CN104776051A - 一种碳纤维离心式叶轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种碳纤维离心式叶轮，包括左轮盘、右轮盘，所述左轮盘、右轮盘间为叶片；所述叶片通过螺栓固定在左轮盘和右轮盘上；所述螺栓为多组，均为埋头螺栓；其中的一组或多组为动平衡调整螺栓，所述的动平衡调整螺栓的长度或直径与其他组螺栓不同；所述的左轮盘、右轮盘及叶片均由碳纤维制成。本发明的优点是：由于采用碳纤维制备的左轮盘、右轮盘及叶片，因此，重量较轻，强度好；此外，动平衡装置与叶片紧固螺栓为一体设计，不仅结构简单方便，更重要的是，由于没有传统叶轮的配重装置所形成的凸点结构，因此，叶轮表面平整，保证了叶轮高速旋转也不会产生由凸点引起的噪音。

Description

一种碳纤维离心式叶轮
技术领域
本发明涉及机械设备领域，具体说是一种碳纤维叶轮。
背景技术
碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为230～430Gpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。
目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化(预氧化)、碳化、石墨化等 4个过程。其间伴随的化学变化包括，脱氢、环化、预氧化、氧化及脱氧等。
众所周知，现有的叶轮一般采用金属材料制成，叶轮在使用前，需要做动平衡，为达到动平衡，需在叶轮的轮盘处安装平衡块，其结构类似汽车轮毂的动平衡。由于平衡块不能与叶轮的轮盘表面完全一致，造成在使用时噪音较大；此外，金属制成的叶轮重量较大，在叶轮高速旋转时产生较大的离心力，对叶轮轴承损害较大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种碳纤维离心式叶轮，具体技术方案如下：
一种碳纤维离心式叶轮，其特征在于：包括左轮盘、右轮盘，所述左轮盘、右轮盘间为叶片；所述叶片通过螺栓固定在左轮盘和右轮盘上；所述螺栓为多组，均为埋头螺栓；其中的一组或多组为动平衡调整螺栓，所述的动平衡调整螺栓的长度或直径与其他组螺栓不同；
所述叶片上设置螺栓孔，螺栓穿过左轮盘或右轮盘旋紧在叶片上的螺栓孔内；所述螺栓的螺栓帽与左轮盘或右轮盘上设置的凹槽配合，以保证轮盘表面的平整；
所述叶片上的螺栓孔长度大于螺栓旋进的长度，剩余的空间内设置配重块，所述配重块可以为圆片状；
为防止配重块在叶片旋转时产生位移，所述配重块为颗粒状。
所述动平衡调整螺栓设置在远离叶轮轴处，这样，可以较小的重量来达到动平衡的目的。
每个叶片设置3-5组螺栓用于固定叶片；
本发明的优点是：由于采用碳纤维制备的左轮盘、右轮盘及叶片，因此，重量较轻，强度好；此外，动平衡装置与叶片紧固螺栓为一体设计，不仅结构简单方便，更重要的是，由于没有传统叶轮的配重装置所形成的凸点结构，因此，叶轮表面平整，保证了叶轮高速旋转也不会产生由凸点引起的噪音。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的B-B方向视图；
图中，1为转轴，2为左轮盘，3为叶片，4为螺栓，5为右轮盘。 
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明，如图1、图2所示，图1为图2的A-A方向视图。
本发明包括包括左轮盘2、右轮盘5，所述左轮盘2、右轮盘5间为叶片3；所述叶片3通过螺栓4固定在左轮盘2和右轮盘5上；所述螺栓4为多组，(图1中仅仅画出了一组，其他组没有画出)，均为埋头螺栓；其中的一组或多组为动平衡调整螺栓，所述的动平衡调整螺栓的长度或直径与其他组螺栓不同；
所述叶片3上设置螺栓孔，螺栓4穿过左轮盘2或右轮盘5旋紧在叶片3上的螺栓孔内；所述螺栓4的螺栓帽与左轮盘2或右轮盘5上设置的凹槽配合，以保证轮盘表面的平整；
所述叶片3上的螺栓孔长度大于螺栓旋进的长度，剩余的空间内设置配重块，所述配重块可以为圆片状；
为防止配重块在叶片旋转时产生位移，所述配重块为颗粒状。
所述动平衡调整螺栓设置在远离叶轮轴处，这样，可以较小的重量来达到动平衡的目的。
每个叶片设置3-5组螺栓用于固定叶片3。

Claims (5)

1.一种碳纤维离心式叶轮，其特征在于：包括左轮盘、右轮盘，所述左轮盘、右轮盘间为叶片；所述叶片通过螺栓固定在左轮盘和右轮盘上；所述螺栓为多组，均为埋头螺栓；其中的一组或多组为动平衡调整螺栓，所述的动平衡调整螺栓的长度或直径与其他组螺栓不同；所述的左轮盘、右轮盘及叶片均由碳纤维制成。
2.根据权利要求1所述的碳纤维离心式叶轮，其特征在于：所述叶片上设置螺栓孔，螺栓穿过左轮盘或右轮盘旋紧在叶片上的螺栓孔内；所述螺栓的螺栓帽与左轮盘或右轮盘上设置的凹槽配合。
3.根据权利要求2所述的碳纤维离心式叶轮，其特征在于：所述叶片上的螺栓孔长度大于螺栓旋进的长度，剩余的空间内设置配重块，所述配重块为圆片状。
4.根据权利要求2所述的碳纤维离心式叶轮，其特征在于：所述配重块为颗粒状。
5.根据权利要求1所述的碳纤维离心式叶轮，其特征在于：所述动平衡调整螺栓设置在远离叶轮轴处。
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