[發明專利]一種高速磁懸浮風機葉輪鎖緊結構

在審

• 申請號: 201710500628.1
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107355419A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 劉剛;董寶田;王坤;韓邦成;鄭世強
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F04D29/26
• 分類號: F04D29/26;F04D29/60
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

技術領域

本發明涉及風機葉輪鎖緊的技術領域，具體涉及一種高速磁懸浮風機葉輪鎖緊結構，在高速磁懸浮風機渦輪高速、高穩定運行時，對葉輪起到定心、傳扭、鎖緊、防松的作用。

背景技術

高速磁懸浮風機通常采用高速直驅的布置方式，省略傳動系統，葉輪直接安裝在轉子軸端，因此要求葉輪的安裝方式可拆卸。而且由于磁懸浮軸承的應用可以達到非常高的運行轉速，因此葉輪的安裝方式不能降低葉輪在離心載荷下的強度。此外，磁懸浮軸承的控制系統要求轉動系統在運行過程中始終保持較高的定心精度，否則葉輪不對中引起的不平衡量可能會導致磁軸承控制系統失去穩定狀態。葉輪鎖緊結構還要保證葉輪在不同工況下的有效鎖緊、具有一定的防松機制。傳統的風機葉輪鎖緊方式難以全部滿足上訴的所有要求，而且結構復雜，加工裝配難度高。

現有專利中實用新型專利CN201320089914.0其優點是拆卸方便，但是結構無法適用于高轉速離心載荷下，而且沒有設計葉輪與轉子軸的定心方式。發明專利CN201210252876.6和實用新型專利CN201220354231.9所述結構中，葉輪外套在轉子軸上，隨著轉速的升高，葉輪與轉子軸之間的配合間隙會變大，從而導致定心精度變差，轉子系統的不平衡量也會變大。而且該結構葉輪芯部材料缺失較多，降低了葉輪在高轉速下抗離心載荷的能力。實用新型專利CN201620271738.6所述磁懸浮高速離心機結構中雖然采用拉桿式的葉輪鎖緊方式，但是其沒有指出葉輪與轉子軸的定位方式是葉輪內置于轉子軸中，只有葉輪內置于轉子中隨著轉速的升高葉輪與轉子的配合間隙才不會變大。而且其沒有設計輔助傳扭和防松裝置，在高速重載和高速跌落的情況下無法保證穩定傳扭和鎖緊可靠。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種高速磁懸浮風機葉輪鎖緊結構，使其滿足拆卸方便、葉輪離心強度高、定心精度高、鎖緊可靠等要求。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案是：一種高速磁懸浮風機葉輪鎖緊結構，包括轉子軸、葉輪、拉桿、螺母、銷釘和圓錐銷，其中葉輪下端通過軸面內置于轉子軸端孔中，轉子軸與葉輪之間安置銷釘，拉桿下端與轉子軸螺紋連接，拉桿光桿處有臺階與葉輪配合，拉桿上端與螺母螺紋連接，螺母與葉輪之間安置防松圓錐銷。

其中，通過拉伸拉桿旋緊螺母施加預緊力鎖緊，在鎖緊之后，再在螺母與葉輪之間安置防松圓錐銷。

其中，所述拉桿上端為粗牙螺紋，下端為細牙螺紋，并且拉桿下端抵住轉子軸。

本發明的原理是：首先定心原理是：葉輪與轉子軸配合處采用對中精度高的過渡配合，軸孔配合面軸向距離較短，使的葉輪與轉子軸即使不是間隙配合但是拆卸也不困難。而且在配合處葉輪內置于轉子軸內，在高轉速運行時，由于葉輪材料的彈性模型較小，離心載荷下變形趨勢較大，所以配合處會越來越緊密，不會發生高轉速下由于葉輪與轉子軸配合間隙變大而導致定心精度變差。

鎖緊傳扭原理是：葉輪中空，內置一個拉桿，用拉伸器拉長拉桿并擰緊拉桿上端的螺母，使拉桿保持一個預緊拉應力從而使得螺母壓緊葉輪。轉子轉動時通過葉片分別與轉子軸和螺母的摩擦力傳遞扭矩。特別地，在一些工況下，轉子系統會突然的加速或者減速，為了應對這種特殊工況，在轉子軸安裝銷釘，銷釘頭與葉輪配合起到輔助傳遞扭矩的作用。

防松原理是：在螺母上預設兩個通孔，當拉伸拉桿并擰緊螺母后，用鉆頭通過螺母上預設的通孔在葉輪上面打孔，并且過盈放置圓錐銷。這樣在轉子軸、葉輪、螺母之間都有銷釘進行防松，三者不會發生相互轉動。拉桿下端螺紋為細牙螺紋，上端螺紋為粗牙螺紋，當螺桿旋出時，螺桿拉伸部分出的多進的少只會越拉越緊，而且螺桿下端抵到轉子軸而無法再旋進，因此螺桿也不會發生轉動。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明中，在葉輪和轉子軸安裝位置，葉輪內置于轉子軸中，當高轉運行時，葉輪與轉子軸的配合越來越緊密，從而保證了整個運行過程中葉輪與轉子軸的定心精度。

(2)本發明中，所有零件都會受到高轉速下的離心載荷作用，零件都有一定的抗離心載荷的能力，特別的葉輪芯部材料缺失較少，保證了葉輪在高離心載荷下的強度。

(3)本發明結構緊湊，拆裝方便，鎖緊可靠。

附圖說明

圖1為本發明的高速磁懸浮風機葉輪鎖緊結構整體結構簡圖；

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施方式進一步說明本發明。