CN203604256U - 叶轮与主轴的连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高速风机叶轮与主轴的连接结构，轮毂的轴孔与主轴采用过盈配合，轮毂的轴孔横截面和主轴的横截面为相似的非正圆形状。其连接方式具有下述工艺过程：叶轮的轮毂部分经过加热处理，加热温度达到80-160摄氏度，使得轴孔内径增大；主轴上待安装的工位经过冷却处理，冷却温度达到零下80-零下160摄氏度，使得主轴的待安装的工位冷却收缩；将叶轮的轮毂套装到主轴上待安装的工位；待温度恢复常温后，叶轮和主轴紧密地配合连接到一起。本实用新型的连接形式既能保证转轴和叶轮的连接牢固，又保证安装程序方便、规范，适合大功率、高出风量的风机配套使用。

Description

叶轮与主轴的连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种风机行业使用的叶轮与主轴的连接结构。 

背景技术

在常规的风机制造中，叶轮由轮毂（轮盘或中盘）和叶片部件构成，或者还有轮盖部件，轮毂中心具有轴孔，使得叶轮能够套装连接到主轴（或转轴）上。一般叶轮与主轴之间采用键、销等方式连接固定，不能承受较大的轴向力且对轴的强度削弱较大。 

专利申请号为CN200520065266.0的实用新型公开了“一种叶轮式增氧机主轴与叶轮连接法兰”，该法兰一端连接电机传动轴；另一端与增氧机的叶轮上接盘通过螺钉面面连接，其特征在于，所述法兰与叶轮上接盘的接触面为倾斜面，该倾斜面与水平面所成的角度a为1－6°。该连接方式同轴度较差，间隙较大，转动时震动和噪音较大。

专利申请号为CN200520079027.0的实用新型公开了一种“高速旋转机械叶轮与主轴的连接结构”，包括主轴及与主轴相连接的叶轮，叶轮与主轴相连接的一端突出有一与主轴轴头直径相等的第一圆柱，第一圆柱的端面又突出有第二圆柱，主轴与叶轮相连接的一端开有与第二圆柱相对应的孔，用于叶轮与主轴连接时第二圆柱的插入且使其与第二圆柱为过渡配合，主轴与叶轮连接的端面向内还开有螺纹孔，用于螺栓的旋入以固定连接叶轮与主轴。该连接结构零部件较多，容易松动，精密度较低。

专利申请号为CN01256824.4的“叶轮静摩擦连接的变频离心式冷水机组涉及大型中央空调系统中一种离心式冷水机组”，针对变频氟冷电动机 主轴与叶轮的连接方式、有键连接、过盈配合连接、焊接连接、粘接连接等,存在着应力集中,可靠性差,寿命短等不足,而提出一种结构简单,叶轮正常运转,避免应力集中,可靠性高,寿命长, 噪音小的静摩擦连接方式。所采用技术方案是变频氟冷电动机 (10)的主轴(13)输出部分中间呈台阶圆柱形的主轴推止盘(12) 端面与套在主轴(13)的叶轮(2)紧贴合,主轴(13)的输出端有螺纹与锁紧螺母(11)啮合。静摩擦的方式在过载时容易失稳，不适合高速风机使用。

发明内容

实用新型目的：克服传统的叶轮与主轴连接方式零部件较多、接口间隙较大的缺陷，提供一种通过热胀冷缩原理和采用特殊连接结构的叶轮与主轴的连接结构。 

技术方案：本实用新型提供的一种高速风机叶轮与主轴的连接结构，叶轮具有轮毂和叶片，轮毂中心具有轴孔，能够套装连接到主轴上待安装的工位，轮毂的轴孔与主轴采用过盈配合（该方式确保接口几乎没有间隙），轮毂的轴孔横截面和主轴的横截面为相似的非正圆形状（本文中的非正圆形状指转角为圆弧形的正多边形，优选转角为圆弧形的正四边形，该特殊连接结构可确保转轴和叶轮之间没有相对转动；正多边形的边长为30-80mm，圆弧半径为80-200mm，以与主轴的其它部位尺寸相适合）。

如果叶轮的轮毂部分较宽，轮毂可以分解为轴孔孔径较小的轮毂左端、轮毂右端和轴孔孔径较大的轮毂中间段。套装到主轴上时，轮毂中间段与主轴之间留有间隙，轮毂左端、轮毂右端与主轴配合连接。优选轮毂右端（或左端）的轴孔横截面和其对应待安装的工位的主轴横截面为相似的非正圆形状，采用过盈配合连接；轮毂左端（或右端）的轴孔横截面和其对应待安装的工位的主轴横截面均为正圆形状，采用过渡配合连接，保证连接操作既容易进行，又安装牢靠。

