CN105927593A - 单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，属于工件的固定或定位技术领域。其包括定子、转轴，转轴连接于定子，大型离心叶轮转子主轴能够以该转轴为旋转中心旋转，使得该大型离心叶轮转子主轴能够从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°，该大型离心叶轮转子处于竖直状态之后，使大型离心叶轮转子主轴保持在其轴线与水平面夹角90°的位置，二级叶轮加热后，吊起装入主轴。待叶轮完全冷却后，使用天车放平主轴。转子动平衡后安装一级叶轮，其装配过程同上。该装配装置解决了大型离心叶轮立式装配的难题，提高了装配精度，确保了产品生产周期。为大型转子类压缩机的叶轮立式装配提供了可行性方案。

Description

单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置

技术领域

本发明涉及工件的固定或定位技术领域，特别是涉及一种单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置。

背景技术

空分装置因其高效率、低运行成本等优越性，正逐渐在煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制芳烃等新型煤化工装置中得到广泛应用。然而，随着空分装置的大型化，技术参数更加复杂，工艺装配要求越来越精良。十万空分转子主轴由三段组成，通过螺栓连接。为了避免拉伸螺栓承受过大的静载荷，在装配过程中不允许将主轴竖直吊离地面。因此，在对大型离心叶轮进行立式装配时，操作就显得非常困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种利用转动副实现大型离心叶轮由水平方向转换至竖直方向，从而实现对大型离心叶轮立式转配的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，从而更加适于实用。

为了达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置包括定子、转轴，所述转轴连接于所述定子，大型离心叶轮转子主轴能够以所述转轴为旋转中心旋转，使得所述大型离心叶轮转子主轴能够从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

作为优选，所述转轴固定连接于所述定子，所述大型离心叶轮转子主轴与所述转轴构成转动副；所述定子包括底座、一对连接耳，所述一对连接耳分别固定连接于所述底座的两端，所述转轴的两端分别固定连接于其中一个连接耳，所述大型离心叶轮转子主轴的底端固定连接有轴套，所述轴套与所述转轴构成转动副。

作为优选，所述大型离心叶轮转子主轴固定连接于所述转轴，所述转轴与所述定子构成转动副；所述定子包括底座、一对连接耳，所述一对连接耳分别固定连接于所述底座的两端，所述大型离心叶轮转子主轴的底端固定连接有轴套，所述转轴固定连接于所述轴套，所述转轴与所述连接耳构成转动副。

作为优选，所述单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置还包括阻尼件，所述阻尼件设置于所述大型离心叶轮转子主轴的底端与所述轴套之间。

作为优选，所述单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置还包括固定调节装置，所述固定调节装置用于使所述大型离心叶轮转子主轴保持在其轴线与水平面夹角90°的位置。

作为优选，所述固定调节装置包括连接件、支架，所述连接件包括中心套筒、若干个连接杆，所述中心套筒用于套设所述大型离心叶轮转子主轴，所述若干个连接杆一端固定连接于所述中心套筒，另一端用于固定连接至所述支架。

作为优选，所述支架为由多个管件制成的桁架，所述若干个连接杆的另一端分别设有套设端，所述若干个连接杆分别通过其各自的套设端枢接于所述桁架的管件上。

作为优选，所述若干个连接杆的长度可调节。

作为优选，所述单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置还包括起吊机构，所述起吊机构包括固定件、吊环，所述固定件固定连接于所述大型离心叶轮转子主轴的顶端，所述吊环固定连接于所述固定件，在所述吊环上施加作用力时，所述大型离心叶轮转子主轴能够以所述转轴为旋转中心旋转，使得所述大型离心叶轮转子主轴能够从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°。

作为优选，所述固定件包括一对固定片，所述固定片包括本体、两翼板，所述本体的弧度与所述大型离心叶轮转子主轴的顶端的弧度相同，所述两翼板分别固定连接于所述本体的两侧，应用时，一对固定片的四个翼板相对应固定连接在一起，使得所述大型离心叶轮转子主轴的顶端容置于所述一对固定片的两本体之间。

本发明提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置包括定子、转轴，转轴连接于定子，大型离心叶轮转子主轴能够以该转轴为旋转中心旋转，使得该大型离心叶轮转子主轴能够从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°，该大型离心叶轮转子处于竖直状态之后，使大型离心叶轮转子主轴保持在其轴线与水平面夹角90°的位置，二级叶轮加热后，吊起装入主轴。待叶轮完全冷却后，使用天车放平主轴。转子动平衡后安装一级叶轮，其装配过程同上。本发明提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置解决了大型离心叶轮立式装配的难题，提高了装配精度，确保了产品生产周期。为大型转子类压缩机的叶轮立式装配提供了可行性方案。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的大型离心叶轮转子主轴从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°的过程示意图；

