CN110005633A - 芯轴装配件的定位结构及使用方法和叶轮动平衡测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯轴装配件的定位结构及使用方法和叶轮动平衡测试装置，芯轴装配件的定位结构，包括：芯轴；定位套筒，套设在所述芯轴上，所述定位套筒的外表面用于套置待定位的装配件，所述定位套筒与所述装配件通过周向定位结构连接；轴向定位结构，包括位于所述芯轴轴向方向上，分别与所述装配件两端相抵接的第一定位件和第二定位件。通过第一定位件和第二定位件以解决现有技术中采用定位套筒对装配件定位时，定位结构无法对装配件沿芯轴其长度方向位置准确牢固定位的问题。
Description
技术领域
本发明涉及芯轴上部件的定位技术领域，具体涉及一种芯轴装配件的定位结构及使用方法和叶轮动平衡测试装置。
背景技术
芯轴上需要安装叶轮等装配件，装配件在安装在芯轴的过程中，需要通过定位结构对装配件定位。例如，叶轮是涡轮泵的关键部件之一，在航天领域中液体火箭发动机涡轮泵的叶轮有着较高的设计要求，其叶轮性能及稳定性直接影响着涡轮泵的使用。叶轮加工完成后需要通过叶轮定位结构将叶轮准确定位安装在芯轴上，再对叶轮进行动平衡测试，从而确保产品的稳定性。
现有技术中对叶轮定位的方式主要有两种，一种是通过锁紧螺母和定位套直接将叶轮固定在转动芯轴上。上述方式虽然可以地对叶轮定位，但是，只能用于单一尺寸的叶轮定位固定，其适用范围较小；第二种是在转动芯轴上安装可拆卸的定位套筒，通过定位套筒的外表面与叶轮的内孔贴合相连从而对叶轮定位，用户根据叶轮的尺寸选择不同直径大小的定位套筒，使叶轮定位结构可以适用于不同内孔孔径的叶轮，提高其适用范围。但是，现有技术中通过定位套筒对叶轮时，定位套筒只依靠其上的花键对叶轮进行周向和轴向定位，由于生产加工精度问题，导致花键的轴向定位精度较差且使用可靠性差的问题。导致现有的定位结构无法对装配件沿芯轴其长度方向位置准确牢固定位的问题。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种芯轴装配件的定位结构及使用方法和叶轮动平衡测试装置，以解决现有技术中的定位结构无法对装配件沿芯轴其长度方向位置准确牢固定位的问题。为此，本发明提供一种芯轴装配件的定位结构，包括：
定位套筒，安装在所述芯轴上，装配件套置在定位套筒的外表面上通过花键结构与定位套筒卡接相连；
轴向定位件，包括位于芯轴轴向方向上，分别与装配件两端相抵接的第一定位件和第二定位件。
第一定位件与芯轴固定相连，第二定位件滑动设置在芯轴的轴向方向上。
第二定位件为滑动设置在芯轴轴向方向上的压紧螺母，压紧螺母外轮廓边缘具有朝向装配件延伸的第二定位凸起。
第一定位件为沿芯轴周向方向设置的盘状结构，第一定位件的外轮廓边缘具有朝向装配件延伸的第一定位凸起。
第一定位件一体成型于芯轴上。
定位套筒的外表面为与装配件其安装孔的孔壁过盈配合相连的锥形面。
定位套筒其外表面的锥度范围为1:500至1:1000。
定位套筒和芯轴通过平键固定在一起，定位套筒内腔具有容置平键的容置槽，容置槽的槽底具有与平键过盈配合的倾斜面。
容置槽其槽底的锥度范围为1:500至1:1000。
芯轴轴向方向上滑动设置有用于推动定位套筒与平键过盈配合并对定位套筒长度方向位置定位的第三定位件。
第二定位件为轻质材料。
一种叶轮动平衡测试装置，包括：
芯轴；
上述芯轴装配件的定位结构，叶轮套置在定位套筒的外表面上，第一定位件和第二定位件分别与叶轮两端抵接相连。
一种芯轴装配件的定位结构其使用方法，包括以下步骤：
将定位套筒固定在芯轴上；
将装配件安装在定位套筒上；
