一种冷冻机叶轮支承结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种流体机械，具体涉及一种冷冻机叶轮支承结构。


背景技术：

2.冷冻机上，安装在高速旋转主轴轴端的叶轮，通常情况下，采用有键式联接以及无键联接两种方式，有键式联接由于键槽设计及键的材料同叶轮本体材料不一致等原因，可能会在叶轮及驱动轴上产生额外的动不平衡；另一方面，由于叶轮上设计有键槽，需要考虑叶轮的局部强度问题，增加了叶轮的设计难度；再就是，键式联接只能实现周向定位，缺少轴向定位。而常规无键连接采用胀紧的方式连接，目前胀紧连接方式中，由于通常叶轮较多采用铝合金制造，整体硬度以及强度较低，为了保证较大胀紧力，若对叶轮中心孔采用较大的力，这种情况容易出现叶轮中心孔变形，或者工作时，叶轮中心孔容易出现变形、疲劳以及胶合等失效因素后，不能持续保证可靠的过盈量，内孔损坏后，整个叶轮报废处理，同时通过中心孔这种较小孔径传递的力矩较小，目前只能够在叶轮允许范围内进行较小过盈量的胀紧，同时传递给叶轮的扭矩较小，叶轮的安装结构存在较大的失效风险。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种冷冻机叶轮支承结构，它结构简单、紧凑，能够对叶轮进行可靠地安装和固定，使叶轮与主轴之间能够传递较大的扭矩，能够降低叶轮支承结构的失效风险。
4.本实用新型的目的是这样实现的：一种冷冻机叶轮支承结构，包括主轴以及叶轮，所述主轴的一端设置第一阶梯轴段，所述第一阶梯轴段的小径段上配合衬套，所述衬套的内伸端通过第一阶梯轴段的第一轴肩限位，所述衬套外周设置第二阶梯轴段，所述第二阶梯轴段的小径段与叶轮的中心孔配合，所述第二阶梯轴段的第二轴肩对叶轮进行轴向限位，第二轴肩通过紧固件与叶轮背部可拆卸式连接，所述衬套的内孔包括锥孔，所述锥孔中胀紧配合锥套，所述锥套包括头部，所述头部的一端设置多个绕锥套轴心线呈圆周分布的瓣爪，瓣爪背向头部延伸，相邻瓣爪之间留置间隙，所述瓣爪外侧面设置与锥孔配合的锥面，所述瓣爪内侧面与第一阶梯轴段的小径段配合，所述主轴的端部与头部螺纹连接并将锥套轴向拉紧在主轴的头端。
5.所述衬套内孔包括第三阶梯孔段，所述第三阶梯孔段的小径段为直孔段，该直孔段口端的端面与第一轴肩配合，所述第三阶梯孔段的大径段为锥孔。
6.所述衬套背向锥孔的一端的端面设置环形切槽。
7.所述衬套的第二轴肩上设置多个绕衬套中心呈圆周分布的螺栓孔，所述紧固件为连接螺栓，所述螺栓孔配合连接螺栓，所述连接螺栓的外伸端与叶轮背部的螺栓孔螺栓连接。
8.所述锥套上设置八个形状相同的瓣爪，每个瓣爪的内侧面对应的圆心角为39.5
°
，所述间隙的横截面呈矩形。
9.所述瓣爪外侧面的锥度为1:9。
10.所述第一阶梯轴段的大径段上固联甩油盘。
11.所述锥套和/或衬套由合金调质钢制成。
12.所述合金调质钢的牌号为35crmo。
13.采用上述方案，有益效果如下，通过第一阶梯轴段实现了衬套的径向固定以及轴向固定；通过第二阶梯轴段实现叶轮的径向固定以及叶轮的轴向固定，同时第二轴肩偏离叶轮中心孔，位于中心孔外侧，能够通过紧固件实现较大面积的连接，能够将扭矩更加分散地传递给叶轮，能够避免扭矩传递过程中叶轮中心孔应力集中效应，通过第二阶梯轴段的轴肩与叶轮连接，能够避免采用凸缘结构连接叶轮，凸缘边部强度较低的缺陷。锥套采用多个瓣爪结构，每个瓣爪相互独立，这种结构能够降低锥套的重量，由于每个瓣爪相互独立，每个瓣爪都能能够单独的参与过盈连接，保证锥套外周具有较为均匀的胀紧力，同时这种结构具有一定的调心作用；相比较传统锥套的整个锥面为锥面的结构，锥套胀紧结合面的接触面积变小，瓣爪的外侧压强提升，保证了瓣爪与锥孔良好接触。锥套或者衬套损坏后，可及时更换，整个叶轮依旧可继续使用，若锥套和衬套为钢制零件，两者之间能够承受较大的胀紧力。采用本实用新型，它结构简单、紧凑，能够对叶轮进行可靠地安装和固定，使叶轮与主轴之间能够传递较大的扭矩，能够降低叶轮支承结构的失效风险。
14.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.图2为锥套的结构示意图；
17.图3为图2中a
‑
a剖视图；
18.图4为衬套的结构示意图；
