，新鲜蒸汽具有最高的温度和最高的压力，其中所述新鲜蒸汽是直接从蒸汽发生器中产生的蒸汽。在穿流过蒸汽轮机之后，该蒸汽具有较低的压力和较低的温度。蒸汽轮机划分成所谓的子涡轮机，所述子涡轮机各自本身具有外壳体以及旋转安装在外壳体中的轴。根据蒸汽参数将这些子涡轮机划分成高压子涡轮机、中压子涡轮机和低压子涡轮机。高压子涡轮机、中压子涡轮机和低压子涡轮机的划分在专业领域中根据蒸汽参数不统一地进行。
通常，用于高压和中压子涡轮机的轴构成为是实心的并且在所述轴中设置有适合于容纳转子叶片的槽。已知的是，低压轴构成为，使得轮盘热压配合到所述轴上并且所述轮盘具有用于容纳低压转子叶片的槽。合乎逻辑的是，在室温下，所述轮盘的内直径必须稍微小于轴端部的最大外直径。
与轮盘一样地热压配合联轴器，所述联轴器为位于低压子涡轮轴和例如发电机之间的机械耦联机构。所述联轴器必须设置用于最佳地传递在轴端部上的转矩。对如今的蒸汽轮机的要求需要相应的联轴器参量，以便能够可靠地传递功率输出力矩和故障力矩。因此，联轴器所需要的直径通常在通过轮盘热压配合限定的最大直径之上。此外，联轴器必须满足对于轴向地震载荷的可传递性的要求以及对于由于涡轮机组的错误定向引起的显著的弯曲力矩的传递的要求。
用于低压子涡轮机的联轴器包括热压配合到轴的端部上的、沉降的环形盘。通常在此为具有少量过盈量的圆柱形的过盈配合部。为了阻止环形盘的轴向移动，通常在远离轴端部的方向上设置止挡部。通常通过楔形销来阻止所述轮盘朝另一方向移动。所述楔形销还具有传递出现的扭矩的任务。但是，楔形销不适合于经受住显著的大的轴向负荷。因此存在将联轴器轴向地从轴中抽出的危险。这应当通过本发明来阻止。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种包括轴的装置以及一种方法，其中可以阻止例如联轴器的旋转体的轴向移动。
所述目的通过如下装置来实现，所述装置包括具有旋转对称的轴部段的轴和旋转体，所述旋转体构成为热压配合在旋转对称的轴部段上，其中在沿旋转轴线的横截面中观察，在旋转体和旋转对称的轴部段之间形成第一接触直线，其中第一接触直线相对于旋转轴线倾斜，其中沿轴向方向观察，第二接触直线构成在第一接触直线之后，并且相对于旋转轴线倾斜角度β，其中第一接触直线的扫掠相对于所述第二接触直线变换方向。
针对方法的目的通过根据权利要求10所述的方法来实现。
因此，借助本发明提出下述措施：倾斜地构成通常平的、即平行于旋转轴线构成的轴表面，旋转体热压配合到所述轴表面上。因此，通过相应地预制具有相应的、倾斜的面的旋转体和轴而形成在旋转体轴向移动的情况下建立的分力，这引起反作用力并且反作用于轴向移动。因此，有效地阻止从轴中抽拉出旋转体。在此，第一接触直线倾斜成，使得沿着远离轴端部的方向观察，轴端部的半径变小。这反过来意味着，半径朝向轴端部变大。旋转体具有相应的倾斜，所述倾斜使得在旋转体方面，半径朝向轴端部变大。
在此，接触直线是构造的或者假想的直线，当沿着旋转轴线形成装置的横截面时，所述直线是可见的。在此，接触直线构成在旋转体的内半径和轴之间。
根据本发明，沿轴向方向观察，第二接触直线构成在第一接触直线之后，并且相对于旋转轴线倾斜角度β，其中第一接触直线的扫掠相对于第二接触直线变换方向。扫掠基本上能够理解为顺时针或者逆时针地旋转。这意味着，第一接触直线顺时针旋转并且第二接触直线逆时针旋转。
通过变换方向地倾斜在轴和旋转体之间的面来阻止旋转体在一个方向上和在另一方向上轴向移动。这能够理解为，首先，轴端部的半径沿远离轴端部的方向变小。相应地，旋转体的内半径同样变小。从基本上能够位于旋转体中央的内半径最小值起，内半径沿远离轴端部的方向再次变大。在横截面中观察，第一接触直线和第二接触直线的布置近似于极其平的V。
