[實用新型]一種采用低壓澆鑄實現高轉速要求的葉輪結構

有效

• 申請號: 201721153970.0
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN207598570U
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 張愛萍;蔣旭光;黃曉峰
• 申請（專利權）人: 溧陽福思寶高速機械有限公司
• 主分類號: F04D29/28
• 分類號: F04D29/28;F04D29/30;F04D29/02
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本實用新型公開了一種采用低壓澆鑄實現高轉速要求的葉輪結構，其特征在于：鋼套鑲嵌在葉輪輪轂中一起澆鑄而成；該葉輪結構主要包括：輪蓋(1)，葉片(2)，輪轂(3)，鋼套(4)；鋼套(4)主要由以下部分構成：葉輪輪轂上部分(5)，徑向槽(6)，軸向凸臺(7)，葉輪安裝工藝孔(8)，安裝鍵槽(9)。

技術領域

本發明涉及鋁合金葉輪的澆鑄，尤其涉及一種流體鼓風設備用葉輪的澆鑄工藝，具體地涉及一種采用低壓澆鑄實現高轉速要求的葉輪結構。

背景技術

國內外大多數壓縮機葉輪采用鋁合金葉輪，其材質輕便，力學強度好，比強度和比剛度高，導電和導熱性高，耐腐蝕性優良。根據設備的需求不同，就需要葉輪需要在很高的轉速條件下工作，來滿足設備性能的需求。這時就需要葉輪具有更高的比強度和比剛度。閉式葉輪的主要生產方式主要有低壓鑄造與鍛鋁機加后通過鉛焊輪蓋方式。鍛鋁合金通過五軸加工，葉輪的精度高，再通過鉛焊輪蓋方式成型閉式葉輪，其價格較高，不能實現批量生產。由于葉片和輪蓋是分體式，其連接強度低，葉輪在高速旋轉產生的離心力的作用下，輪蓋有可能發生與葉片分離的現象。低壓鑄造的鋁合金分子的緊密性不及鍛鋁合金，其強度要次于鍛鋁合金。其輪蓋和葉片是通過一次性鑄造成型的，連接強度高。而且能夠實現批量性生產，成本較低。但是現需要的葉輪轉速太高，葉輪中間輪轂部分壁太薄，常規低壓鑄造的葉輪強度不能滿足產品的性能要求，現需要更改葉輪的結構，結合低壓澆鑄的特點，設計出合理的葉輪結構，既能通過低壓澆鑄生產，又能滿足葉輪高轉速的特殊性要求。

常規方法是：整個輪轂部分是鋁合金結構，葉輪在高速旋轉時線速度比較大，由于輪轂處壁較薄，強度不能滿足使用要求。

或者采用內鑲套的方法，將葉輪輪轂部分加工出安裝孔，將鋼套通過熱脹冷縮鑲入葉輪安裝孔中，在通過螺絲固定鋼套及葉輪。由于螺絲安裝有間隙，葉輪在長時間高速旋轉后間隙會越來越大，也無法滿足使用要求。

發明內容

本發明的目的是解決現有工藝無法滿足鋁合金葉輪高轉速的要求，克服現有工藝與結構中存在的不足，提供一種新的葉輪結構既滿足低壓澆鑄工藝，又能滿足葉輪高轉速的要求。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種采用低壓澆鑄實現高轉速要求的葉輪結構，該葉輪結構屬于閉式葉輪，所述輪轂的大致形狀為柱狀，鋼套鑲嵌在輪轂中，用于與驅動裝置相連接；鋼套鑲嵌在葉輪輪轂中一起澆鑄而成；該葉輪結構主要包括：輪蓋(1)，葉片(2)，輪轂(3)，鋼套(4)；鋼套(4)主要由以下部分構成：葉輪輪轂上部分(5)，徑向槽(6)，軸向凸臺(7)，葉輪安裝工藝孔(8)，安裝鍵槽(9)。

進一步的，葉片形狀是按照軸線旋轉一定角度，按照周向間隔開均勻設在所述的輪轂上；所述輪蓋厚度從所述輪轂的一端向另一端在徑向上尺寸逐漸增大而逐漸變薄；葉片個數為16個。

進一步的，鋼套在軸向加工出一個寬度是10MM，厚度為5MM的軸向凸臺，用來防止葉輪轉動過程中鋼套和鋁合金葉輪之間的軸向轉動；鋼套在徑向方向加工出兩條寬度是10MM，厚度是2.8MM的安裝鍵槽，用來防止葉輪轉動過程中鋼套和鋁合金葉輪之間的軸向轉動。

進一步的，鋼套的材料選用12NI3的材料。鋼套的材料選用12NI3的材料，其硬度高，機械加工性能好，抗彎曲，抗扭性能好

進一步的，其工作轉速度要求：51300R/MIN，其線速度達到：59600M/MIN。超出常規鋁合金葉輪的要求。

進一步的，葉輪輪轂的小端立柱的直徑為Φ56.9，立柱上需要加工Φ40的軸孔，小端壁厚單邊8.4MM。小端處在中心距為32的位置需要加工Φ4的圓孔，圓孔邊緣距離立柱小端只有3.5MM。