图2为图1的机械运动简图；

图3为本发明实施例提供的大型离心叶轮转子主轴被竖直地固定在支架时的结构示意图；

图4为图3中A部分的局部放大示意图(其中，转轴5和其中一个连接耳4进行了局部剖视)；

图5为本发明实施例提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置中应用的固定调节装置的结构示意图；

图6为图3中B部分的局部放大示意图。

具体实施方式

本发明为解决现有技术存在的在对大型离心叶轮进行立式装配时，操作非常困难问题，提供了一种一种利用转动副实现大型离心叶轮由水平方向转换至竖直方向，从而实现对大型离心叶轮立式转配的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，从而更加适于实用。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。

实施例一

参见附图1～4，本发明提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置包括定子1、转轴5，转轴5连接于定子1，大型离心叶轮转子主轴2能够以转轴5为旋转中心旋转，使得大型离心叶轮转子主轴2能够从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°。

本发明提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置包括定子1、转轴5，转轴5连接于定子1，大型离心叶轮转子主轴2能够以该转轴5为旋转中心旋转，使得该大型离心叶轮转子主轴2能够从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°，该大型离心叶轮转子处于竖直状态之后，能够使大型离心叶轮转子主轴2保持在其轴线与水平面夹角90°的位，二级叶轮加热后，吊起装入主轴2。待叶轮完全冷却后，使用天车放平主轴2。转子动平衡后安装一级叶轮，其装配过程同上。本发明提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置解决了大型离心叶轮立式装配的难题，提高了装配精度，确保了产品生产周期。为大型转子类压缩机的叶轮立式装配提供了可行性方案。

本实施例中，转轴5固定连接于定子1，大型离心叶轮转子主轴2与转轴5构成转动副。

具体地，定子1包括底座、一对连接耳4，一对连接耳4分别固定连接于底座的两端，转轴5的两端分别固定连接于其中一个连接耳4，大型离心叶轮转子主轴2的底端8固定连接有轴套6，轴套6与转轴5构成转动副。

其中，单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置还包括阻尼件7，阻尼件7设置于大型离心叶轮转子主轴2的底端8与轴套6之间。在这种情况下，大型离心叶轮转子主轴2的底端8与阻尼件7之间具有摩擦力，阻尼件7与轴套6之间也具有摩擦力，通过该二摩擦力，能够保证轴套6不从大型离心叶轮转子主轴2的底端8脱落。

其中，单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置还包括固定调节装置，固定调节装置用于使大型离心叶轮转子主轴保持在其轴线与水平面夹角90°的位置。

具体地，参见附图3和附图5，固定调节装置包括连接件9a、9b、支架10，连接件9a、9b包括中心套筒、若干个连接杆11，中心套筒用于套设大型离心叶轮转子主轴2，若干个连接杆11一端固定连接于中心套筒，另一端用于固定连接至支架10。

本实施例中，支架10为由多个管件制成的桁架，若干个连接杆11的另一端分别设有套设端12，若干个连接杆11分别通过其各自的套设端12枢接于桁架的管件上。其中，管件可以由钢、铁等材质制成。本实施例中，多个管件之间错综交叉焊接，能够保证多个管件之间相互关联且相互影响，从而保证该桁架的刚度。为了保证该支架10的服役寿命，该多个管件可以由不锈钢制成，不锈钢表面经过处理，是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。具体地，该不锈钢可以为沉淀硬化型不锈钢：

按成分可分为Cr系(400系列)、Cr－Ni系(300系列)、Cr－Mn－Ni(200系列)、耐热铬合金钢(500系列)及析出硬化系(600系列)。

200系列：铬-锰-镍

201,202等：以锰代镍，耐腐蚀性比较差，国内广泛用作300系列的廉价替代品

300系列：铬-镍奥氏体不锈钢

301：延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。

302：耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。

303：通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。

304：通用型号；即18/8不锈钢。产品如：耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。标准成分是18％铬加8％镍。为无磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构的不锈钢。GB牌号为10Cr18Ni9Ti。

