CN103470309A - 一种分段组合式转子 - Google Patents
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Abstract
一种分段组合式转子，所述转子分成至少两节转子段，相邻两节转子段具有相互对应的对接端面，在相邻两节转子段的对接端面上分别设有多个相互对应、匹配的螺栓孔，相邻两节转子段通过多个锁紧螺栓连接组合成整体。它将转子分成多个不同节段，各节段根据应用环境中对应的力学性能和高温性能要求，选择锻造材料及热处理工艺，将成品的各节段按序依次以螺栓连接的方式组合成整体，确保成品转子能够承受较大的旋转扭矩，它不仅降低了各节转子段的锻造难度，简化了制造工艺，缩短了制造周期，进而降低了制造成本，而且成品的转子各段实现了与之应用环境相对应的力学性能和高温性能要求，使转子的各段形成受力和受热的差异化，从而满足应用要求。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备中的旋转部件，例如汽轮机转子或化工设备主轴，具体是一种分段组合式转子。
背景技术
汽轮机是将蒸汽能量转换成机械功的旋转式动力机械设备，其转换蒸汽能量的重要部件即为汽轮机转子（包括主轴、叶轮、动叶、联轴器等）。由于汽轮机转子的作用特性，要求其具有高强度、高塑性、高韧性、中心脆性转变温度低等特点，因而，现有的汽轮机转子主要采用冶金质量好、材质均匀、晶粒细小的锻造件。
随着汽轮机向大功率、高参数方向的发展，汽轮机转子的工作环境越来越恶劣，为了适应恶劣的工作环境，汽轮机转子不仅要求其具有大直径的尺寸，而且还要要求转子整体上的各段能够适应与之应用环境相对应的受力和受热，因而使得转子上各段的受力及受热形成很大的差异化，这种差异化使得转子采用单一的材料锻造成型，是无法满足应用环境要求的。为了使转子上的各段形成受力和受热的差异化，满足大功率、高参数汽轮机的发展要求，目前，采取的技术措施主要有套装法和焊接法两种。其中，套装法是加工多个不同力学性能和高温性能的套装件，将不同的套装件套装在转子本体的对应段上，该方法工艺复杂，套装件内孔应力大，在大型汽轮机上很少采用；焊接法是将转子分成多个不同节段，各节段根据应用环境对应的力学性能和高温性能要求，选择锻造材料及热处理工艺，将成品的各节段按序依次以焊接的方式组合成整体，其不仅工艺复杂，而且相邻节段在焊接组合的过程中因焊接技术本身及相邻节段间不同材料的影响，使相邻节段的组合处存在难以掌握控制的结构缺陷，从而造成成品的转子结构强度不够稳定，可靠性差，容易出现故障，进而容易引发重大的安全事故。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，在确保能够承受较大旋转扭矩的前提下，提供一种制造工艺简单、结构强度稳定、可靠性高、各节段能够实现与之应用环境相对应力学性能和高温性能要求的分段组合式转子。
本发明采用的技术方案是：一种分段组合式转子，所述转子分成至少两节转子段，相邻两节转子段具有相互对应的对接端面，在相邻两节转子段的对接端面上分别设有多个相互对应、匹配的螺栓孔，相邻两节转子段通过多个锁紧螺栓连接组合成整体。
进一步的，所述相邻两节转子段的对接端面上分别设有相互对应、匹配的公止口和母止口。
更进一步的，所述公止口为条状的燕尾榫头结构；所述母止口为盘状的燕尾榫槽结构，在母止口上设有公止口插装用的缺口。
本发明的有益效果是：将转子分成多个不同节段，各节段根据应用环境中对应的力学性能和高温性能要求，选择锻造材料及热处理工艺，将成品的各节段按序依次以螺栓连接的方式组合成整体，各节段的连接强度通过高强度螺栓的选择及螺栓数量的多少共同决定，确保成品转子能够承受较大的旋转扭矩，本发明不仅降低了各节转子段的锻造难度，简化了制造工艺，缩短了制造周期，进而降低了制造成本，而且成品的转子各段实现了与之应用环境相对应的力学性能和高温性能要求，使转子的各段形成受力和受热的差异化，从而满足应用要求；此外，本发明的相邻两节转子段对接端面上的公、母止口设计，不仅能够使对接组合的转子段保证精确的同轴度，而且还能有效增强组合连接的强度，进一步确保成品转子能够承受较大的旋转扭矩，结构稳定，可靠性高，有利于保障设备运行安全。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是图1中第一节转子段的结构示意图。
