CN109915410A - 一种离心风机多级叶轮安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离心风机多级叶轮安装结构，适用于叶轮顺排式布置和背靠背布置的转子结构。该结构利用主轴上轴肩进行轴向定位，叶轮的三角孔和主轴的异型轴段间隙配合或过渡配合，再用锁紧螺母进行轴向的锁紧固定，简便有效地实现了叶轮锁紧固定及扭矩传递的功能，并实现了主轴与多级叶轮的无损拆装，可有效减小叶轮内应力。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心风机多级叶轮安装结构。
背景技术
在离心风机中，主轴用于支撑叶轮、轴套、密封、平衡盘等旋转件，同时传递扭矩，承担着非常重要的作用。目前大多数的离心风机叶轮和主轴的连接面为圆形截面，叶轮采用热装的方法固定在主轴上，通过摩擦力来传递扭矩和轴向力。当转子旋转起来，轮盘和轴径直径都会增大，轮盘对轴的压紧力减小，当转速升至松动转速时，使轮盘和轴之间不再有压紧力，轮盘就会松动，风机将产生振动从而无法工作。
为了保证转子正常工作，叶轮和主轴之间的过盈量应足够大，从而保证松动转速大于最高连续转速。然而，当过盈量过大时，会增加轮盘内孔的挤压应力；同时拆过盈连接的叶轮时需要很大的外力，通常会破坏零件的配合面，从而造成零件的损坏。
发明内容
本发明公开了一种离心风机多级叶轮安装结构，旨在解决叶轮主轴依靠过盈量来保证转子正常工作从而带来的叶轮安装难度大、叶轮内应力大、过盈量难以保证在合适范围和叶轮二次拆卸困难等问题。
本发明的解决方案如下：
该离心风机多级叶轮安装结构，包括多级叶轮的中心孔和贯穿多级叶轮的主轴；所述主轴对应于每一级叶轮沿轴向分为轴肩、异型轴段和圆柱螺纹段；所述异型轴段为三角轴，即截面具有三个高点；每一级叶轮的中心孔为三角孔，与相应三角轴间隙配合或过渡配合，三角孔的高点分布与相应三角轴的高点分布一致，使得每一级叶轮在异型轴段实现周向定位以传递扭矩；
中心孔的轴向长度与相应三角轴的轴向长度相当(当然，考虑到安装锁紧螺母，加工圆柱螺纹段需要预留退刀槽，退刀槽的宽度与圆柱螺纹段的直径有关)；圆柱螺纹段安装有锁紧螺母；设轴肩的直径为a，三角轴的最大径向尺寸为bmax，最小径向尺寸为bmin，圆柱螺纹段的直径为c，锁紧螺母的最小外径为d，则a＞bmax＞bmin＞c，bmax＜d，使得每一级叶轮通过主轴的轴肩实现轴向定位，并在圆柱螺纹段通过锁紧螺母对叶轮进行轴向锁紧固定。
进一步的，每一级叶轮的中心孔与相应三角轴的配合关系为g6/H7或k6/H7。
所述多级叶轮可以采用顺排式布置，从主轴的一端依次穿入；沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增。
所述多级叶轮也可以采用背靠背式布置，从主轴的两端分别依次穿入；每一端沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增。
与现有的连接结构相比，本发明具有如下优点：
1、本发明通过主轴轴肩进行轴向定位，圆柱螺纹段通过锁紧螺母对叶轮进行轴向固定，巧妙设置异型轴段以及叶轮相应的三角孔，使得叶轮的三角孔与主轴的异型轴段间隙配合连接，简便有效地实现了叶轮锁紧固定及扭矩传递的功能。本发明无需热装工艺就能直接安装，解决了过盈量过大引起的叶轮难以拆卸、应力大等问题，同时也解决了过盈量过小带来的叶轮松动、传递扭矩小等问题。
2、本发明既适用于叶轮顺排式布置的转子结构，也适用于叶轮背靠背布置的转子结构。
附图说明
图1为本发明的顺排式布置的安装结构示意图。
图2为本发明的背靠背式布置的安装结构示意图。
图3为叶轮的示意图。
