变转速静叶可调轴流风机联接结构的制作方法

文档序号:15119779发布日期:2018-08-07 22:39阅读:1256来源:国知局

本实用新型是关于变转速静叶可调轴流风机技术,特别是关于一种变转速静叶可调轴流风机联接结构。



背景技术:

引风机是火力发电厂锅炉主要辅机设备,其运行状况的可靠性直接影响发电机组的安全运行。目前火电厂引风机大多采用电机驱动,随着技术的发展,依靠小汽轮机驱动引风机技术也逐渐得到广泛应用。

现有的超临界机组采用小汽机驱动的静叶可调轴流引风机,风机叶轮轮毂与主轴间通过过盈配合方式传递扭矩,同时通过叶轮压盖和轴套将轮毂固定在主轴上。因风机叶轮压盖螺栓松动,叶轮轮毂与主轴容易发生相对滑动,叶轮压盖螺栓断裂,可能会导致引起风机振动故障频繁发生。

从叶轮轮毂与主轴发生相对滑动,叶轮压盖螺栓断裂情况分析来看,由于叶轮轮毂与主轴间连接结构设计不合理,配合紧力设计偏小,造成引风机叶轮轮毂与主轴间发生相对滑动,而造成相对滑动的运行客观原因通常有:

引风机经常变转速运行导致叶轮轮毂与主轴间扭力不停地变化造成磨损松动;

烟气通过频率与风机叶轮固有频率间存在共振现象,风机每天通过共振区间时风机振动增大,导致叶轮轮毂与主轴间松动和磨损;

因风机故障检修拆卸叶轮,叶轮拆卸过程中,叶轮轮毂与主轴间又经常磨损。同时,叶轮安装前通常需要对叶轮轮毂中心及主轴进行抛光处理,从而导致中心孔与主轴间过盈量逐渐减小,有时甚至使叶轮中心孔与主轴间变成间隙配合,又加剧了叶轮中心孔与主轴间磨损。

因此,该静叶可调轴流风机因叶轮轮毂中心孔与主轴间连接结构设计不合理,不适合经常变转速运行工况。

为了解决上述问题,现有技术将叶轮中心孔与主轴按照过盈配合设计,安装时利用材料的热胀冷缩原理,使轮毂中心孔膨胀从而产生安装间隙,待冷却至常温时两者形成过盈配合,实现扭矩的传递。但是该技术存在以下几个缺点:

风机在特殊使用场合如输送高温介质等采用此种联接方式,其关键是过盈量的选取。过盈量过大对安装与拆卸均带来困难,且易造成两者配合面因过度挤压而产生塑性变形;而过小又会存在运行时因离心力的作用及不同材质热膨胀系数不同等因素而引起配合松动,造成风机振动异常,甚至威胁风机的安全运行。

风机运行时叶轮承受的最大切向应力σt在内径处,且任一半径处的切向应力σt总是大于相对应的径向应力σr,过盈装配的转子在运转时由于质量离心力等因素的作用,轮毂孔径及主轴外径均又不同程度地增加,这种变化将有可能导致原有的过盈量消失,此时的径向应力σri=0,孔与轴相互的挤压力为零,彼此松动,导致运行过程中叶轮与轴之间产生相对运动,影响风机的安全运行。

风机解体检修在回装前需要对锈蚀的主轴进行打磨抛光,经过多次的打磨抛光后,主轴轴径会减小,从而导致后轮毂孔径及主轴外径的过盈量减小甚至消失,从而导致风机运行中产生叶轮与主轴的相对运动,影响风机的安全运行。

为了解决上述问题,现有技术提出了叶轮轮毂与主轴通过矩形截面键联接的方式,主轴通过矩形截面键将转矩传递给叶轮,从而带动风机叶轮转动。该技术设计时须特别注意轮毂材质的选定和主轴、键强度的校核。轮毂材质或主轴、键强度选择不当都会引起风机运行中发生安全事故。除此之外,由于轮毂和主轴上均开有矩形截面键槽,在一定程度上降低了轮毂和主轴的强度。尤其是键槽的直角部位属于应力集中区,风机运行中最容易产生应力集中而产生裂纹。特别是汽轮机驱动的风机,风机的出力主要靠汽轮机的转速来调节,汽轮机转速的频繁变化更容易导致主轴和轮毂的键槽应力集中区产生交变应力,从而促使主轴及轮毂的裂纹发生率更高,安全可靠性比较差。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种变转速静叶可调轴流风机联接结构,避免了因叶轮轮毂与主轴之间的过盈量不足而发生的相对滑动问题。

