CN114382722B - 具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮，包括金属轮毂、十字轴和陶瓷叶轮，陶瓷叶轮的轮毂上设有叶轮凸台，陶瓷叶轮的轮毂的内部设有十字卡槽，十字卡槽的上端、下端、左端、右端分别设有复位卡槽，复位卡槽的内部设有复位弹簧，金属轮毂的前端设有轴螺纹孔，金属轮毂的后端的内部设有滑槽和T形卡槽，金属轮毂为分体结构，金属轮毂的分体部分互相固定连接。该装置方便了陶瓷叶轮与金属轮毂、轴头之间的安装和拆卸，实现了快速定位与固定，同时能够有效地避免了陶瓷叶轮在受冲击时出现破碎的问题，从而提高了陶瓷叶轮的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及渣浆泵叶轮技术领域，特别是涉及一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮。
背景技术
渣浆泵通过叶轮旋转产生的离心力输送固体颗粒与水的混合物，即将原动机的机械能转化为液体能量。渣浆泵对固液混合介质进行抽取时，固体颗粒容易与叶轮产生摩擦，使得叶轮受到磨损，降低了叶轮的使用寿命，不利于工作的持续稳步进行。陶瓷材料具有远优于不锈钢材料的耐磨性和耐腐蚀性，因此陶瓷叶轮在渣浆泵中获得了越来越广泛的应用。然而，常用的陶瓷叶轮大多通过金属轮毂与轴连接，存在金属和陶瓷直接固定造成叶轮破损、安装拆卸不便等问题。
中国专利CN210196121U提出了一种含金属骨架的复合陶瓷叶轮，将金属骨架内置于陶瓷叶轮轮毂中，虽然增强了叶轮的强度，提高了叶轮的寿命，但仍存在金属骨架与陶瓷结合不牢固的问题。中国专利CN20210
0535U提出了一种陶瓷叶轮专用锁紧装置，采用叶轮烧结前预留孔径、烧结后加装锁紧装置形式，但是该叶轮与泵轴采用螺纹连接，扭矩过大时螺纹连接处容易破碎。
发明内容
本发明针对以上陶瓷叶轮通过金属轮毂与轴头连接，存在金属和陶瓷结合不牢固，扭矩过大时易造成陶瓷叶轮破损，且安装和拆卸不便的技术问题，提出一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮，方便了陶瓷叶轮与金属轮毂、轴头之间的安装和拆卸，实现了快速定位与固定，同时能够有效地避免了陶瓷叶轮在受冲击时出现破碎的问题，从而提高了陶瓷叶轮的寿命。
为此，本发明的技术方案是，一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮，包括金属轮毂、十字轴和陶瓷叶轮，陶瓷叶轮的轮毂上设有叶轮凸台，陶瓷叶轮的轮毂的内部设有十字卡槽，十字卡槽的上端、下端、左端、右端分别设有复位卡槽，复位卡槽的内部设有复位弹簧，金属轮毂的前端设有轴螺纹孔，金属轮毂的后端的内部设有滑槽和T形卡槽，金属轮毂为分体结构，金属轮毂的分体部分互相固定连接；
十字轴的厚度大于50mm；
陶瓷叶轮的轮毂的内部还设有紧固卡槽，紧固卡槽的内部设有紧固弹簧；
紧固弹簧在紧固卡槽中处于压缩状态；
十字轴与十字卡槽的配合间隙单边为1-5mm。
优选地，金属轮毂的分体结构为两部分，两部分的分体结构通过螺栓固定连接。
优选地，十字轴与十字卡槽的配合间隙单边为1-2mm。
优选地，复位弹簧在复位卡槽中处于压缩状态。
优选地，复位弹簧的长度为60mm，复位弹簧的外径为30mm，复位弹簧的内径为16mm，复位弹簧装配后的压缩量为16%。
本发明的有益效果是，由于陶瓷叶轮与轴头之间的金属轮毂为对分结构，结构设计简单，便于陶瓷叶轮与金属轮毂、轴头的安装和拆卸，同时通过滑槽卡合连接，实现了快速定位与固定。
又由于金属轮毂与陶瓷叶轮之间通过滑槽、叶轮凸台的滑动连接以及复位弹簧的抗冲击缓冲，有效的保护了陶瓷叶轮，避免了陶瓷叶轮在受冲击时出现破碎的问题，从而提高了陶瓷叶轮的寿命。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图；
图2是本发明叶轮凸台处的局部放大图；
图3是本发明叶轮凸台处带复位弹簧和紧固弹簧的局部放大图；
图4是本发明金属轮毂的结构示意图；
图5是本发明金属轮毂的另一角度结构示意图。
图6是本发明安装后的结构示意图；
图7是本发明的结构爆炸视图。
图中符号说明：
1.复位弹簧；2.紧固弹簧；3.十字卡槽；4.T形卡槽；5.复位卡槽；6.紧固卡槽；7.十字轴；8.金属轮毂；9.叶轮凸台；10.连接螺纹孔；11.陶瓷叶轮；12.轴螺纹孔；13.滑槽；14.轴头；15.螺栓。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