通过第二定位件推动装配件的其中一端，使装配件与定位套筒的锥形外表面过盈配合相连，装配件的另一端与第一定位件抵接相连。
将定位套筒固定在芯轴上的步骤包括：
通过平键将定位套筒和芯轴卡接相连；
通过第三定位件推动定位套筒，使平键与定位套筒其容置槽的倾斜槽底过盈配合相连。
本发明的技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的芯轴装配件的定位结构，通过定位套筒将装配件安装在芯轴上，使用户可以根据装配件的尺寸选择不同直径大小的定位套筒，使尺寸不同的装配件可以快捷方便地安装在芯轴上，有效地提高了定位结构的适用范围。而且，通过在芯轴上设置分别与装配件两端相抵接的第一定位件和第二定位件，第一定位件和第二定位件可以有效地限制装配件在芯轴轴向方向上的位置，以解决现有的采用定位套筒定位的定位结构无法对装配件沿芯轴其长度方向位置准确牢固定位的问题。
2.本发明提供的芯轴装配件的定位结构，第一定位件与芯轴固定相连，第二定位件滑动设置在芯轴的轴向方向上，通过第一定位件推动装配件与第二定位件紧密相连，从而使第一定位件和第二定位件分别与装配件的两端过盈配合牢固可靠地对装配件沿芯轴其长度方向位置准确定位。
3.本发明提供的芯轴装配件的定位结构，第二定位件为滑动设置在芯轴轴向方向上的压紧螺母，通过与芯轴螺纹相连的压紧螺母可以保证第一定位件和第二定位件牢固可靠地固定装配件。而且，压紧螺母外轮廓边缘具有朝向装配件延伸的第二定位凸起，第二定位凸起可以将装配件端部的压紧，避免装配件出现受力不均匀的问题。
4.本发明提供的芯轴装配件的定位结构，第一定位件为沿芯轴周向方向设置的盘状结构，第一定位件的外轮廓边缘具有朝向装配件延伸的第一定位凸起，第一定位凸起与第二定位凸起相配合，分别压紧装配件的两端，从而有效地避免装配件出现受力不均匀的问题。
5.本发明提供的芯轴装配件的定位结构，第一定位件一体成型于芯轴上，有效地增强了第一定位件和芯轴的连接可靠性，同时保证了第一定位件的位置精度，提高了轴向定位件的定位精度和定位牢固程度。
6.本发明提供的芯轴装配件的定位结构，定位套筒的外表面为与装配件其安装孔的孔壁过盈配合相连的锥形面，具有锥形外表面的定位套筒可以保证在定位套筒安装到位时与装配件内孔中的花键之间有0-0.025的锥度，有效地提高定位套筒和装配件的装配精度。而且，通过沿芯轴轴向方向滑动的第二定位凸起推动装配件与第一定位件紧密配合的过程中，装配件会与定位套筒的锥形外表面逐渐卡紧固定，装配件和定位套筒过盈配合，有效地提高了定位套筒和装配件的装配精度和转配可靠性。
7.本发明提供的芯轴装配件的定位结构，定位套筒和芯轴通过平键固定在一起，定位套筒内腔具有容置平键的容置槽，容置槽的槽底具有与平键过盈配合的倾斜面，上述倾斜面可以有效地保证定位套筒和芯轴的安装精度和连接可靠性。
8.本发明提供的芯轴装配件的定位结构，芯轴轴向方向上滑动设置有用于推动定位套筒与平键过盈配合并对定位套筒长度方向位置定位的第三定位件，通过第三定位件推动定位套筒沿芯轴轴向方向移动过程中，定位套筒逐渐压紧到位，定位套筒的容置槽与平键过盈配合，保证定位套筒和芯轴的安装精度和连接可靠性。
9.本发明提供的芯轴装配件的定位结构，第二定位件为轻质材料，例如聚三氟乙烯材料，可以有效地减少第二定位件对芯轴转动的影响。当芯轴装配件的定位结构用于叶轮动平衡测试装置时，轻质材料的第二定位件可以有效地减少其自身对叶轮动平衡测试带来的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的芯轴装配件的定位结构与芯轴的装配结构示意图；
图2为本发明提供的定位套筒横截面剖视图；