304L：与304相同特性，但低碳故更耐蚀、易热处理，但机械性较差适用焊接及不易热处理之产品。

304N：与304相同特性，是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。

309：较之304有更好的耐温性，耐温高达980℃。

309S：具多量铬、镍，故耐热、抗氧化性佳，产品如：热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。

310：高温耐氧化性能优秀，最高使用温度1200℃。

316：继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。

316L：低碳故更耐蚀、易热处理，产品如：化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储糟。

321：除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外，其他性能类似304。

347：添加安定化元素铌，适于焊接航空器具零件及化学设备。

400系列：铁素体和马氏体不锈钢，无锰，一定程度上可替代304不锈钢

408：耐热性好，弱抗腐蚀性，11％的Cr，8％的Ni。

409：最廉价的型号(英美)，通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢(铬钢)。

410：马氏体(高强度铬钢)，耐磨性好，抗腐蚀性较差。

416：添加了硫改善了材料的加工性能。

420：“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。

430：铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。

440：高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种：440A、440B、440C，另外还有440F(易加工型)。

500系列：耐热铬合金钢。

600系列：马氏体沉淀硬化不锈钢。

参见附图3和附图6，单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置还包括起吊机构，起吊机构包括固定件14、吊环15a、15b，固定件14固定连接于大型离心叶轮转子主轴2的顶端13，吊环15a、15b固定连接于固定件14，在吊环15a、15b上施加作用力时，大型离心叶轮转子主轴2能够以转轴5为旋转中心旋转，使得大型离心叶轮转子主轴2能够从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°。

具体地，固定件14包括一对固定片，固定片包括本体、两翼板，本体的弧度与大型离心叶轮转子主轴的顶端的弧度相同，两翼板分别固定连接于本体的两侧，应用时，一对固定片的四个翼板相对应固定连接在一起，使得大型离心叶轮转子主轴2的顶端13容置于一对固定片的两本体之间。为了保证起吊机构不从大型离心叶轮转子主轴2的顶端13脱落，还需要在两本体与大型离心叶轮转子主轴2的顶端13之间增设另一个阻尼件。

实施例二

与本发明实施例一提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置不同，在本发明实施例二提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置中，大型离心叶轮转子主轴2固定连接于转轴5，转轴5与定子1构成转动副。

具体地，定子1包括底座、一对连接耳4，一对连接耳4分别固定连接于底座的两端，大型离心叶轮转子主轴2的底端8固定连接有轴套6，转轴5固定连接于轴套6，转轴5与连接耳4构成转动副。

实施例三

在本发明实施例一或者实施例二提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置的基础上进行改进，在本发明实施例三提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置中，若干个连接杆11的长度可调节。本实施例中，连接杆11的个数为4个，分别连接于中心套筒的四个点，通过对该4个连接杆11的长度进行调节，可以保证该大型离心叶轮转子主轴2的轴线刚好与水平面夹角90°。

实施例四

在本发明实施例二提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置的基础上进行改进，本发明实施例四提供的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置还包括旋转动力原动件(图中未示出)，旋转动力原动件(图中未示出)通过输出轴向转轴5输出转矩，在该转矩的作用下，转轴5带动大型离心叶轮转子主轴2旋转。

其中，旋转动力原动件(图中未示出)可以为一摇臂(图中未示出)，采用这种方式虽然结构简单，成本较低，但是，需要人工对其进行操作，在这种情况下，根据力和力臂乘积相等的规律，摇臂(图中未示出)的长度越长，操作越省力，摇臂(图中未示出)的长度越短，操作越费力。

为了减少人工操作，旋转动力原动件(图中未示出)还可以为一驱动电机(图中未示出)，该驱动电机(图中未示出)通过输出轴向该转轴5输出转矩，从而，带动大型离心叶轮转子主轴2旋转。

为了保证该转矩的平稳性，该驱动电机(图中未示出)还可以通过一带传动机构(图中未示出)将转矩传递至该转轴5，带传动机构具有以下优点：1)运行平稳，噪声小；2)能缓解冲击载荷；3)构造简单，对制造精度要求低，特别是在中心距大的地方；4)不用润滑，很干净，维护成本低；5)过载打滑，在一般情况下，可以保护传动系统中的其他零件。

