[發明專利]一種一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸結構

有效

• 申請號: 202011155414.3
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112360576B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 王正;馬同玲;趙偉;王力國
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F01D15/08;F01D5/02;F04D25/04;F04D29/26;F04D29/66;F04D29/60;F04D29/053;F04D29/054;H02K7/00;H02K1/28;H02K15/00;F16C3/02;F16D1/08
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

1.一種一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸，其特征在于：包括軸套(1)、電機軸(2)、主軸(3)和一體化葉輪(4)；

所述軸套(1)上有同徑向軸承相裝配的外圓柱面(5)，所述軸套(1)上有同軸向軸承相裝配的圓盤(10)，所述軸套(1)的一端有同電機軸相裝配的沉孔(6)，所述軸套1的沉孔(6)的底部有同主軸的光軸相裝配的圓孔(7)，所述軸套(1)的圓孔(7)的底部有同主軸的螺柱相裝配的螺紋孔(8)，所述軸套(1)的螺紋孔(8)的底部有退刀槽(9)，所述軸套(1)的另一端有用于裝配夾緊的六角凸臺(11)；

所述電機軸(2)由磁芯(14)、長護套(13)和短護套(12)組成，所述電機軸(2)的磁芯(14)位于長護套(13)和短護套(12)的內部，所述電機軸(2)的一側有同軸套相裝配的圓形凸臺(15)，所述電機軸(2)的另一側有同主軸相裝配的沉孔(16)，所述電機軸(2)的中心部位有同主軸裝配的通孔(17)；

所述主軸(3)上有同徑向軸承裝配的外圓柱面(21)，所述主軸(3)的一端有同電機軸的沉孔相裝配的圓形凸臺(20)，所述主軸(3)靠近圓形凸臺的一端有同電機軸和軸套相裝配的光軸(19)，所述主軸(3)靠近圓形凸臺一端的光軸(19)的端部有同軸套相裝配的螺柱(18)，所述主軸(3)的另一端有同一體化葉輪相裝配的階梯軸(22)，所述主軸(3)的階梯軸末端有同一體化葉輪相裝配的螺柱(23)；

所述一體化葉輪(4)為壓氣機葉輪和渦輪葉輪整體式結構，所述一體化葉輪(4)的一端為壓氣機葉輪(24)，所述一體化葉輪(4)的另一端為渦輪葉輪(25)，所述一體化葉輪(4)的壓氣機葉輪(24)和渦輪葉輪(25)之間有過渡軸(26)，所述一體化葉輪(4)的壓氣機葉輪(24)和渦輪葉輪(25)位于同一軸線，所述一體化葉輪(4)的壓氣機葉輪(24)的出氣端同渦輪葉輪(25)的進氣端相臨，所述一體化葉輪(4)的壓氣機葉輪(24)的進氣端有進氣導流凸臺(27)，所述一體化葉輪(4)靠近壓氣機葉輪進氣端的一側中心部位有同主軸的階梯軸相裝配的階梯孔(28)，所述一體化葉輪(4)的階梯孔(28)底部有同主軸的螺柱相裝配的螺紋孔(29)，所述一體化葉輪(4)的螺紋孔底部有退刀槽(30)，所述一體化葉輪(4)靠近渦輪葉輪出氣端的一側有用于裝夾的六角凸臺(31)。

2.根據權利要求1所述的一種一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸的制造工藝，其特征在于：包括以下步驟：

a、確定一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸及其零件的尺寸參數：根據閉式循環熱電轉換系統的渦輪、壓氣機和電機的結構尺寸參數，確定軸套(1)、電機軸(2)、主軸(3)和一體化葉輪(4)的尺寸；

b、確定一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸的裝配力矩：根據閉式循環熱電轉換系統工作參數，確定一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸的螺紋裝配力矩；

c、進行一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸零部件的加工：按照步驟a確定的一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸零部件的尺寸參數，加工軸套(1)、電機軸磁芯(14)、長護套(13)和短護套(12)、主軸(3)和一體化葉輪(4)；

d、電機軸(2)的裝配；

e、主軸(3)同電機軸(2)的裝配：將主軸(3)的光軸(19)穿過電機軸(2)的通孔(17)，使電機軸(2)的沉孔(16)同主軸(3)的圓形凸臺(20)相裝配，使配合端面貼緊；

f、軸套(1)同電機軸(2)和主軸(3)的裝配；

g、一體化葉輪(4)同主軸(3)的裝配：將主軸(3)的階梯軸(22)穿過一體化葉輪(4)的階梯孔(28)，使主軸(3)的階梯軸一端的螺柱(23)同一體化葉輪(4)的螺紋孔(29)相配合，并按照步驟b確定的螺紋裝配力矩進行旋緊，形成完整的轉軸。

3.根據權利要求2所述的一種一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸的制造工藝，其特征在于：在步驟d中，將步驟c中加工好的電機軸磁芯(14)、長護套(13)和短護套(12)，采用加熱長護套(13)和短護套(12)的方式，將磁芯(14)同長護套(13)和短護套(12)過盈裝配在一起，使磁芯(14)的兩側端面分別同長護套(13)和短護套(12)的底部端面貼緊，然后將長護套(13)和短護套(12)的接觸部位進行焊接和打磨，形成完整的電機軸(2)。

4.根據權利要求2所述的一種一體化葉輪側置熱電轉換系統轉軸的制造工藝，其特征在于：在步驟f中，將主軸(3)的光軸(19)穿過軸套(1)的圓孔(7)，通過螺紋旋緊，使主軸(3)的光軸一端的螺柱(18)同軸套(1)的螺紋孔(8)相裝配，同時使軸套(1)的沉孔(6)同電機軸(2)的圓形凸臺(15)相裝配。