图3是图1中第二节转子段的结构示意图。
图4是本发明的另一种结构示意图。
图中代号含义：1—第一节转子段；2—第二节转子段；3—锁紧螺栓；4—母止口；5—公止口。
具体实施方式
现以汽轮机转子为例，详细说明本发明。参见图1至图4：本发明分成两节转子段，即第一节转子段1和第二节转子段2，第一节转子段1和第二节转子段2分别根据各自在汽轮机上的应用环境状况（力学性能要求及高温性能要求），选择能够适合自己应用环境的锻造材料及热处理工艺锻造成品，成品的第一节转子段1和第二节转子段2具有相互对应的对接端面。在第一节转子段1的对接端面上，周向设有多个螺栓孔，且在第一节转子段1的对接端面中心设有一个母止口4。在第二节转子段2的对接端面上，亦周向设有多个螺栓孔，第二节转子段2对接端面上的螺栓孔与第一节转子段1对接端面上的螺栓孔相互对应，并相互匹配，且在第二节转子段2的对接端面中心设有一个公止口5，第二节转子段2对接端面上的公止口5与第一节转子段1对接端面上的母止口4相互对应，并相互匹配。第一节转子段1和第二节转子段2在组合时，第二节转子段2对接端面上的公止口5插装在第一节转子段1对接端面上的母止口4内，第一节转子段1和第二节转子段2通过相互对应、匹配的止口结构形成精确、良好的轴向定位，旋转第一节转子段1或第二节转子段2，使第一节转子段1和第二节转子段2上的螺栓孔形成两两对应，在这些两两对应的螺栓孔中分别装入高强度的锁紧螺栓3，通过多根高强度的锁紧螺栓3将第一节转子段1和第二节转子段2连接组合成整体。
上述锁紧螺栓3的结构强度及拧紧力度，应根据转子在汽轮机的工作环境中旋转力矩来决定。
上述转子段的节数并非特定值，其具体值根据转子实际应用环境的要求而合理确定。
为了进一步保障第一节转子段1和第二节转子段2的组合连接强度，提高组合连接的可靠性，可以考虑将第一节转子段1对接端面上的母止口4设计成燕尾榫槽结构，以此形成盘状的燕尾榫槽，在盘状燕尾榫槽的母止口上设有公止口插装用的缺口，该缺口的大小应匹配于公止口的长度及宽带；将第二节转子段2对接端面上的公止口5设计成条状的燕尾榫头结构；第一节转子段1和第二节转子段2在组合连接时，将第二节转子段2的公止口5插装进第一节转子段1的母止口4内，旋转第一节转子段1或第二节转子段2，使第一节转子段1和第二节转子段2一方面通过燕尾榫槽、榫头的止口结构锁紧，另一方调整第一节转子段1和第二节转子段2上的螺栓孔位置。
上述内容是以汽轮机转子为例详细说明了本发明，当然，本发明的技术方案除了适用于汽轮机转子外，还可以适用于其它旋转部件，例如高速旋转的化工设备主轴等。
Claims (3)
1. 一种分段组合式转子，其特征在于：所述转子分成至少两节转子段，相邻两节转子段具有相互对应的对接端面，在相邻两节转子段的对接端面上分别设有多个相互对应、匹配的螺栓孔，相邻两节转子段通过多个锁紧螺栓连接组合成整体。
2.根据权利要求1所述分段组合式转子，其特征在于：所述相邻两节转子段的对接端面上分别设有相互对应、匹配的公止口和母止口。
3.根据权利要求2所述分段组合式转子，其特征在于：所述公止口为条状的燕尾榫头结构；所述母止口为盘状的燕尾榫槽结构，在母止口上设有公止口插装用的缺口。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| CN103470309A true CN103470309A (zh) | 2013-12-25 |
Family
ID=49795330
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2013
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