一种变电站风机轴的制作方法

本实用新型涉及轴领域，具体涉及一种变电站风机轴。

背景技术：

地下变电站的通风系统有两种形式，一种直接通风，采轴流风机，不设集中风机房；另一种是集中通风，采用离心风机，通过风管道引入风机房。地下变电站的通风系统从所需要的风量、风压选择风机，离心风机的运行工况要优于轴流风机。北京的王府井220kv地下变电站以及国贸110kv地下变电站，通风系统所用的风机就是离心风机。

目前国内的离心鼓风机主轴均为实心钢轴，主轴毛坯件采用锻件或热轧棒料；其主要特点为：加工工艺简单，耗材多，主轴重量大，轴承负荷大。由于多级离心鼓风机因压比增加而级数增多，相应的支撑中心跨距和主轴长度也随之增大。同时因为转子临界转速设计需要，必须保证大跨距主轴由足够的刚度；为此常采取的措施为加大轴径；这样主轴重量大大增加。对于采用滚动轴承结构的机型，加重了轴承负荷，缩短了轴承寿命，带来一系列问题。

中国专利cn202612186u公开了一种双支撑多级离心鼓风机空心主轴结构。包括左轴头段、中间轴，右轴头段，其特征在于：中间轴和左轴头段为空心结构，右轴头段为实心结构，传动端在右轴头段。为保证主轴动平衡精度，在左轴头段设计了主轴动平衡部位，采用去重量法进行静/动平衡。在同等刚度，和传递同等扭矩条件下，本实用新型结构的主轴比相同外形尺寸实心轴减轻重量25％～30％。

该轴的生产加工工艺复杂，尤其是轴的材料特殊，不易焊接，需要高级焊工或者自动化焊接设备，焊接成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种变电站风机轴，该轴重量轻，减少了轴承的负荷，延长的轴承的寿命，并且生产、加工和组装工艺简单，成本较低。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种变电站风机轴，包括有第一轴头、第一连接件、中间轴、第二连接件和第二轴头，第一轴头和第二轴头为实心结构，中间轴为空心结构，第一轴头和第二轴头分别热压安装在中间轴的两端，第一连接件和第二连接件分别螺纹安装在中间轴的两端，第一连接件设置在第一轴头和中间轴的连接处，第二连接件设置在中间轴和第二轴头的连接处，第一轴头和第一连接件的相邻端面卡接，第二连接件和第二轴头的相邻端面卡接。

作为一种变电站风机轴的一种优选方案，中间轴包括有同轴并且顺序连接的第一螺纹段、光杆段、第二螺纹段，第一螺纹段、光杆段、第二螺纹段内径相同，第一螺纹段、第二螺纹段外径相同，第一螺纹段、第二螺纹段的外径均小于光杆段的外径，第一连接件与第一螺纹段螺纹连接，第二连接件与第二螺纹段螺纹连接。

作为一种变电站风机轴的一种优选方案，第一轴头和第二轴头结构相同，第一轴头包括有同轴并且顺序连接的传动段、密封段、连接段、第三螺纹段、轴承段、第一卡接段和热压段，第一连接件包括有同轴并且顺序连接的第二卡接段、第四螺纹段；

