一种单轴离心压缩机转子及其装配方法与流程

本发明涉压缩机，尤其涉及一种单轴离心压缩机转子结构及其装配方法。

背景技术：

转子是离心压缩机的核心部件，其不仅影响压缩机的气动性能，同时也是影响压缩机的转子动力学特性的重要因素。单轴悬臂式离心空压机的首级叶轮为悬臂形式，叶轮与主轴连接，通过原动机驱动进行作功。

现有的叶轮与主轴连接方式为法兰盘连接，叶轮通过螺栓与小齿轮轴把紧，使叶轮和小齿轮轴的法兰接触面在运转的过程中产生摩擦力，以此力来避免运转过程中两法兰可能发生的相对位移。这种连接方式存在以下不足：

(1)安装难度大，装配精度较低。

(2)安装过程中易研磨法兰端面，对转子造成损伤。

(3)安装后，在运行过程中，叶轮与法兰易发生相对位移，增加转子不平量，不利于稳定运行。

以上三点是影响转子稳定运行的重要因素。

现有结构的悬臂端重量、悬臂端重心与支撑中心的距离过大，经研究发现，这两个特征值与转子运行的振幅值成正比，应尽量减小。现有结构的设计以增加转子刚性，提高转子稳定性为目的。这种设计理念使转子支撑中心处的轴径过大，虽然转子运行期间的稳定性得到了保障，但因转子刚性大，临界转速接近工作转速，使得转子振幅增加，不利于长期稳定运行。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种单轴离心压缩机转子，本发明的另一目的提出一种单轴离心压缩机转子的转配方法。

本发明所述的一种单轴离心压缩机转子，包括具有锥形轴头的主轴，和与所述轴头配合的叶轮。

进一步地，所述轴头中具有用于注入高压油的注油腔。

进一步地，所述注油腔包括用于固定高压油管的第一注油腔，和将第一注油腔与所述轴头的外壁连通的第二注油腔。

进一步地，所述叶轮具有锥形轴孔，所述叶轮通过所述锥形轴孔与所述主轴的轴头过盈配合安装。

进一步地，还包括用于导流的轮盘，所述轮盘具有空腔，所述轮盘与所述叶轮固定连接。

另一方面，一种单轴离心压缩机转子装配方法，包括：

在主轴的轴头中加工注油腔；

将叶轮过盈装配到所述主轴的轴头上；

通过注油腔向所述主轴轴头外壁与所述叶轮轴孔之间的间隙中注入高压油；

将叶轮推至主轴的轴肩；

对所述轴头外壁与轴孔间隙中的高压油进行泄压。

进一步地，单轴离心压缩机转子装配方法还包括：

向所述叶轮安装轮盘。

进一步地，单轴离心压缩机转子装配方法还包括：

对所述轮盘进行掏空处理。

进一步地，向所述轴头外壁与轴孔间隙中注入的高压油油压为250-350mpa。

本发明所述装配方法及压缩机转子结构，装配工艺简单，装配精度高，具有传递扭矩大、无相对位移等特点，极大的提高了转子运行的稳定性，降低了运行过程中转子振动的幅值。同时，用户后期对压缩机的检修维护也极为简便。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明所述单轴离心压缩机转子结构示意图；

图2为本发明所述主轴轴头结构示意图。

图3为本发明所述单轴离心压缩机转子装配方法流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明所述单轴离心压缩机转子结构的具体实施方式进行说明。

一、单轴离心压缩机转子实施例

本实施例所述的单轴离心压缩机转子包括采用液压锥轴过盈连接形式固定连接的主轴1和叶轮2，具体的，主轴1具有锥形轴头，所述叶轮2具有锥形轴孔21，所述叶轮2通过所述锥形轴孔21与所述主轴1的轴头过盈配合安装，为了提高加工精度，叶轮2与主轴1的配合部分需要用研磨的方式进行加工。

所述轴头中具有用于注入高压油的注油腔，优选地，所述注油腔包括用于固定高压油管的第一注油腔11，和将第一注油腔与所述轴头的外壁连通的第二注油腔12。

所述叶轮2还固定安装有用于导流的轮盘3，在具体安装时，轮盘3与叶轮2的端面通过螺栓把合固定，优选地，所述轮盘3具有空腔31，在轮盘3中开挖空腔31，能够使压缩机转子件悬臂端的重量减轻。

二、单轴离心压缩机转子装配方法

本实施例所述的单轴离心压缩机转子装配方法实施例包括如下步骤：

s1、在主轴1的轴头中加工注油腔；所述注油腔包括用于固定高压油管的第一注油腔11，和将第一注油腔11与所述轴头的外壁连通的第二注油腔12。

s2、将叶轮2过盈装配到所述主轴1的轴头上；叶轮2的轴孔内壁形状，及主轴1轴头的形状均为锥形结构，将叶轮2在轴头上向主轴1轴肩方向推的过程中已形成过盈配合，使叶轮2无法到达主轴1的轴肩位置。

s3、通过注油腔向所述主轴1轴头外壁与所述叶轮2轴孔21之间的间隙中注入高压油；优选地，所述第一注油腔11的内壁设置有螺纹，高压油管的一端与油泵连通，另一端与第一注油腔11螺纹固定连接，油泵工作，高压油由第一注油腔11进入第二注油腔12，进而注入叶轮2轴孔21内壁与主轴1轴头之间的间隙中，高压油油压设置为250-350mpa，使叶轮2的轴孔21膨胀、发生弹性形变、与主轴1的轴头间隙增大。

s4、将叶轮2推至主轴1的轴肩。

s5、对所述轴头外壁与轴孔21间隙中的高压油进行泄压；使叶轮2的轴孔21弹性形变恢复并与主轴1的轴头产生过盈连接，完成叶轮2与主轴1的装配。

作为另一实施例，所述装配方法还包括：向所述叶轮2安装轮盘3，优选地，可先对所述轮盘3进行掏空处理，使轮盘3具有空腔31，再将轮盘3通过螺栓与叶轮2把合。

叶轮2的轴孔21在离心力作用下产生形变，导致叶轮2的轴孔21与主轴1的轴头接触面积减小，由力学分析结果可知，通过上述方法完成装配的转子结构，满足轴头与轴孔剩余接触面积大于50％过盈量的安装要求。

叶轮2采用液压锥轴过盈连接的结构形式后，可以尽量缩短主轴悬臂段b重心与支撑段a重心的距离，减小转子振动幅值，同时，在满足力学性能的前提下，对叶轮2的轮盘3进行最大的掏空处理，减轻悬臂端重量，减小转子振动幅值，而且，在满足转子稳定性分析的前提下，可以减小转子的支撑中心轴径，减小转子刚性，使得运行转速值远离临界转速值，进一步减小转子振动幅值。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也全部包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明所述的单轴离心压缩机转子，包括具有锥形轴头的主轴，和与所述轴头配合的叶轮；本发明还公开了一种单轴离心压缩机转子装配方法，通过所述装配方法装配完成的单轴离心压缩机转子结构，装配工艺简单，装配精度高，具有传递扭矩大、无相对位移等特点，极大的提高了转子运行的稳定性，降低了运行过程中转子振动的幅值；同时，用户后期对压缩机的检修维护也极为简便。

技术研发人员：杜崇洋;汪创华;葛丽玲;张鹏飞;金鑫;陈久国;戴兴
受保护的技术使用者：沈阳透平机械股份有限公司
技术研发日：2017.07.05
技术公布日：2017.09.19