CN207935149U - 一种新型叶轮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型叶轮结构，其特征在于：钢套镶嵌在叶轮轮毂中一起浇铸而成；该叶轮结构主要包括：轮盖(1)，叶片(2)，轮毂(3)，钢套(4)；钢套(4)主要由以下部分构成：叶轮轮毂上部分(5)，径向槽(6)，轴向凸台(7)，叶轮安装工艺孔(8)，安装键槽(9)。

Description

一种新型叶轮结构

技术领域

本发明涉及铝合金叶轮的浇铸，尤其涉及一种流体鼓风设备用叶轮的浇铸工艺，具体地涉及一种新型叶轮结构。

背景技术

国内外大多数压缩机叶轮采用铝合金叶轮，其材质轻便，力学强度好，比强度和比刚度高，导电和导热性高，耐腐蚀性优良。根据设备的需求不同，就需要叶轮需要在很高的转速条件下工作，来满足设备性能的需求。这时就需要叶轮具有更高的比强度和比刚度。闭式叶轮的主要生产方式主要有低压铸造与锻铝机加后通过铅焊轮盖方式。锻铝合金通过五轴加工，叶轮的精度高，再通过铅焊轮盖方式成型闭式叶轮，其价格较高，不能实现批量生产。由于叶片和轮盖是分体式，其连接强度低，叶轮在高速旋转产生的离心力的作用下，轮盖有可能发生与叶片分离的现象。低压铸造的铝合金分子的紧密性不及锻铝合金，其强度要次于锻铝合金。其轮盖和叶片是通过一次性铸造成型的，连接强度高。而且能够实现批量性生产，成本较低。但是现需要的叶轮转速太高，叶轮中间轮毂部分壁太薄，常规低压铸造的叶轮强度不能满足产品的性能要求，现需要更改叶轮的结构，结合低压浇铸的特点，设计出合理的叶轮结构，既能通过低压浇铸生产，又能满足叶轮高转速的特殊性要求。

常规方法是：整个轮毂部分是铝合金结构，叶轮在高速旋转时线速度比较大，由于轮毂处壁较薄，强度不能满足使用要求。

或者采用内镶套的方法，将叶轮轮毂部分加工出安装孔，将钢套通过热胀冷缩镶入叶轮安装孔中，在通过螺丝固定钢套及叶轮。由于螺丝安装有间隙，叶轮在长时间高速旋转后间隙会越来越大，也无法满足使用要求。

且通常叶片的长度、叶片之间的夹角是相同的，导致叶轮噪音明显，叶片边缘受力等问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有工艺无法满足铝合金叶轮高转速的要求，克服现有工艺与结构中存在的不足，提供一种新的叶轮结构既满足低压浇铸工艺，又能满足叶轮高转速的要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种新型叶轮结构，该叶轮结构属于闭式叶轮，所述轮毂的大致形状为柱状，钢套镶嵌在轮毂中，用于与驱动装置相连接；钢套镶嵌在叶轮轮毂中一起浇铸而成；该叶轮结构主要包括：轮盖(1)，叶片(2)，轮毂(3)，钢套(4)；钢套(4)主要由以下部分构成：叶轮轮毂上部分(5)，径向槽(6)，轴向凸台(7)，叶轮安装工艺孔(8)，安装键槽(9)。

进一步的，所述叶轮设置有多个第一叶片、多个第二叶片、多个第三叶片和多个第四叶片，所述第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片的长度依次增加；相邻的所述第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片间的夹角设置为彼此不同，从而使得叶轮工作时，各叶片导致的噪音频率不同，从而使得降低叶轮产生的总噪音大小。第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片的长度依次增加，还使得部分叶片边缘距叶片中心的距离缩短，从而使叶片边缘受力减小，以提高其性能、延长使用寿命。

进一步的；所述轮盖厚度从所述轮毂的一端向另一端在径向上尺寸逐渐增大而逐渐变薄；叶片个数为16个。

进一步的，钢套在轴向加工出一个宽度是10MM，厚度为5MM的轴向凸台，用来防止叶轮转动过程中钢套和铝合金叶轮之间的轴向转动；钢套在径向方向加工出两条宽度是10MM，厚度是2.8MM的安装键槽，用来防止叶轮转动过程中钢套和铝合金叶轮之间的轴向转动。

进一步的，钢套的材料选用12NI3的材料。钢套的材料选用12NI3的材料，其硬度高，机械加工性能好，抗弯曲，抗扭性能好

进一步的，其工作转速度要求：51300R/MIN，其线速度达到：59600M/MIN。超出常规铝合金叶轮的要求。

进一步的，叶轮轮毂的小端立柱的直径为Φ56.9，立柱上需要加工Φ40的轴孔，小端壁厚单边8.4MM。小端处在中心距为32的位置需要加工Φ4的圆孔，圆孔边缘距离立柱小端只有3.5MM。