图3为本发明提供的定位套筒纵截面剖视图；
图4为本发明提供的第二定位件的剖视图；
图5为本发明提供的芯轴结构示意图；
图6为本发明提供的定位套筒和芯轴的装配示意图；
图7为本发明提供的第三定位件与定位套筒的连接示意图；
图8为本发明提供的装配件与定位套筒的装配示意图；
图9为本发明提供的第二定位件与装配件的连接示意图。
附图标记说明：
1-定位套筒；2-芯轴；3-装配件；4-花键结构；5-第一定位件；6-第二定位件；7-第二定位凸起；8-第一定位凸起；9-平键；10-容置槽；11-第三定位件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种叶轮动平衡测试装置，如图9所示，其包括：
芯轴2；
芯轴装配件的定位结构，叶轮套置在芯轴装配件的定位结构其定位套筒1的外表面上，第一定位件5和第二定位件6分别与叶轮两端抵接相连。如图1所示，芯轴装配件的定位结构，包括：
定位套筒1，如图2和图3所示，定位套筒1为花键套筒，定位套筒1和芯轴2通过平键9安装在一起，通过定位套筒1将叶轮安装在芯轴2上，使用户可以根据叶轮的尺寸选择不同直径大小的定位套筒，使尺寸不同的叶轮可以快捷方便地安装在芯轴2上，有效地提高了定位结构的适用范围。定位套筒1内腔具有容置平键9的容置槽10，容置槽10槽底具有与平键9过盈配合的倾斜面，容置槽10具有1:1000的锥度。上述倾斜面可以有效地保证定位套筒1和芯轴2的安装精度和连接可靠性。芯轴2轴向方向上滑动设置有用于推动定位套筒1与平键9过盈配合并对定位套筒1长度方向位置定位的第三定位件11。第三定位件11为花键压紧螺母，芯轴2上具有与花键压紧螺母相对设置的螺纹。通过第三定位件11推动定位套筒1沿芯轴2轴向方向移动过程中，定位套筒1逐渐压紧到位，定位套筒1的容置槽10与平键9通过上述倾斜面过盈配合，保证定位套筒1和芯轴2的安装精度和连接可靠性。叶轮套置在定位套筒1的外表面上通过花键结构4与定位套筒1卡接相连，定位套筒1的外表面为与叶轮其安装孔的孔壁过盈配合相连的锥形面，定位套筒1其外表面的锥度为1:1000。具有锥形外表面的定位套筒1可以保证在定位套筒1安装到位时与叶轮内孔中的花键之间具有锥度，有效地提高定位套筒1和叶轮的装配精度；
轴向定位件，包括位于芯轴2轴向方向上，分别与叶轮两端相抵接的第一定位件5和第二定位件6。通过在芯轴2上设置分别与叶轮两端相抵接的第一定位件5和第二定位件6，第一定位件5和第二定位件6可以有效地限制叶轮在芯轴2轴向方向上的位置，以解决现有的采用定位套筒1定位的定位结构无法对叶轮沿芯轴2其长度方向位置准确牢固定位的问题。如图5所示，第一定位件5一体成型于芯轴2上，第一定位件5为沿芯轴2周向方向设置的盘状结构，其外轮廓边缘具有朝向叶轮延伸的第一定位凸起8。第一定位件5一体成型于芯轴2上，有效地增强了第一定位件5和芯轴2的连接可靠性，同时保证了第一定位件5的位置精度，提高了轴向定位件的定位精度和定位牢固程度。而且，第一定位件5为沿芯轴2周向方向设置的盘状结构，第一定位件5的外轮廓边缘具有朝向叶轮延伸的第一定位凸起8，环形结构的第一定位凸起8与第二定位凸起7相配合，分别压紧叶轮的两端，从而有效地避免叶轮出现受力不均匀的问题。如图4所示，第二定位件6为滑动设置在芯轴2轴向方向上的压紧螺母，压紧螺母外轮廓边缘具有朝向叶轮延伸的第二定位凸起7，通过与芯轴2螺纹相连的压紧螺母可以保证第一定位件5和第二定位件6牢固可靠地固定叶轮。而且，压紧螺母外轮廓边缘具有朝向叶轮延伸的第二定位凸起7，环形结构的第二定位凸起7可以将叶轮端部的压紧，避免叶轮出现受力不均匀的问题。而且，上述压紧螺母为聚三氟乙烯材料，可以有效地避免压紧螺母对产品动平衡带来的影响。在本实施中，第一定位件5与芯轴2固定相连，第二定位件6滑动设置在芯轴2的轴向方向上，通过沿芯轴2轴向方向滑动的压紧螺母推动叶轮与第一定位件5紧密配合的过程中，叶轮会与定位套筒1的锥形外表面逐渐卡紧固定，叶轮和定位套筒1过盈配合，有效地提高了定位套筒1和叶轮的装配精度和转配可靠性，对叶轮沿芯轴2其长度方向位置准确定位。
