CN216430032U - 一种空心轴及空心转子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空心轴及空心转子，空心轴沿轴向依次设置第一实心轴段、空心轴段和第二实心轴段；第一实心轴段与空心轴段一端焊接；空心轴段另一端与第二实心轴段焊接；至少在所述的空心轴段设置带有空心腔的轴体。通过改进转子内部结构，采用空心转子结构，在满足功能条件下，减轻转子重量质量及转动惯量，减小轴承尺寸，减小驱动系统，降低驱动系统投资。

Description

一种空心轴及空心转子

技术领域

本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种空心轴及空心转子。

背景技术

轴流压缩机是一种提供压缩气体的透平机械设备，是冶炼、石油、化工、制药、环保、风洞等行业大型供风、气体压缩的重要动力设备。主要由定子及转子等几大主体部件组成，其中转子是轴流压缩机的最重要部件。轴流压缩机随着设备的大型化，转子的尺寸也随之变大，导致转子质量很大，转动惯量大，转子的加工制造以及运输的难度都很大，启动时需要更大的启动力矩，需要更大的驱动系统，增加设备的投资成本。

现有技术中的转子采用实心结构，或者采用螺栓连接的空心结构。采用实心结构，转子重量、转动惯量、启动静阻力矩大。采用螺栓连接，存在螺栓松动导致转子失稳引起运行事故的风险，

发明内容

本实用新型提供了一种空心轴及空心转子，降低质量的同时，减小了支撑轴颈直径尺寸，降低了由于轴承带来的功率损失，减少了润滑油消耗量，可以降低压缩机配套设备选型，减少设备投资。

为解决上述问题，本实用新型采取的技术方案包括：

一种空心轴，沿轴向依次设置第一实心轴段、空心轴段和第二实心轴段；第一实心轴段与空心轴段一端焊接；空心轴段另一端与第二实心轴段焊接；至少在所述的空心轴段设置带有空心腔的轴体。

可选的，空心腔内径d1与空心轴段外径d2之比大于0.5。

可选的，所述的空心腔连续贯穿整个空心轴段设置。

可选的，所述的空心腔为等径圆柱形腔体或多个不等径圆柱形腔体的组合。

可选的，第一实心轴段与空心轴段一端焊接形成第一焊缝，空心轴段另一端与第二实心轴段焊接形成第二焊缝；第一焊缝和第二焊缝的圆周线速度均大于135m/s。

可选的，空心腔长度L与空心轴段外径d1之比大于4。

可选的，第一实心轴段和第二实心轴段在轴向分别设置第一支撑轴和第二支撑轴；第一支撑轴直径与空心轴段外径d1之比<0.33。

可选的，所述的第一实心轴段沿轴向依次设置外径渐大的第一支撑轴、第一甩油盘和第一气封片安装槽；

且在第一气封片安装槽轴端面还设置第一平衡矫正组件安装面。

可选的，所述的第二实心轴段沿轴向依次设置第二气封片安装槽、第二甩油盘、第二支撑轴、推力盘和驱动连接盘；

且在第二气封片安装槽轴端面还设置第三平衡矫正组件安装面。

一种空心转子，设置空心轴，所述的空心轴为本公开所述的空心轴，在所述的空心轴上安装叶片；

第二平衡矫正组件安装面设置在空心轴的空心轴段。

本公开通过改进转子内部结构，采用空心轴结构，在满足功能条件下，减轻转子重量质量及转动惯量，减小轴承尺寸，减小驱动系统，降低驱动系统投资。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1为本实用新型的第一种空心轴结构示意图；