其连接方式中，首先制作或者选取能够过盈配合连接的主轴和叶轮；另外，具有下述具体的工艺过程：

1)叶轮的轮毂部分经过加热处理（将感应式加热器的加热棒放在轮毂中间的轴孔中，加热棒的长度大于轮毂的厚度，该加热方式不同于热油加热，无油污污染，无须除油，可快速装配使用），加热温度达到80-160摄氏度，使得轮毂受热膨胀，轴孔内径增大；

2)主轴上待安装的工位经过冷却处理（液氮喷淋），冷却温度达到零下80-零下-160摄氏度，使得主轴的待安装的工位冷却收缩；

3)使用绝热处理过的工夹具迅速将叶轮的轮毂套装到主轴上待安装的工位；

4)待温度恢复常温后，移开工夹具，叶轮和主轴紧密地配合连接到一起。

有益效果：

本实用新型的连接形式既能保证转轴和叶轮的连接牢固，不易松动，适合高转速、高出风量、大功率的风机配套使用；又保证安装程序方便、规范，工人容易操作，生产安全有保障。

附图说明

图1 是本实用新型的一种装配示意图； 

图2 是图1中C-C剖面的结构示意图；

图中，1、主轴；2、轮毂；3、轮毂左端；4、轮毂中间段；5、轮毂右端；6、叶片；7、正多边形的边长；8、圆弧半径；9、圆心。 

具体实施方式

参照附图和实施例作进一步的说明。 

如图1，图2所示的叶轮与主轴1，叶轮具有轮毂2和叶片6，轮毂2中心具有轴孔，能够套装连接到主轴1上待安装的工位，轮毂2的轴孔尺寸与主轴1上待安装的工位的尺寸具有过盈配合关系。所述叶轮的轮毂2较宽，轮毂2分解为轮毂左端3、轮毂右端5和轴孔孔径较大的轮毂中间段4；轮毂2套装到主轴1上时，轮毂中间段4与主轴1之间留有间隙；轮毂右端5的轴孔横截面和其对应待安装的工位的主轴1横截面为相似的非正圆形状（为圆弧转角的正四边形），四边形的边长7为50mm，圆弧半径8为100mm（圆心9），采用过盈配合连接；轮毂左端3的轴孔横截面和其对应待安装的工位的主轴1横截面均为正圆形状，采用过渡配合连接。

轮毂2的轴孔连接方式具有下述工艺过程：

1）叶轮的轮毂2部分经过感应式加热处理，加热温度达到100摄氏度，使得轮毂2受热膨胀，轴孔内径增大；

2）主轴1上待安装的工位经过液氮喷淋冷却处理，冷却温度达到零下130摄氏度，使得主轴的待安装的工位冷却收缩；

3）使用绝热处理过的工夹具夹持叶轮和主轴1，将轮毂2的轴孔套装在主轴1上待安装的工位；

4）待温度恢复常温后，移开所述的工夹具，叶轮和主轴1紧密配合连接到一起。

Claims (3)

1.一种叶轮与主轴的连接结构，叶轮具有轮毂（2）和叶片（6），轮毂（2）中心具有轴孔，能够套装连接到主轴（1）上待安装的工位，轮毂（2）的轴孔尺寸与主轴（1）上待安装的工位的尺寸具有过盈配合关系，其特征在于：

轮毂（2）的轴孔横截面和主轴（1）的横截面为相似的非正圆形状。

2.如权利要求1所述的叶轮与主轴的连接结构，其特征在于：所述叶轮的轮毂（2）分解为轴孔孔径较小的轮毂左端（3）、轮毂右端（5）和轴孔孔径较大的轮毂中间段（4）；轮毂（2）套装到主轴（1）上时，轮毂中间段（4）与主轴（1）之间留有间隙；轮毂右端（5）的轴孔横截面和其对应待安装的工位的主轴（1）横截面为相似的非正圆形状，采用过盈配合连接；轮毂左端（3）的轴孔横截面和其对应待安装的工位的主轴（1）横截面均为正圆形状，采用过渡配合连接。

3.如权利要求1或2所述的叶轮与主轴的连接结构，其特征在于：所述的非正圆形状是转角为圆弧的正四边形。

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