热压段和中间轴过盈配合，第一卡接段和第二卡接段卡接，第四螺纹段和第一螺纹段螺纹配合。

作为一种变电站风机轴的一种优选方案，传动段、密封段、连接段、第三螺纹段、轴承段、第一卡接段的直径按顺序逐渐增大。

作为一种变电站风机轴的一种优选方案，第二卡接段为齿端朝向第一卡接段设置的环状齿条，第一卡接段上设置有与第二卡接段上每个齿均卡接的花键槽。

作为一种变电站风机轴的一种优选方案，传动段上设置有键槽。

作为一种变电站风机轴的一种优选方案，密封段上设置有与密封段同轴的环状密封圈槽。

作为一种变电站风机轴的一种优选方案，第四螺纹段的外圆周面上设置有环绕第四螺纹段轴线均布的多个方形凹槽。

本实用新型的有益效果：

第一轴头、第二轴头均与中间轴的内壁过盈配合并且通过热压安装，从而使得第一轴头、中间轴和第二轴头组合成一个空心的轴，第一轴头、第二轴头相对于中间轴的径向颤动通过过盈配合消除，由于第一连接件和第二连接件均螺纹安装在中间轴上，并且第一连接件、第二连接件分别和第一轴头、第二轴头卡接，所以当轴的旋转方向等同于第一连接件和第二连接件的螺纹旋紧方向时，第一轴头、第二轴头相对于中间轴的轴向旋转运动通过第一连接件和第二连接件限制，进而使得第一轴头、第一连接件、中间轴、第二连接件和第二轴头组合成一根内部无相对径向颤动和旋转运动的空心轴，适用于变电站风机等大型设备。

1、该轴相比较于实心轴，重量较轻，减少了轴承的负荷，延长的轴承的寿命；

2、该轴的生产、加工和组装工艺简单，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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是本实用新型实施例所述的一种变电站风机轴的径向视图；

图2是图1的a-a方向剖视图；

图3是本实用新型实施例所述的一种变电站风机轴的分解后径向视图；

图4是本实用新型实施例所述的一种变电站风机轴的分解后立体图；

图5是本实用新型实施例所述的一种变电站风机轴的第一轴头立体图；

图6是本实用新型实施例所述的一种变电站风机轴的第一连接件立体图；

图中：

1、第一轴头；1a、传动段；1a1、键槽；1b、密封段；1b1、密封圈槽；1c、连接段；1d、第三螺纹段；1e、轴承段；1f、第一卡接段；1f1、花键槽；1g、热压段；

2、第一连接件；2a、第二卡接段；2b、第四螺纹段；2b1、凹槽；

3、中间轴；3a、第一螺纹段；3b、光杆段；3c、第二螺纹段；

4、第二连接件；

5、第二轴头。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图6所示的一种变电站风机轴，包括有第一轴头1、第一连接件2、中间轴3、第二连接件4和第二轴头5，第一轴头1和第二轴头5为实心结构，中间轴3为空心结构，第一轴头1和第二轴头5分别热压安装在中间轴3的两端，第一连接件2和第二连接件4分别螺纹安装在中间轴3的两端，第一连接件2设置在第一轴头1和中间轴3的连接处，第二连接件4设置在中间轴3和第二轴头5的连接处，第一轴头1和第一连接件2的相邻端面卡接，第二连接件4和第二轴头5的相邻端面卡接。

第一轴头1、第二轴头5均与中间轴3的内壁过盈配合并且通过热压安装，从而使得第一轴头1、中间轴3和第二轴头5组合成一个空心的轴，第一轴头1、

第二轴头5相对于中间轴3的径向颤动通过过盈配合消除，由于第一连接件2和第二连接件4均螺纹安装在中间轴3上，并且第一连接件2、第二连接件4分别和第一轴头1、第二轴头5卡接，所以当轴的旋转方向等同于第一连接件2和第二连接件4的螺纹旋紧方向时，第一轴头1、第二轴头5相对于中间轴3的轴向旋转运动通过第一连接件2和第二连接件4限制，进而使得第一轴头1、第一连接件2、中间轴3、第二连接件4和第二轴头5组合成一根内部无相对径向颤动和旋转运动的空心轴，适用于变电站风机等大型设备。

中间轴3包括有同轴并且顺序连接的第一螺纹段3a、光杆段3b、第二螺纹段3c，第一螺纹段3a、光杆段3b、第二螺纹段3c内径相同，第一螺纹段3a、第二螺纹段3c外径相同，第一螺纹段3a、第二螺纹段3c的外径均小于光杆段3b的外径，第一连接件2与第一螺纹段3a螺纹连接，第二连接件4与第二螺纹段3c螺纹连接。

第一连接件2和第二连接件4通过分别螺纹安装在第一螺纹段3a和第二螺纹段3c上，安装完成时第一连接件2、第二连接件4与中间轴3的相邻端面抵接在光杆段3b的两端面上，光杆段3b的两端面起到对第一连接件2和第二连接件4的止旋作用。

