[發明專利]一種具有瞬斷保護結構的轉子軸

有效

• 申請號: 201310372702.8
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103410844A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 陳冰
• 申請（專利權）人: 中國航空動力機械研究所
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術領域

本發明涉及轉子軸，特別地，涉及一種具有瞬斷保護結構的轉子軸。

背景技術

目前，業界所使用的驅動裝置主要包括：轉子軸，轉子軸一端連接轉子，另一端連接傳動裝置。傳動裝置驅動轉子軸旋轉，以此帶動轉子旋轉，用于動力的輸出。

由于結構的限制，轉子與保護轉子的機匣之間的間隙很小，在轉子因異物或轉子葉片因溫度升高發生膨脹，而與機匣內壁接觸進而導致轉子卡滯時，轉子軸將遭受異常大扭矩載荷。此種狀況會導致轉子軸端部的傳動裝置損壞，進而導致傳動系統停車。傳動裝置一般都造價昂貴，維修與更換的成本都比較高。

發明內容

本發明目的在于提供一種具有瞬斷保護結構的轉子軸，以解決轉子軸遭受異常大扭矩載荷后，傳動裝置易損壞，導致設備維護與更換成本高的技術問題。

為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種具有瞬斷保護結構的轉子軸，轉子軸的一端與轉子連接，另一端與傳動裝置連接，轉子軸上設有防護軸頸，防護軸頸的安全系數n不小于轉子軸的許用安全系數[n]；即：n＝σ_0.2/σ_MAX≥[n]，其中，σ_0.2為防護軸頸的屈服強度，σ_MAX為轉子軸的最大當量應力；且，防護軸頸的失效載荷小于傳動裝置的失效載荷。

進一步地，防護軸頸的徑寬為轉子軸的最小徑寬。

進一步地，防護軸頸的安全系數n不小于轉子軸的許用安全系數[n]的1.15倍。

進一步地，防護軸頸的失效載荷小于傳動裝置的失效載荷10％以上。

進一步地，防護軸頸設置在轉子軸靠近傳動裝置的一端。

本發明具有以下有益效果：

在轉子軸遭受異常大扭矩載荷時，轉子軸的防護軸頸自動斷裂，進而有效防止高成本的傳動裝置損壞，降低設備的維護與使用成本。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發明一種具有瞬斷保護結構的轉子軸優選實施例的結構示意圖；以及

圖2是本發明一種具有瞬斷保護結構的轉子軸優選實施例中轉子軸的剖面圖。

附圖標記說明

1、傳動裝置；2、轉子軸；4、轉子；6、機匣；7、防護軸頸；d、防護軸頸的徑寬。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

請參閱圖1與圖2，本發明的優選實施例提供了一種具有瞬斷保護結構的轉子軸，轉子軸2的一端與轉子4連接，另一端與傳動裝置1連接。轉子4設置在機匣6內，轉子軸2上設有防護軸頸7。

在正常載荷作用下，轉子軸2應具有足夠的強度，以保證轉子軸2可以帶動轉子4正常工作。因此，防護軸頸7的安全系數n不小于轉子軸2的許用安全系數[n]；根據第4強度理論，即：n＝σ_0.2/σ_MAX≥[n]，其中，σ_0.2為防護軸頸7的屈服強度，σ_MAX為轉子軸2的最大當量應力。

在轉子軸2正常運轉的情況下，由于防護軸頸7的安全系數n不小于轉子軸2的許用安全系數[n]，防護軸頸7不會在轉子軸2正常運轉的情況下發生斷裂，轉子軸2能正常驅動轉子4運行。

但是，在異常載荷作用下，轉子軸2必須在被保護的傳動裝置1失效前失效；因此，防護軸頸7的失效載荷要小于傳動裝置1的失效載荷。

例如，被保護的傳動裝置1的失效載荷為100N.m，轉子軸2的防護軸頸7的斷裂載荷為70N.m，則防護軸頸7的失效載荷比傳動裝置1的失效載荷小30N.m。在轉子軸2受到異常大載荷時，旋轉軸2的防護軸頸7會在傳動裝置1失效前先斷裂，切斷轉子軸2與傳動裝置1間的連接，從而保護了傳動裝置1。

較優地，防護軸頸7的徑寬d為轉子軸2的最小徑寬。通過減小防護軸頸7的徑寬，降低防護軸頸7處的強度，以此在轉子軸2上形成一處簿弱段。此種結構只需在轉子軸2上開槽，即可形成防護軸頸7，加工方便。但在實際實施過程中，該防護軸頸7也可以采用其它結構予以實現；例如，通過金屬熱處理工藝降低轉子軸2上局部部位的強度，形成防護軸頸7；或者，也可以使用強度低于轉子軸2其它部分的材料形成防護軸頸7。