叶轮轮毂小端是为了弥补叶轮轮毂立柱小端壁薄等问题，其形状是叶轮轮毂曲线加工。钢套和叶轮的连接部分——叶轮安装工艺孔(8)，安装键槽(9)，是为了能够保证浇铸后的叶轮与钢套能够连接牢固，在使用中不能够转动。钢套上做些连接筋，用于增加钢套与叶轮的连接强度。钢套在轴向加工出宽度是10MM,厚度为5MM的轴向凸台，用来防止叶轮转动过程中钢套和铝合金叶轮之间的轴向转动。钢套在径向方向加工出两条宽度是 10MM，厚度是2.8MM的安装键槽，用来防止叶轮转动过程中钢套和铝合金叶轮之间的轴向转动。这样防止叶轮和钢套之间轴向和径向的转动。使得钢套和叶轮连接在一起，合二为一。

本发明这样形成钢套和铝合金为一个整体的叶轮，结合了钢套的强度以及铝合金叶轮的优点，提高了叶轮的强度，抗扭屈等机械性能。且本发明的叶轮结构噪音较小、试用寿命较长。采用本发明技术生产的叶轮是通过钢套与设备驱动装置直接连接，其强度明显高于铝合金，实际使用中性能够满足生产的需求。

附图说明

图1为本发明的这种叶轮结构的整体结构示意图；

图2为钢套的整体结构图；

图3为钢套的整体结构图；

图4为钢套的俯视图；

图5为钢套的径向槽的示意图；

图中：1.轮盖；2.叶片；3.轮毂；4.钢套；5.叶轮轮毂上部分；6.径向槽；7.轴向凸 台；8.叶轮安装工艺孔；9安装键槽

具体实施方式

一种采用低压浇铸实现高转速要求的叶轮结构，该叶轮结构属于闭式叶轮，所述轮毂的大致形状为柱状，钢套镶嵌在轮毂中，用于与驱动装置相连接；钢套镶嵌在叶轮轮毂中一起浇铸而成；该叶轮结构主要包括：轮盖(1)，叶片(2)，轮毂(3)，钢套(4)；钢套(4)主要由以下部分构成：叶轮轮毂上部分(5)，径向槽(6)，轴向凸台(7)，叶轮安装工艺孔(8)，安装键槽(9)。

进一步的，叶片形状是按照轴线旋转一定角度，按照周向间隔开均匀设在所述的轮毂上；所述轮盖厚度从所述轮毂的一端向另一端在径向上尺寸逐渐增大而逐渐变薄；叶片个数为16个。

进一步的，钢套在轴向加工出一个宽度是10MM，厚度为5MM的轴向凸台，用来防止叶轮转动过程中钢套和铝合金叶轮之间的轴向转动；钢套在径向方向加工出两条宽度是10MM，厚度是2.8MM的安装键槽，用来防止叶轮转动过程中钢套和铝合金叶轮之间的轴向转动。

进一步的，钢套的材料选用12NI3的材料。钢套的材料选用12NI3的材料，其硬度高，机械加工性能好，抗弯曲，抗扭性能好

进一步的，其工作转速度要求：51300R/MIN，其线速度达到：59600M/MIN。超出常规铝合金叶轮的要求。

进一步的，叶轮轮毂的小端立柱的直径为Φ56.9，立柱上需要加工Φ40的轴孔，小端壁厚单边8.4MM。小端处在中心距为32的位置需要加工Φ4的圆孔，圆孔边缘距离立柱小端只有3.5MM。

这样形成钢套和铝合金为一个整体的叶轮，结合了钢套的强度以及铝合金叶轮的优点，提高了叶轮的强度，抗扭屈等机械性能。采用本发明技术生产的叶轮是通过钢套与设备驱动装置直接连接，其强度明显高于铝合金，实际使用中性能够满足生产的需求。

Claims (2)

1.一种新型叶轮结构，其特征在于：钢套镶嵌在叶轮轮毂中一起浇铸而成；该叶轮结构主要包括：轮盖(1)，叶片(2)，轮毂(3)，钢套(4)；钢套(4)主要由以下部分构成：叶轮轮毂上部分(5)，径向槽(6)，轴向凸台(7)，叶轮安装工艺孔(8)，安装键槽(9)；

所述叶轮结构设置有多个第一叶片、多个第二叶片、多个第三叶片和多个第四叶片，所述第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片的长度依次增加；相邻的所述第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片间的夹角设置为彼此不同；

所述轮盖厚度从所述轮毂的一端向另一端在径向上尺寸逐渐增大而逐渐变薄；钢套在轴向加工出一个宽度是10MM，厚度为5MM的轴向凸台，用来防止叶轮转动过程中钢套和铝合金叶轮之间的轴向转动；钢套在径向方向加工出两条宽度是10MM，厚度是2.8MM的安装键槽，用来防止叶轮转动过程中钢套和铝合金叶轮之间的轴向转动。

2.根据权利要求1所述的一种新型叶轮结构，其特征在于：钢套的材料选用12NI3的材料。