第一轴头1和第二轴头5结构相同，第一轴头1包括有同轴并且顺序连接的传动段1a、密封段1b、连接段1c、第三螺纹段1d、轴承段1e、第一卡接段1f和热压段1g，第一连接件2包括有同轴并且顺序连接的第二卡接段2a、第四螺纹段2b；

热压段1g和中间轴3过盈配合，第一卡接段1f和第二卡接段2a卡接，第四螺纹段2b和第一螺纹段3a螺纹配合。

首先通过第四螺纹段2b和第一螺纹段3a的螺纹配合将第一连接件2拧紧在中间轴3的一端，然后通过热压段1g和中间轴3的过盈配合将第一轴头1热压在中间轴3上，同时对齐第一卡接段1f和第二卡接段2a使其完成卡接，同理第二连接件4和第二轴头5也安装相同的顺序和方法组装。

传动段1a、密封段1b、连接段1c、第三螺纹段1d、轴承段1e、第一卡接段1f的直径按顺序逐渐增大。

第三螺纹段1d用于安装圆螺母，轴承段1e用于安装轴承，轴承的两端面通过圆螺母端面和第一卡接段1f端面固定，所以第一卡接段1f的直径大于轴承段1e的直径，同时为了便于轴承和圆螺母的安装，轴承段1e的直径大于第三螺纹段1d的直径，第三螺纹段1d的直径大于传动段1a、密封段1b和连接段1c的直径。

第二卡接段2a为齿端朝向第一卡接段1f设置的环状齿条，第一卡接段1f上设置有与第二卡接段2a上每个齿均卡接的花键槽1f1。

第一轴头1和中间轴3卡接时，将花键槽1f1对准第二卡接段2a上的每个齿然后将热压段1g热压到中间轴3的内圈中，即可使得第一卡接段1f和第二卡接段2a完成卡接。

传动段1a上设置有键槽1a1。

键槽1a1用于安装键，从而使得传动段1a得以传递转矩。

密封段1b上设置有与密封段1b同轴的环状密封圈槽1b1。

连接段1c起到连接密封段1b和第三螺纹段1d的作用，密封圈槽1b1用于安装密封圈，密封圈的外径大于连接段1c的外径即可起到良好的密封作用。

第四螺纹段2b的外圆周面上设置有环绕第四螺纹段2b轴线均布的多个方形凹槽2b1。

凹槽2b1用于承载扳手的工作端，使得扳手能够轻易地向第四螺纹段2b传递转矩，从而使得第一连接件2能够更轻易地旋紧在中间轴3上。

本实用新型的工作原理：

工作人员通过扳手卡紧凹槽2b1，将第四螺纹段2b旋紧在第一螺纹段3a上，同时使得第二卡接段2a朝外，然后通过热压将热压段1g压入到中间轴3的内圈中，热压的同时将花键槽1f1对准第二卡接段2a上的每个齿，即可使得第一卡接段1f和第二卡接段2a完成卡接，第二连接件4和第二轴头5也安装相同的顺序和方法组装；

第三螺纹段1d用于安装圆螺母，轴承段1e用于安装轴承，轴承的两端面通过圆螺母端面和第一卡接段1f端面固定；键槽1a1用于安装键，从而使得传动段1a得以传递转矩，连接段1c起到连接密封段1b和第三螺纹段1d的作用，密封圈槽1b1用于安装密封圈；

第一轴头1、中间轴3和第二轴头5组合成一个空心的轴，第一轴头1、第二轴头5相对于中间轴3的径向颤动通过过盈配合消除，当轴的旋转方向等同于第一连接件2和第二连接件4的螺纹旋紧方向时，第一轴头1、第二轴头5相对于中间轴3的轴向旋转运动通过第一连接件2和第二连接件4限制，进而使得第一轴头1、第一连接件2、中间轴3、第二连接件4和第二轴头5组合成一根内部无相对径向颤动和旋转运动的空心轴，适用于变电站风机等大型设备。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。