图2为本实用新型的第二种空心轴结构示意图；

图3为本实用新型的空心转子结构示意图；

图中各标号表示为：1-第一实心轴段、11-第一支撑轴、12-第一甩油盘、13-第一气封片安装槽、14-第一平衡矫正组件安装面、15-第一气封片、2-空心轴段、21-叶片安装槽、22-第二平衡矫正组件安装面、23(23’)-空心腔、24-叶片、3-第二实心轴段、31-第二支撑轴、32-第二甩油盘、33-第二气封片安装槽、34-第三平衡矫正组件安装面、35-推力盘、36-驱动连接盘、37-第二气封片、4-第一焊缝、5-第二焊缝；

d1-空心腔直径、d2-空心轴段外径、d3-支撑轴外径、L-空心腔长度。

具体实施方式

以下将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，并非全部实施例，也并未对本实用新型做任何形式上的限制，凡是利用本实施例的技术方案，包括对本实施例做了简单的变化，均属于本实用新型保护的范围。

本实用新型描述中，术语“包括”、“包含”和“具有”意在包括性。另外，也应当理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位关系为基于附图所示方位关系，并非理解为对本实用新型的限制。

结合图1和2，本实用新型的空心轴，沿轴向依次设置第一实心轴段1、空心轴段2和第二实心轴段3；第一实心轴段1与空心轴段2一端焊接；空心轴段2另一端与第二实心轴段3焊接；至少在空心轴段2设置带有空心腔23的轴体。本实用新型的空心轴，通过采用空心结构，大大降低了转子重量，从而可以减小了支撑轴颈直径尺寸，降低了由于轴承带来的功率损失，减少了润滑油消耗量，可以降低压缩机配套设备选型，减少设备投资。三段组件结构简单，制造难度低；两道环向焊缝，焊接量小，组焊生产成本低。焊接后，主轴成为一体结构，稳定性高，压缩机使用过程中可以做到免维护。外观整洁，表面可以达到较高的光洁度要求，有利于气流流动。结合处，圆周向质量均匀，不易产生不平衡残余质量，转子稳定性好，不易产生振动，影响压缩机正常使用。

优选的，空心腔内径d1与空心轴段外径d2之比大于0.5。保证轴体或转子在使用中的性能。

在本公开的实施例中，空心腔23连续贯穿整个空心轴段设置。制造难度低，且尽可能的空腔结构，能够降低更多的质量。可以减小支撑轴颈直径尺寸，降低了由于轴承带来的功率损失，减少了润滑油消耗量，可以降低压缩机配套设备选型，减少设备投资。

在本公开的实施例中，空心腔23为等径圆柱形腔体(图1的标号23)或多个不等径圆柱形腔体的组合(图2的标号23’)。以满足不同的转子或轴流压缩机对于降低质量的不同要求而进行合理的选择。

在本公开的实施例中，第一实心轴段1与空心轴段2一端焊接形成第一焊缝4，空心轴段2另一端与第二实心轴段3焊接形成第二焊缝5；第一焊缝4和第二焊缝5的圆周线速度均大于135m/s。第一焊缝4和第二焊缝5的圆周线速度可以相同也可以不同，低于135m/s，整个机组性能会差，但也能使用。两道焊缝在主轴轴线方向的位置：在动叶片的外侧。

在本公开的实施例中，空心腔长度L与空心轴段外径d1之比大于4，这个数值的改变会对主轴结构产生影响。

在本公开的实施例中，第一实心轴段1和第二实心轴段3在轴向分别设置第一支撑轴11和第二支撑轴31；第一支撑轴11与第二支撑轴31的直径相同；支撑轴外径d3与空心轴段外径d1之比<0.33，大于0.33，启动系统需要增大，耗费增加。或者第一支撑轴11与第二支撑轴31的直径也可以不同，但只要满足<0.33即可，由于支撑轴颈直径减小，也降低了启动时的静阻力矩，可以缩小驱动系统，减少设备的投资成本。

在本公开的实施例中，第一实心轴段1沿轴向依次设置外径渐大的第一支撑轴11、第一甩油盘12和第一气封片安装槽13；且在第一气封片安装槽13轴端面还设置第一平衡矫正组件安装面14。在本公开的实施例中，第二实心轴段3沿轴向依次设置第二气封片安装槽33、第二甩油盘32、第二支撑轴31、推力盘35和驱动连接盘36；且在第二气封片安装槽33轴端面还设置第三平衡矫正组件安装面34。