在从属权利要求中说明有利的改进形式。
因此，在第一有利的改进形式中，旋转体构成为联轴器并且设置在轴的轴端部处。广义上，联轴器能够理解为环形盘，所述环形盘能够设置到另一联轴器上，以便适当地传递转矩。在最简单的情况下，所述联轴器能够是具有孔的环形盘，销穿过所述孔设置并且最终经由销传递转矩。
在一个有利的改进形式中，旋转体邻接于在轴上的构成为止挡部的凸起，其中止挡部构成为用于轴向地固定旋转体。一方面，通过倾斜的接触直线阻止旋转体朝轴端部移动，并且另一方面，通过止挡部有效地阻止旋转体朝另一方向移动，其中所述止挡部构成为在轴上的凸起。这种凸起通常能够相对简单地制造。
在另一有利的改进形式中，在第一接触直线和旋转轴线之间构成角度α，所述角度采用在0°至20°、5°至20°、10°至20°、15°至20°、1°至15°、1°至10°、1°至5°、5°至15°或者0°至1°之间的数值。所述数值被证实为是尤其有利于阻止联轴器的有效移动。
在一个有利的改进形式中，角度β具有在0°至20°、5°至20°、10°至20°、15°至20°、0°至15°、0°至10°、0°至5°、5°至15°或者0°至1°之间的数值。
有利地，角度α具有与角度β相同的数值。
同样有利的是，第一接触直线直接地连接于第二接触直线。这能够尤其简单地实现。
根据本发明，在用于将旋转体安装到轴上的根据本发明的方法中加热旋转体并且将旋转体热压配合到轴上，其中在旋转体和轴之间的第一接触面相对于旋转轴线倾斜地构成。在此，接触面能够具有直线的延伸，即在横截面中观察构成接触直线。
根据本发明，在旋转体和轴之间的第二接触面沿轴向方向构成在第一接触面之后，其中第二接触面构成为相对于第一接触面变换扫掠方向并且相对于旋转轴线倾斜。因此，类似于在所述装置中，远离轴端部观察，半径首先变小并且接下来在第二接触面的区域中再变大。由此，在一个方向上和另一方向上有效地阻止旋转体的移动。
附图说明
根据实施例详细阐明本发明。在此，设有相同附图标记的部件基本上具有相同的功能。
其示出：
图1示出具有止挡部的根据本发明的装置的横截面图；
图2示出在横截面中观察没有止挡部的装置的第二实施形式。
具体实施方式
图1示出根据本发明的装置，其包括旋转体4和具有第一旋转对称的轴部段3的轴2。轴2以及旋转体4基本上相对于旋转轴线5旋转对称地构成。旋转体4构成为用于热压配合在旋转对称的轴部段3上，其中在沿着旋转轴线5的横截面中观察，在旋转体4和旋转对称的轴部段3之间构成接触直线6，所述接触直线相对于旋转轴线5倾斜。在图1中绘制出平行于旋转轴线5移动的辅助线7。在所述辅助线7和第一接触直线6之间形成角度α。这意味着，在第一接触面8之间构成倾斜部，其中所述第一接触面形成在轴2和旋转体4之间。所述倾斜部使得半径9沿轴向方向10变小。在此，角度α能够采用在0°至20°、5°至20°、10°至20°、15°至20°、0°至15°、0°至10°、0°至5°、5°至15°或者0°至1°之间的数值。
在此，旋转体4构成为联轴器，进而设置在轴端部11上。通过没有详细示出的孔能够设置没有详细示出的销，并且所述销与另一轴部段以传递转矩的方式耦联。
通过倾斜的第一接触直线6来阻止相反于轴向方向10的轴向移动，因为相反于轴向方向10的力沿着轴向方向10反作用。为了使旋转体4不能够沿轴向方向10移动，凸起12构成为止挡部，旋转体4靠置于所述止挡部。在热压配合过程期间，旋转体4被加热并且热压配合到轴2上，其中在旋转体4和轴2之间的第一接触面8相对于旋转轴线5倾斜地构成。构成为凸起12的止挡部在此阻止旋转体4沿轴向方向10滑动。