为了使大型离心叶轮转子主轴2旋转平稳，可以为该驱动电机(图中未示出)设定角速度。

在大型离心叶轮转子主轴2以匀角速度旋转的情况下：

当角速度设定为10°/min时，大型离心叶轮转子主轴2从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°需要9min；当角速度设定为15°/min时，大型离心叶轮转子主轴2从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°需要6min；当角速度设定为30°/min时，大型离心叶轮转子主轴2从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°需要3min。总之，当角速度设定为n°/min时，大型离心叶轮转子主轴2从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°需要(90/n)min。但是，实践中，大型离心叶轮转子主轴2在接近与水平面夹角0°，和，接近水平面夹角90°时，通常有一段缓冲。

在大型离心叶轮转子主轴2以变角速度旋转的情况下：

可以将该两处的缓冲角度分别设定为5°，在该缓冲区间内，角速度较小，例如，该角速度可以为5°/min，而在5°～85°的区间内，该角速度可以设定为10°/min，此时，大型离心叶轮转子主轴2从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°需要的时间为0°～5°的区间内需要的时间为1min，5°～85°的区间内需要的时间为8min，85°～90°的区间内需要的时间为1min，合计为1min+8min+1min＝10min。

此外，还可以设定其他的角速度数据，只要能够保证大型离心叶轮转子主轴2能够在适合的时长内，从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°即可。

在这种情况下，需要该驱动电机(图中未示出)上具有角速度设定模块。

为了更加方便地对驱动电机(图中未示出)的角速度进行设定，该角速度设定模块可以以一触摸屏的方式出现。

为了使得该驱动电机(图中未示出)更加便捷地预装该角速度设定模块，可以将该设定模块制作成一APP，在这种情况下，操作人员可以根据实际需要，非常方便地对该驱动电机(图中未示出)的角速度进行设定。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，包括定子、转轴，所述转轴连接于所述定子，大型离心叶轮转子主轴能够以所述转轴为旋转中心旋转，使得所述大型离心叶轮转子主轴能够从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°。

2.根据权利要求1所述的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，所述转轴固定连接于所述定子，所述大型离心叶轮转子主轴与所述转轴构成转动副；

所述定子包括底座、一对连接耳，所述一对连接耳分别固定连接于所述底座的两端，所述转轴的两端分别固定连接于其中一个连接耳，所述大型离心叶轮转子主轴的底端固定连接有轴套，所述轴套与所述转轴构成转动副。

3.根据权利要求1所述的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，所述大型离心叶轮转子主轴固定连接于所述转轴，所述转轴与所述定子构成转动副；

所述定子包括底座、一对连接耳，所述一对连接耳分别固定连接于所述底座的两端，所述大型离心叶轮转子主轴的底端固定连接有轴套，所述转轴固定连接于所述轴套，所述转轴与所述连接耳构成转动副。

4.根据权利要求2或3所述的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，还包括阻尼件，所述阻尼件设置于所述大型离心叶轮转子主轴的底端与所述轴套之间。

5.根据权利要求1所述的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，还包括固定调节装置，所述固定调节装置用于使所述大型离心叶轮转子主轴保持在其轴线与水平面夹角90°的位置。

6.根据权利要求5所述的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，所述固定调节装置包括连接件、支架，所述连接件包括中心套筒、若干个连接杆，所述中心套筒用于套设所述大型离心叶轮转子主轴，所述若干个连接杆一端固定连接于所述中心套筒，另一端用于固定连接至所述支架。

7.根据权利要求6所述的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，所述支架为由多个管件制成的桁架，所述若干个连接杆的另一端分别设有套设端，所述若干个连接杆分别通过其各自的套设端枢接于所述桁架的管件上。

8.根据权利要求6所述的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，所述若干个连接杆的长度可调节。

9.根据权利要求1所述的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，还包括起吊机构，所述起吊机构包括固定件、吊环，所述固定件固定连接于所述大型离心叶轮转子主轴的顶端，所述吊环固定连接于所述固定件，在所述吊环上施加作用力时，所述大型离心叶轮转子主轴能够以所述转轴为旋转中心旋转，使得所述大型离心叶轮转子主轴能够从其轴线与水平面夹角0°渐变至其轴线与水平面夹角90°。

10.根据权利要求9所述的单侧固定可旋绕的超大型离心压缩机叶轮立式装配装置，其特征在于，所述固定件包括一对固定片，所述固定片包括本体、两翼板，所述本体的弧度与所述大型离心叶轮转子主轴的顶端的弧度相同，所述两翼板分别固定连接于所述本体的两侧，应用时，一对固定片的四个翼板相对应固定连接在一起，使得所述大型离心叶轮转子主轴的顶端容置于所述一对固定片的两本体之间。