[實用新型]一種高速流體動力機械

有效

• 申請號: 201220151354.2
• 申請日: 2012-04-02
• 公開（公告）號: CN203081853U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 劉華;張治平;鐘瑞興;蔣楠;蔣彩云;謝蓉;傅鵬;閆秀兵
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: F04D29/28
• 分類號: F04D29/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種高速流體動力機械的轉子，尤其是一種轉速在6000rpm以上的高速流體動力機械(如轉速在10000rpm以上的高轉速離心式壓縮機)的轉子。?

背景技術

目前高速流體動力機械尤其是空調領域的高速離心壓縮機，大都通過增速齒輪將轉速提高到設計轉速，帶動葉輪旋轉對來流氣體做功，從而提高氣體壓力。這種常規的壓縮機結構存在以下不足：(1)由于帶有中間齒輪增速箱，增加了壓縮機的機械損失，從而增大壓縮機功耗，影響機組性能；(2)齒輪箱的存在大大增大壓縮機的外形結構，使得箱體顯得龐大、笨重，成本也隨之增加；(3)由于離心壓縮機的轉速很高，齒輪增速過程噪音非常大，因此常規離心機的噪音普遍為93分貝左右，使得其在工程應用中需要額外增加隔音措施，導致工程成本增加；(4)常規離心壓縮機所用電機為三相異步電機，電機效率最高為94％左右，若想在電機上進一步提高能效，難度非常大；(5)常規離心壓縮機的變頻屬低轉速變頻范疇，即：在普通的三相異步電機上增加變頻器方式，此方式相對于定頻方式雖然可以提高部分負荷性能，但由于齒輪傳動機構的存在，帶來機械傳動損失，特別在部分負荷時比較明顯，因此部分負荷性能提升空間也受到制約。?

為此，本實用新型提出將葉輪直接裝配于電機軸上，以避免中間齒輪增速箱所帶來的上述問題，但由此會帶來以下問題：?

1、由于電機軸的一部分需要安裝葉輪，因此造成電機軸的懸臂段比較長，使得由自重產生的靜撓度增大，軸的剛性受到影響；?

2、由于葉輪由高速電機軸直接帶動，葉輪與電機軸的安裝要求大大提高，因此選擇怎樣的加工、安裝方式才能使葉輪與轉子在高速旋轉過程中保持高的同心度和旋轉精度以及高的強度，不發生振動和斷裂現象非常重要；?

3、在高轉速下，如何保證葉輪與轉軸之間的安裝同時能達到較高的密封效果以避免葉輪損失及級間損失也很重要。?

而在現有技術中鑒于拆裝方便葉輪與轉軸大都通過鍵實現連接，鍵連接面的加工表面?質量要求較高，同時，工作時受力不均勻，容易出現應力集中，通過實驗我們發現，尤其轉速在10000rpm以上的高速流體動力機械，力主要集中在鍵根部和鍵槽根部，使葉輪承載能力降低，導致工作時葉輪極易疲勞失效，不能承受沖擊載荷，并且經常出現鍵被壓蝕、折斷、鍵槽變形及滾鍵現象，由此出現葉輪與轉軸之間產生偏心、增大附加不平衡現象等情況，嚴重影響高速流體動力機械的工作性能，這種現象尤其轉速在10000rpm以上的高速離心式壓縮機上顯得更為嚴重。?

由上述現有技術可以看出，如何提供一種既能實現高效傳動又能實現安全的轉子是本領域亟待解決的技術問題。?

實用新型內容

鑒于現有技術中存在的上述問題，本實用新型的主要目的在于解決現有技術的缺陷，提供一種轉速在6000rpm以上，尤其是轉速在7000rpm～20000rpm之間的高速流體動力機械，其包括驅動電機和轉子，轉子包括驅動電機轉軸和對流體做功的旋轉葉輪，其特征在于：所述旋轉葉輪直接安裝在驅動電機的轉軸上，且所述旋轉葉輪采用無鍵連接方式，在徑向上通過熱壓方式與驅動電機轉軸過盈定位在一起，軸向上被鎖緊結構壓緊頂靠在轉軸的一徑向凸緣上。?

進一步，所述旋轉葉輪為多級葉輪，在該多級葉輪之間設置有定位襯套，該定位襯套一方面通過過盈定位方式固定在所述電機的轉軸上，另一方面其前、后端面與其相鄰的葉輪輪轂之間形成能夠傳遞頂緊力矩的第二力矩傳遞面。?

進一步，所述多級葉輪的位于前端的一級葉輪與所述鎖緊結構之間形成有第一力矩傳遞面，所述多級葉輪的位于后端的末級葉輪與所述轉軸及其徑向凸緣之間形成有第三力矩傳遞面。?

進一步，所述第一和/或第二力矩傳遞面和/或第三力矩傳遞面具有一定的坡度，優選的，所述坡度在7度到25度之間；和/或所述第一和/或第二力矩傳遞面和/或第三力矩傳遞面具有增大摩擦作用力效果的凸凹配合結構。?

進一步，所述定位襯套的前端面形成第一軸向凸緣，與其相鄰的葉輪的輪轂的內周面?實現徑向的壓緊配合；進一步優選的，所述第一軸向凸緣與其相鄰的葉輪的輪轂之間的壓緊配合為過盈配合；進一步優選的，所述定位襯套的后端面形成第二軸向凸緣，該第二軸向凸緣與其相鄰的葉輪的輪轂的內周面為間隙配合；進一步優選的，所述定位襯套的外圓周面形成有利于改善流體進入其后葉輪的流動的圓弧過渡段，該圓弧過渡段與其相鄰的葉輪的輪轂之間相切連接。?