图4为异型轴段的截面示意图。
图5为轴/孔配合关系的参考标准。
附图标号说明：
1-主轴；2-叶轮；3-锁紧螺母。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的阐述和说明。
实施例一
如图1所示顺排式布置和背靠背布置的安装结构，主轴对应于每一级叶轮沿轴向分为轴肩、异型轴段(作为叶轮与主轴的连接处，为非圆截面结构)和圆柱螺纹段。
如图3、图4所示，异型轴段为三角轴，即截面具有三个高点；每一级叶轮的中心孔为三角孔，与相应三角轴为g6/H7或k6/H7的配合，三角孔的高点分布与相应三角轴的高点分布一致。图3、图4中对轴和孔的尺寸标记d1和d4依照标准文献DIN 32711-2-2009-en和DIN 32711-1-2009-en(如图5所示)。
各级叶轮依次从一侧穿入主轴，通过轴肩、三角孔(轴)和锁紧螺母实现轴向和周向的定位，进而传递扭矩。图1中仅示意了两级叶轮的安装，事实上也可以顺排布置三级、四级叶轮等，沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增。
实施例二
如图2所示背靠背式布置的离心风机安装结构，每一级叶轮与主轴的安装结构与实施例一等同。
各级叶轮分别从两侧依次穿入主轴，通过轴肩、三角孔(轴)和锁紧螺母实现轴向和周向的定位，进而传递扭矩。图2中仅示意了两级叶轮的安装，事实上也可以安装更多级的叶轮等。每一侧沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增；最中间的两级叶轮共用同一轴肩，该轴肩为整个主轴径向尺寸的最大位置(根据需要，可以在该处轴肩作其他设计)。
本发明的安装结构利用主轴上轴肩进行轴向定位，叶轮的三角孔和主轴的异型轴段间隙配合或过渡配合，再用锁紧螺母进行固定，可以减小叶轮内应力，实现叶轮与主轴快速安装固定和拆卸，尤其在拆卸时不损伤任何零件。
除上述安装结构以外，离心风机技术领域的技术人员可以对离心风机其它部分的结构进行改进。
Claims (4)
1.一种离心风机多级叶轮安装结构，包括多级叶轮的中心孔和贯穿多级叶轮的主轴；其特征在于：
所述主轴对应于每一级叶轮沿轴向分为轴肩、异型轴段和圆柱螺纹段；所述异型轴段为三角轴，即截面具有三个高点；每一级叶轮的中心孔为三角孔，与相应三角轴间隙配合或过渡配合，三角孔的高点分布与相应三角轴的高点分布一致，使得每一级叶轮在异型轴段实现周向定位以传递扭矩；
中心孔的轴向长度与相应三角轴的轴向长度相当；圆柱螺纹段安装有锁紧螺母；设轴肩的直径为a，三角轴的最大径向尺寸为bmax，最小径向尺寸为bmin，圆柱螺纹段的直径为c，锁紧螺母的最小外径为d，则a＞bmax＞bmin＞c，bmax＜d，使得每一级叶轮通过主轴的轴肩实现轴向定位，并在圆柱螺纹段通过锁紧螺母对叶轮进行轴向锁紧固定。
2.根据权利要求1所述的离心风机多级叶轮安装结构，其特征在于：每一级叶轮的中心孔与相应三角轴的配合关系为g6/H7或k6/H7。
3.根据权利要求1所述的离心风机多级叶轮安装结构，其特征在于：所述多级叶轮采用顺排式布置，从主轴的一端依次穿入；沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增。
4.根据权利要求1所述的离心风机多级叶轮安装结构，其特征在于：所述多级叶轮采用背靠背式布置，从主轴的两端分别依次穿入；每一端沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增。
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