为了实现上述目的,本实用新型实施例提供了一种变转速静叶可调轴流风机联接结构,所述变转速静叶可调轴流风机联接结构包括:设置在风机叶轮轮毂中心孔与主轴的结合圆周线上的多个键销孔及插入所述键销孔中的键销。

一实施例中,所述键销孔的个数为三个。

一实施例中,所述键销孔均分所述结合圆周线的圆弧。

所述风机叶轮轮毂中心孔对应的键销孔部分为通孔,所述主轴对应的键销孔部分的深度为40mm。

一实施例中,所述键销孔横截面的形状为圆形、椭圆形或长方形。

一实施例中,所述主轴的外径为190.03mm,轮毂的孔径为189.99mm。

本实用新型可以解决目前通常采用的过盈配合联接方式及矩形截面键等联接方式的不足,提高风机运行的安全可靠性,避免了因引风机抢修多带来的检修费用及叶轮、主轴的修复费用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的变转速静叶可调轴流风机联接结构的结构示意图;

图2为本实用新型实施例的风机叶轮轮毂的键销孔部分的示意图;

图3A为本实用新型实施例的主轴的键销孔部分的剖面示意图;

图3B为本实用新型实施例的主轴的键销孔部分的截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例的变转速静叶可调轴流风机联接结构的结构示意图,该变转速静叶可调轴流风机联接结构包括:设置在风机叶轮轮毂4的中心孔1与主轴2的结合圆周线(图中所示最小的圆周)上的多个键销孔3及插入键销孔中的键销(图1中键销已经插入键销孔)。图1中,5为叶片。

键销孔1的个数至少为2个,具体可以根据实际情况进行设定,本实用新型中仅以键销孔的个数为三个进行说明,并非用于限定。

由于键销孔3设置在中心孔1与主轴2的结合圆周线上,所以中心孔1与主轴2上均具有键销孔部分。一实施例中,风机叶轮轮毂中心孔对应的键销孔部分为通孔,主轴对应的键销孔部分不是通孔,深度可以为40mm。

键销孔横截面的形状可以为圆形或椭圆形等,本申请不以此为限。图1中,变转速静叶可调轴流风机联接结构采用风机叶轮轮毂的中心孔与主轴圆周三均分圆柱键销联接方式,通过键销将风机叶轮轮毂与主轴相联接,键销孔为横截面为圆形,圆形的直径为40mm。

具体实施时,风机叶轮轮毂的中心孔与主轴配合公差按照H7/k6过渡配合执行,主轴的粗糙度按1.6或3.2加工,键销的规格型号可以为φ39.9×40mm,材质可以为45号钢。

一实施例中,所述主轴的外径为190.03mm,轮毂的孔径为189.99mm。

图2为本实用新型实施例的风机叶轮轮毂的键销孔部分的示意图,风机叶轮轮毂中心孔对应的键销孔部分31为3个,键销孔部分31均分中心孔的圆弧部分,即每相邻2个键销孔在圆周上的圆弧对应的角度为120°。

图3A为本实用新型实施例的主轴的键销孔部分的剖面示意图;图3B为本实用新型实施例的主轴的键销孔部分的截面示意图。如图3A及图3B所示,主轴的键销孔部分32的深度为40mm,直径也为40mm。

本实用新型可以解决目前通常采用的过盈配合联接方式及矩形截面键等联接方式的不足,提高风机运行的安全可靠性,避免了因引风机抢修多带来的检修费用及叶轮、主轴的修复费用。

本实用新型是对风机叶轮轮毂与主轴的联接方式的优化与改进,风机叶轮轮毂及主轴的尺寸维持不变,采用该优化后的联接方式后,风机运行期间,主轴与风机叶轮轮毂的扭矩传动主要依靠均布于圆周的三个圆柱键销来实现,避免了因叶轮轮毂与主轴之间的过盈量不足而发生的相对滑动问题,提高风机运行的安全可靠性,避免了因引风机抢修多带来的检修费用及叶轮、主轴的修复费用。同时,采用圆孔型的键槽也避免了采用矩形截面键槽所带来的应力集中问题,具有较好的使用和推广价值。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

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