当然，本发明申请对定位套筒1其外表面的锥度不做具体限制，在其它实施例中，定位套筒1外表面的锥度为1:500，或者1:500至1:1000之间的任意数值。
当然，本发明申请对定位套筒1内腔的容置槽10其锥度不做具体限制，在其它实施例中，容置槽10其槽底的锥度为1:500，或者1:500至1:1000之间的任意数值。
当然，本发明申请对第一定位件5的结构不做具体限制，在其它实施例中，第一定位件5为设置在芯轴2轴向方向一组相对侧上的限位凸起。
当然，本发明申请对第二定位件6的结构不做具体限制，在其它实施例中，第二定位件6为滑动设置在芯轴2轴向方向上的滑块。
当然，本发明申请对压紧螺母的材质不做具体限制，在其它实施例中，压紧螺母为铝等轻质材料。
当然，本发明申请对第一定位件5和芯轴2的固定方式不做具体限制，在其它实施例中，第一定位件5和芯轴2通过焊接、卡接等方式固定相连。
当然，本发明申请对芯轴装配件的定位结构应用方式不做具体限制，在其它实施例中，芯轴装配件的定位结构不限于只应用于叶轮动平衡测试装置，还可以用于固定装配件3等，装配件3需要精密配合的其它应用方式。
当然，本发明申请对装配件3不做具体限制，在其它实施例中，装配件3不限于叶轮还可以是其它需要装配在芯轴2上的配件。
本实施例中叶轮动平衡测试装置其叶轮的安装步骤如下，如图5至图9所示：
将定位套筒1固定在芯轴2上，首先通过平键9将定位套筒1和芯轴2卡接相连，再通过第三定位件11推动定位套筒1，使平键9与定位套筒1其容置槽10的倾斜槽底过盈配合相连；
将叶轮安装在定位套筒1上；
通过第二定位件6推动叶轮的其中一端，使叶轮与定位套筒1的锥形外表面过盈配合相连，叶轮的另一端与第一定位件5抵接相连。
通过第三定位件11推动定位套筒1沿芯轴2轴向方向移动过程中，定位套筒1逐渐压紧到位，定位套筒1的容置槽10与平键9过盈配合，保证定位套筒1和芯轴2的安装精度和连接可靠性。并且，通过沿芯轴2轴向方向滑动的第二定位件6推动叶轮与第一定位件5紧密配合的过程中，叶轮会与定位套筒1的锥形外表面逐渐卡紧固定，叶轮和定位套筒1过盈配合，有效地提高了定位套筒1和叶轮的装配精度和转配可靠性，对叶轮沿芯轴2其长度方向位置准确定位。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (15)
1.一种芯轴装配件的定位结构，其特征在于，包括：
芯轴(2)；
定位套筒(1)，套设在所述芯轴(2)上，所述定位套筒(1)的外表面用于套置待定位的装配件(3)，所述定位套筒(1)与所述装配件(3)通过周向定位结构连接；
轴向定位结构，包括位于所述芯轴(2)轴向方向上，分别与所述装配件(3)两端相抵接的第一定位件(5)和第二定位件(6)。
2.根据权利要求1所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述第一定位件(5)与所述芯轴(2)固定相连，所述第二定位件(6)滑动设置在所述芯轴(2)的轴向方向上。
3.根据权利要求2所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述第二定位件(6)为滑动设置在所述芯轴(2)轴向方向上的压紧螺母，所述压紧螺母外轮廓边缘具有朝向所述装配件(3)延伸的第二定位凸起(7)。