一种空心转子，设置空心轴，空心轴为本公开的空心轴，在空心轴上安装叶片24；第二平衡矫正组件安装面22设置在空心轴的空心轴段2。转子在沿轴向的不同位置，设置了3个用于动平衡残余不平衡量的平衡矫正面，通过3个矫正面的组合使用，可以方便而快速地实现转子动平衡矫正，缩短转子制造周期。转子重量的减轻，在生产制造、安装、使用等环节，可以减少制造费用，降低起吊、运输费用。另外，还可在转子进气侧设置的平衡盘，能够使转子整体在轴向上的推力相互平衡，可以有效减少转子残余轴向力，避免转子承受较大的推力而与轴承发生碰磨的情况，有利于保护转子的形状精度不被破坏，从而起到延长转子的使用寿命、避免产生振动噪音的效果；转子上设置若干个沿转轴轴线方向依次设置的J型气封片(设置在第一气封片安装槽13和第二气封片安装槽33上)能够减少泄露，提高能量转化率，提高压缩机运行效率，降低功率消耗，提高压缩机运行的经济性，比如图3中显示的第一气封片15和第二气封片37；转子上设置的甩油盘，比如第一甩油盘12和第二甩油盘32，通过利用转子旋转产生的离心力，大大减少润滑油泄露到轴承箱外部。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种空心轴，其特征在于，沿轴向依次设置第一实心轴段(1)、空心轴段(2)和第二实心轴段(3)；

第一实心轴段(1)与空心轴段(2)一端焊接；空心轴段(2)另一端与第二实心轴段(3)焊接；

至少在所述的空心轴段(2)设置带有空心腔(23)的轴体。

2.根据权利要求1所述的空心轴，其特征在于，第一实心轴段(1)与空心轴段(2)一端焊接形成第一焊缝(4)，空心轴段(2)另一端与第二实心轴段(3)焊接形成第二焊缝(5)；

第一焊缝(4)和第二焊缝(5)的圆周线速度均大于135m/s。

3.根据权利要求1或2所述的空心轴，其特征在于，空心腔内径d1与空心轴段外径d2之比大于0.5。

4.根据权利要求1或2所述的空心轴，其特征在于，所述的空心腔(23)连续贯穿整个空心轴段设置。

5.根据权利要求1或2所述的空心轴，其特征在于，所述的空心腔(23)为等径圆柱形腔体或多个不等径圆柱形腔体的组合。

6.根据权利要求1或2所述的空心轴，其特征在于，空心腔长度L与空心轴段外径d2之比大于4。

7.根据权利要求1或2所述的空心轴，其特征在于，第一实心轴段(1)和第二实心轴段(3)在轴向分别设置第一支撑轴(11)和第二支撑轴(31)；

支撑轴外径d3与空心轴段外径d2之比<0.33。

8.根据权利要求7所述的空心轴，其特征在于，所述的第一实心轴段(1)沿轴向依次设置外径渐大的第一支撑轴(11)、第一甩油盘(12)和第一气封片安装槽(13)；

且在第一气封片安装槽(13)轴端面还设置第一平衡矫正组件安装面(14)。

9.根据权利要求7所述的空心轴，其特征在于，所述的第二实心轴段(3)沿轴向依次设置第二气封片安装槽(33)、第二甩油盘(32)、第二支撑轴(31)、推力盘(35)和驱动连接盘(36)；

且在第二气封片安装槽(33)轴端面还设置第三平衡矫正组件安装面(34)。

10.一种空心转子，其特征在于，设置空心轴，所述的空心轴为权利要求1-9任一所述的空心轴，在所述的空心轴上安装叶片(24)；

第二平衡矫正组件安装面(22)设置在空心轴的空心轴段(2)。

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