图1-图7是本发明一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮的实施例，其包括金属轮毂8、十字轴7和陶瓷叶轮11，陶瓷叶轮11的轮毂上设有叶轮凸台9，陶瓷叶轮11的轮毂的内部设有十字卡槽3和紧固卡槽6，十字卡槽3的上端、下端、左端、右端分别设有复位卡槽5，复位卡槽5的内部设有复位弹簧1，紧固卡槽6的内部设有紧固弹簧2，金属轮毂8的前端设有连接螺纹孔11和轴螺纹孔12，金属轮毂8的后端的内部设有滑槽13和T形卡槽4，金属轮毂8为分体结构，优选的金属轮毂8的数量为2个，两个金属轮毂8为对分结构，两个金属轮毂8通过连接螺纹孔11中的螺栓15固定连接，十字轴7的厚度大于50mm。
安装时，先将紧固弹簧2放入紧固卡槽6，再将十字轴7放入十字卡槽3中压紧紧固弹簧2，随后在四个复位卡槽5中分别放入复位弹簧1，然后沿陶瓷叶轮11的叶轮凸台9的侧面将两个金属轮毂8的滑槽13中卡入叶轮凸台9，叶轮凸台9与滑槽13滑动连接，通过螺栓15将两个金属轮毂8固定，此时，十字轴7一端固定于陶瓷叶轮11的十字卡槽3中，十字轴7的另一端固定于两个金属轮毂8的T形卡槽合并后形成的卡槽中，十字轴7与十字卡槽3的配合间隙单边为1-5mm，作为最优的方案，十字轴7与十字卡槽3的配合间隙单边为1-2mm，最后通过两个金属轮毂8的轴螺纹孔12与轴头14固定连接。这种结构设计，由于陶瓷叶轮11与轴头14之间的金属轮毂8为对分结构，结构设计简单，便于陶瓷叶轮11与金属轮毂8、轴头14的安装和拆卸，同时通过滑槽13卡合连接，实现了快速定位与固定，安装和拆卸方便、快捷。
工作时，轴头14的扭矩通过螺纹连接传递给金属轮毂8，金属轮毂8通过T形卡槽4传递至十字轴7，十字轴7通过沿周向布置的复位弹簧1传递给陶瓷叶轮11。将十字轴7的厚度设计大于50mm，以保证十字轴7具有足够的强度传递扭矩。在传动过程中存在冲击等危险工况时，十字轴7与陶瓷叶轮11在复位弹簧1的缓冲作用下产生周向的位移，同时叶轮凸台9会在金属轮毂8的滑槽13内进行滑移。冲击所产生的能量会被复位弹簧1、以及滑槽与叶轮凸台的滑动结构吸收，避免了陶瓷叶轮11在受冲击时出现破碎的问题，从而提高了陶瓷叶轮11的寿命。
本实施例中，紧固弹簧2在紧固卡槽6中处于压缩状态，通过紧固弹簧2和十字轴7实现了金属轮毂8与陶瓷叶轮11的轴向紧固。
本实施例中，复位弹簧1通过复位卡槽5放置于陶瓷叶轮11与十字轴7之间，并处于压缩状态，当传动过程中存在冲击时，复位弹簧1起到减震、缓冲的效果；因十字轴7与十字卡槽3的配合间隙单边为1-5mm，作为最优的方案，十字轴7与十字卡槽3的配合间隙单边为1-2mm，这种尺寸设计，既避免了间隙过大导致的晃动，使得陶瓷叶轮11与十字轴7之间具备可靠连接，又提供了足够的缓冲行程。
在一个具体实施例中，复位弹簧1的长度为60mm，复位弹簧1的外径为30mm，复位弹簧1的内径为16mm，复位弹簧装配后的压缩量为16%，该尺寸的复位弹簧1应用于陶瓷叶轮11尺寸为500mm左右的渣浆泵上，经过实验测试可以达到百万次的疲劳寿命。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。
Claims (5)
1.一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮，其特征是：包括金属轮毂、十字轴和陶瓷叶轮，所述陶瓷叶轮的轮毂上设有叶轮凸台，所述陶瓷叶轮的轮毂的内部设有十字卡槽，所述十字卡槽的上端、下端、左端、右端分别设有复位卡槽，所述复位卡槽的内部设有复位弹簧，所述金属轮毂的前端设有轴螺纹孔，所述金属轮毂的后端的内部设有滑槽和T形卡槽，所述金属轮毂为分体结构，所述金属轮毂的分体部分互相固定连接；所述十字轴的厚度大于50mm；
所述陶瓷叶轮的轮毂的内部还设有紧固卡槽，所述紧固卡槽的内部设有紧固弹簧；
所述紧固弹簧在紧固卡槽中处于压缩状态；
所述十字轴与十字卡槽的配合间隙单边为1-5mm。
2.根据权利要求1所述的一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮，其特征在于：所述金属轮毂的分体结构为两部分，两部分的分体结构通过螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮，其特征在于：所述十字轴与十字卡槽的配合间隙单边为1-2mm。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮，其特征在于：所述复位弹簧在复位卡槽中处于压缩状态。
5.根据权利要求4所述的一种具有防冲击固定结构的陶瓷叶轮，其特征在于：所述复位弹簧的长度为60mm，所述复位弹簧的外径为30mm，所述复位弹簧的内径为16mm，所述复位弹簧装配后的压缩量为16%。
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