[發(fā)明專利]一種誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子之間的連接結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510908698.1
• 申請(qǐng)日: 2015-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN105545379A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊大昱;白東安;毋杰;劉軍年;趙瑞勇;徐楠;安莎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安航天動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): F01D25/00
• 分類號(hào): F01D25/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 楊亞婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子之間的連接結(jié)構(gòu)，特別是一種小尺 寸、低功率、高轉(zhuǎn)速的上面級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵的誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子之間 的連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

渦輪泵是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟，上面級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵具有尺寸小、功率 低、轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。渦輪泵中常規(guī)的誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子之間的連接結(jié)構(gòu)為： 離心輪、誘導(dǎo)輪分別通過平鍵(或花鍵)與轉(zhuǎn)子連接，靠鎖緊螺母固定，且鎖 緊螺母須采取相應(yīng)的鎖緊防松措施。此種連接結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是零件較多，連接結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，不利于渦輪泵小型化設(shè)計(jì)和可靠性提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服常規(guī)誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子之間的連接結(jié) 構(gòu)應(yīng)用于上面級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵帶來的不利因素，提供一種適用的誘導(dǎo)輪、 離心輪、轉(zhuǎn)子之間的連接結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：

本發(fā)明所提供的一種簡(jiǎn)單可靠的誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子之間的連接結(jié)構(gòu)， 所述誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，其特殊之處在于：

所述誘導(dǎo)輪的末端外部加工外花鍵，末端內(nèi)部加工帶內(nèi)螺紋的盲孔；

所述離心輪加工與誘導(dǎo)輪外花鍵相匹配的內(nèi)花鍵，所述離心輪與誘導(dǎo)輪通 過花鍵連接；

所述轉(zhuǎn)子加工與誘導(dǎo)輪內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋，所述轉(zhuǎn)子與誘導(dǎo)輪通過螺 紋連接。

以上為本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，基于該基本結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還做出以下優(yōu)化限定：

進(jìn)一步的，為了避免誘導(dǎo)輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)螺紋松弛，本發(fā)明誘導(dǎo)輪與轉(zhuǎn)子之間 的螺紋副擰緊方向與渦輪泵工作時(shí)旋轉(zhuǎn)方向相同。

再進(jìn)一步的，為提高裝配精度和傳遞扭矩性能，本發(fā)明所述的誘導(dǎo)輪與離 心輪之間的花鍵連接采用漸開線花鍵。

再進(jìn)一步的，為了進(jìn)一步縮小連接結(jié)構(gòu)的軸向尺寸，本發(fā)明誘導(dǎo)輪的外花 鍵與內(nèi)螺紋在誘導(dǎo)輪末端的軸向位置相同。

本發(fā)明與常規(guī)的連接結(jié)構(gòu)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明省略了常規(guī)設(shè)計(jì)中的輔助零件及工藝槽(孔)，設(shè)計(jì)方案大幅簡(jiǎn) 化。采用本發(fā)明后，渦輪泵軸系結(jié)構(gòu)更加緊湊，節(jié)省了設(shè)計(jì)空間，減輕了渦輪 泵質(zhì)量，對(duì)渦輪泵小型化設(shè)計(jì)十分有利。

2、本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)在高轉(zhuǎn)速、小扭矩工作條件下，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，安全可靠。

3、本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)裝配環(huán)節(jié)一步到位，省略了多個(gè)零件的裝配、 施加力矩及鎖緊防松等環(huán)節(jié)，提高了裝配效率和裝配質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為渦輪泵中常規(guī)的誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

其中附圖標(biāo)記為：1-誘導(dǎo)輪，2-離心輪，3-轉(zhuǎn)子，4-誘導(dǎo)輪鎖緊螺母，5- 鎖片，6-第一平鍵，7-離心輪鎖緊螺母，8-第二平鍵。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合本發(fā)明的原理對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明的原理是：上面級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵流量很小，功率很低，但其設(shè) 計(jì)轉(zhuǎn)速又很高(可達(dá)60000r/min)，所以渦輪泵軸系的扭矩很小，通常不超過 10N·m，而誘導(dǎo)輪與轉(zhuǎn)子之間的螺紋擰緊力矩一般為30～35N·m。針對(duì)這種小 扭矩的工作條件，本發(fā)明以誘導(dǎo)輪為設(shè)計(jì)核心，通過在誘導(dǎo)輪末端外部加工外 花鍵，末端內(nèi)部加工內(nèi)螺紋的方式，使其具備同時(shí)與離心輪和轉(zhuǎn)子連接的功能。 該連接方式在高轉(zhuǎn)速、小扭矩工作條件下，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，安全可靠，且螺紋副擰 緊方向與渦輪泵工作時(shí)旋轉(zhuǎn)方向相同，可避免螺紋連接因高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生松弛。

如圖1所示，本發(fā)明為一種簡(jiǎn)單可靠的誘導(dǎo)輪、離心輪、轉(zhuǎn)子之間的連接 結(jié)構(gòu)，它由誘導(dǎo)輪1、離心輪2和轉(zhuǎn)子3組成。對(duì)比圖1和圖2可知，本發(fā)明 較常規(guī)設(shè)計(jì)省略了誘導(dǎo)輪鎖緊螺母4、鎖片5、第一平鍵6、離心輪鎖緊螺母7 和第二平鍵8五種零件，同時(shí)省略了鍵槽、螺母鎖緊槽等工藝槽(孔)，整個(gè)連 接結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單緊湊。

本發(fā)明中的誘導(dǎo)輪1為整個(gè)連接結(jié)構(gòu)的核心零件，它與離心輪2之間采用 花鍵連接，與轉(zhuǎn)子3之間采用螺紋連接。本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)在裝配時(shí)，通過專 用工裝對(duì)離心輪2施加力矩，力矩通過花鍵傳遞至誘導(dǎo)輪1，帶動(dòng)誘導(dǎo)輪1旋 轉(zhuǎn)并將其擰緊固定于轉(zhuǎn)子3上，與此同時(shí)，誘導(dǎo)輪1底面將離心輪2壓緊固定 于轉(zhuǎn)子3上，從而實(shí)現(xiàn)了裝配環(huán)節(jié)一步到位。對(duì)比圖2中常規(guī)連接結(jié)構(gòu)的裝配， 本發(fā)明的裝配過程省略了多個(gè)零件的裝配、施加力矩及鎖緊防松等環(huán)節(jié)，提高 了裝配效率和裝配質(zhì)量。本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)適用于小尺寸、低功率、高轉(zhuǎn)速的 上面級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。