图2示出装置1的一个替选实施形式，其包括具有旋转对称的轴部段3的轴2和旋转体4。与根据图1的实施例的不同之处基本上在于，轴2不再具有阻止沿轴向方向10轴向移动的凸起12。相反地，通过第二接触直线13来替代凸起12。所述第二接触直线13通过在横截面中观察接触点倾斜地构成在旋转体4和轴2之间来形成。在此，第二接触直线13沿轴向方向10设置在第一接触直线6之后。第二接触直线13和旋转轴线5之间的角度以β来表示并且具有0°至20°、5°至20°、10°至20°、15°至20°、0°至15°、0°至10°、0°至5°、5°至15°或者0°至1°之间的数值。在一个特别的实施形式中，角度α与角度β基本上相同。同样地，第一接触直线6在一个特殊的实施形式中直接地设置在第二接触直线13上。
借此获得的实施形式能够简单地来制造并且阻止旋转体沿轴向方向和相反于轴向方向10移动。
Claims (11)
1.包括轴（2）和旋转体（4）的装置（1），所述轴具有旋转对称的轴部段（3），所述旋转体构造为用于热压配合在所述旋转对称的轴部段（3）上，其中在沿旋转轴线（5）的横截面中观察，在所述旋转体（4）和所述旋转对称的轴部段（3）之间形成第一接触直线（6），所述第一接触直线（6）相对于所述旋转轴线（5）倾斜，
其特征在于，
沿轴向方向（10）观察，第二接触直线（13）构成在所述第一接触直线（6）之后，并且相对于所述旋转轴线（5）倾斜角度β，
其中所述第一接触直线（6）的扫掠相对于所述第二接触直线（13）变换方向。
2.根据权利要求1所述的装置（1），其中所述旋转体（4）构成为联轴器并且设置在所述轴（2）的轴端部上。
3.根据权利要求2所述的装置（1），其中所述第一接触直线（6）沿远离所述轴端部（11）的方向朝向所述旋转轴线（5）倾斜。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置（1），其中所述旋转体（4）邻接于在所述轴（2）上的构成为止挡部的凸起（12），并且所述止挡部（12）构成用于轴向地固定所述旋转体（4）。
5.根据上述权利要求之一所述的装置（1），其中在所述第一接触直线（6）和所述旋转轴线（5）之间形成角度α，所述角度α采用在0°至20°、5°至20°、10°至20°、15°至20°、0°至15°、0°至10°、0°至5°、5°至15°或者0°至1°之间的数值。
6.根据上述权利要求之一所述的装置（1），其中所述角度β采用在0°至20°、5°至20°、10°至20°、15°至20°、0°至15°、0°至10°、0°至5°、5°至15°或者0°至1°之间的数值。
7.根据上述权利要求之一所述的装置（1），其中所述角度α基本上与所述角度β相等。
8.根据上述权利要求之一所述的装置（1），其中所述第一接触直线（6）直接地连接于所述第二接触直线（13）。
9.根据上述权利要求之一所述的装置（1），其中用于所述装置（1）的所述轴（2）构成在流体机械中、尤其构成在蒸汽轮机中。
10.用于将旋转体（4）安装到轴（2）上的方法，
其中加热所述旋转体（4）并且将所述旋转体热压配合到所述轴（2）上，
其中在所述旋转体（4）和所述轴（2）之间的第一接触面（8）相对于旋转轴线（5）倾斜地构成，
其中在所述旋转体（4）和所述轴（2）之间的第二接触面（14）沿轴向方向（10）构成在所述第一接触面之后，
其中所述第二接触面（14）构成为相对于所述第一接触面（8）变换扫掠方向并且相对于所述旋转轴线（5）倾斜。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述轴（2）上构造有作为止挡部的凸起（12），借助所述凸起阻止所述旋转体（4）沿轴向方向（10）滑动。
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