19.图5为衬套的剖面结构示意图。
20.附图中，200为主轴，100为叶轮，210为第一阶梯轴段，211为第一轴肩，300为衬套，310为第二阶梯轴段，311为第二轴肩，320为直孔段，333为锥孔，334为环形切槽，340为螺栓孔，350为连接螺栓，400为锥套，410为头部，420为瓣爪，430为间隙，500为螺纹轴段，600为甩油盘。
具体实施方式
21.参照附图，将详细描述本实用新型的具体实施方案。
22.参见图1至图5，一种冷冻机叶轮支承结构的一种实施例，一种冷冻机叶轮100支承结构，包括主轴200以及叶轮100，所述主轴200的一端设置第一阶梯轴段210，所述第一阶梯轴段210的小径段上配合衬套300，所述衬套300的内伸端通过第一阶梯轴段210的第一轴肩211限位。所述第一阶梯轴段210的大径段上可固联甩油盘600，设置甩油盘600能够防止工作介质窜过衬套300、锥套400以及叶轮100背部后继续向主轴200支承结构窜入，避免主轴200支承结构损坏。所述衬套300外周设置第二阶梯轴段310，所述第二阶梯轴段310的小径段与叶轮100的中心孔配合，所述第二阶梯轴段310的第二轴肩311对叶轮100进行轴向限位，第二轴肩311通过紧固件与叶轮100背部可拆卸式连接；进一步地，所述紧固件为连接螺
栓350，所述衬套300的第二轴肩311上设置多个绕衬套300中心呈圆周分布的螺栓孔340，本实施例中，设置12个螺栓孔340，所述螺栓孔340配合连接螺栓350，所述连接螺栓350的外伸端与叶轮100背部的螺栓孔340螺栓连接。
23.所述衬套300的内孔包括锥孔333，所述锥孔333中胀紧配合锥套400；所述锥套400和/或衬套300由合金调质钢制成，合金调质钢是指经过调质处理后使用的中碳合金结构钢，主要用于在包含扭转、弯曲、冲击等多种载荷下工作；进一步地，所述合金调质钢的牌号为35crmo，这种合金调质钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达500℃；冷，低温至
‑
110摄氏度，并具有高的静强度、冲击韧度及较高的疲劳强度、淬透性良好，无过热倾向，淬火变形小。本实施例中，所述衬套300内孔包括第三阶梯孔段，所述第三阶梯孔段的小径段为直孔段320，该直孔段320用于衬套300的定位，该直孔段320口端的端面与第一轴肩211配合实现衬套300的轴向限位，所述第三阶梯孔段的大径段为锥孔333。所述衬套300背向锥孔333的一端的端面设置环形切槽334，能实现减重效应，同时能够方便紧固件安装，缩短整个结构的轴向距离。所述锥套400包括头部410，所述头部410的一端设置多个绕锥套轴心线呈圆周分布的瓣爪420，瓣爪420背向头部410延伸，相邻瓣爪420之间留置间隙430，所述瓣爪420外侧面设置与锥孔333配合的锥面，所述瓣爪420外侧面的锥度为1:9，能够具有较好的自锁性，同时能够传递较大扭矩。所述瓣爪420内侧面与第一阶梯轴段210的小径段配合，本实施例中，所述锥套400上设置八个形状相同的瓣爪420，每个瓣爪420的内侧面对应的圆心角为39.5
°
，所述间隙430的横截面呈矩形。所述主轴200的端部与头部410螺纹连接并将锥套400轴向拉紧在主轴200的头端。所述第一阶梯轴段的端部可设置螺纹轴段500，该螺纹轴段与头部410的安装孔螺纹配合。
24.采用上述方案，叶轮100安装时，先通过连接螺栓350对将叶轮100固定在衬套300上，再在主轴200上装配衬套300，再装入锥套400，最后通过螺纹轴段500拉紧锥套400，实现锥套400与衬套300的胀紧，通过第一阶梯轴段210实现了衬套300的固定；通过第二阶梯轴段310实现叶轮100的径向固定以及叶轮100的轴向限位，由于每个瓣爪420相互独立，每个瓣爪都能能够单独的参与过盈连接，保证锥套400外周具有较为均匀的胀紧力。由于锥套400和衬套300均为钢制零件，两者之间能够承受较大的胀紧力。采用本实用新型，它结构简单、紧凑，能够对叶轮100进行可靠地安装和固定，使叶轮100与主轴200之间能够传递较大的扭矩，能够降低叶轮100支承结构的失效风险。
25.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。