4.根据权利要求2或3所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述第一定位件(5)为沿所述芯轴(2)周向方向设置的盘状结构，所述第一定位件(5)的外轮廓边缘具有朝向所述装配件(3)延伸的第一定位凸起(8)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述第一定位件(5)一体成型于所述芯轴(2)上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述定位套筒(1)的外表面为与所述装配件(3)其安装孔的孔壁过盈配合相连的锥形面。
7.根据权利要求6所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述定位套筒(1)其外表面的锥度范围为1:500至1:1000。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述定位套筒(1)和所述芯轴(2)通过平键(9)固定在一起，所述定位套筒(1)内腔具有容置所述平键(9)的容置槽(10)，所述容置槽(10)的槽底具有与所述平键(9)过盈配合的倾斜面。
9.根据权利要求8所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述容置槽(10)其槽底的锥度范围为1:500至1:1000。
10.根据权利要求8或9所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述芯轴(2)轴向方向上滑动设置有用于推动所述定位套筒(1)与所述平键(9)过盈配合并对所述定位套筒(1)长度方向位置定位的第三定位件(11)。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的芯轴装配件的定位结构，其特征在于，所述第二定位件(6)为轻质材料。
12.一种叶轮动平衡测试装置，其特征在于，包括：
叶轮；
权利要求1-11中任一权利要求所述的定位结构，所述叶轮套置在所述定位套筒(1)的外表面上，所述第一定位件(5)和所述第二定位件(6)分别与所述叶轮两端抵接相连。
13.一种权利要求1-11中任一项所述的芯轴装配件的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
将定位套筒(1)固定套设在芯轴(2)上；
将装配件(3)套设在所述定位套筒(1)上；
对装配件(3)相对于所述定位套筒(1)进行周向定位；
通过向装配件(3)的两端施加压紧力实现所述装配件相对于所述定位套筒的轴向定位。
14.根据权利要求13所述的芯轴装配件的定位方法，其特征在于，所述通过向装配件(3)的两端施加压紧力实现所述装配件相对于所述定位套筒的轴向定位的步骤包括：
第二定位件(6)推动所述装配件(3)的其中一端，使所述装配件(3)与所述定位套筒(1)的锥形外表面过盈配合相连，所述装配件(3)的另一端与第一定位件(5)抵接相连。
15.根据权利要求13或14所述的芯轴装配件的定位方法，其特征在于，将所述定位套筒(1)固定在所述芯轴(2)上的步骤包括：
通过平键(9)将所述定位套筒(1)和所述芯轴(2)卡接相连；
通过第三定位件(11)推动所述定位套筒(1)，使所述平键(9)与所述定位套筒(1)其容置槽(10)的倾斜槽底过盈配合相连。
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