一种可变预紧力的轴系结构及其预紧力计算方法与流程

本发明涉及燃料电池用高压水泵的，尤其涉及一种可变预紧力的轴系结构及其预紧力计算方法。

背景技术：

1、氢燃料电池反应堆会需要使用大量的水冷却反应堆，由此会产生大量高温水，通过高压水泵将高温水重新送入热交换器中冷却并升压送回至氢燃料电池反应堆中。

2、而高压水泵的耐久性需要不断提高。通过使用预紧螺母的预紧力加强转轴的刚性，可降低转轴的磨损。

3、先前的轴系结构都是等距定压来预紧的，弹性件放置的槽的精加工会有偏差，导致不能等距，会有正负0.3的公差，因此弹性件放置在轴系结构中形变量不一样，弹性件的反弹力不一样，反弹力小的时候，球在游隙之间晃动，噪音变大，反弹力大的时候，转轴与轴承之间紧密接触，静摩擦力变大，转轴转动的功率有所损耗。水泵的效率下降。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种可变预紧力的轴系结构及其预紧力计算方法，达到可以调整转轴与轴承之间的静摩擦力，平衡轴转动的功率损耗，提高水泵效率的效果。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种可变预紧力的轴系结构及其预紧力计算方法，包括叶轮、前轴承、后轴承、转子铁心、锁紧螺母、预紧力调整螺母和转轴，所述转子铁心环绕所述转轴设置；

4、所述转轴通过所述锁紧螺母与所述叶轮锁紧在一起；

5、所述前轴承和所述后轴承分别设置在所述转轴的前段和后段；所述前轴承与所述转轴之间过盈配合；所述前轴承和所述后轴承与所述转轴和所述叶轮共同组成可调整的尺寸链；

6、所述后轴承顶端设置有弹性件，弹性件卡设在所述转轴的后段的凹陷处；所述预紧力调整螺母设置在转轴的尾端，所述预紧力调整螺母挤压所述后轴承至所述弹性件位置。

7、进一步地，所述前轴承包括前轴承内圈、前轴承内球和前轴承外圈。

8、进一步地，所述前轴承内圈卡设在所述转轴的前段的凹陷处。

9、进一步地，所述后轴承包括后轴承内圈、后轴承内球和后轴承外圈。

10、进一步地，所述后轴承内圈抵住所述预紧力调整螺母。

11、进一步地，还包括前平衡盘和后平衡盘，所述前平衡盘和所述后平衡盘分别从前后卡紧所述转子铁心。

12、进一步地，弹性件为波形垫圈。

13、进一步地，还包括叶轮上盖，所述叶轮上盖设置在所述叶轮上方。

14、进一步地，预紧力矩的计算方法为：

15、所述预紧力矩：mt＝k×p0×d×0.001n.m；

16、其中，

17、所述k为拧紧力系数；

18、所述d为螺纹公称直径，单位为mm；

19、所述p0为预紧力，单位为n；

20、所述p0＝σ0×as；

21、所述as＝π×ds×ds/4；

22、所述ds：螺纹部分危险剖面的计算直径；

23、所述ds＝(d2+d3)/2；

24、所述d3=d1-h/6，所述h为螺纹牙的公称工作高度；

25、所述σ0＝(0.5-0.7)σs，所述σs-为螺栓材料的屈服极限，单位为kgf/mm。

26、通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

27、通过包括叶轮、前轴承、后轴承、转子铁心、锁紧螺母、预紧力调整螺母和转轴，所述转子铁心环绕所述转轴设置；所述转轴通过所述锁紧螺母与所述叶轮锁紧在一起；所述前轴承和所述后轴承分别设置在所述转轴的前段和后段；所述前轴承与所述转轴之间过盈配合；所述前轴承和所述后轴承与所述转轴和所述叶轮共同组成可调整的尺寸链；所述后轴承顶端设置有弹性件，弹性件卡设在所述转轴的后段的凹陷处；所述预紧力调整螺母设置在转轴的尾端，所述预紧力调整螺母挤压所述后轴承至所述弹性件位置的结构，达到可以调整转轴与轴承之间的静摩擦力，平衡轴转动的功率损耗，提高水泵效率的效果。

技术特征：

1.一种可变预紧力的轴系结构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的可变预紧力的轴系结构及其预紧力计算方法，其特征在于，所述前轴承(3)包括前轴承内圈(3-1)、前轴承内球(3-2)和前轴承外圈(3-3)。

3.根据权利要求2所述的可变预紧力的轴系结构，其特征在于，所述前轴承内圈(3-1)卡设在所述转轴(10)的前段的凹陷处。

4.根据权利要求3所述的可变预紧力的轴系结构，其特征在于，所述后轴承(4)包括后轴承内圈(4-1)、后轴承内球(4-2)和后轴承外圈(4-3)。

5.根据权利要求4所述的可变预紧力的轴系结构，其特征在于，所述后轴承内圈(4-1)抵住所述预紧力调整螺母(9)。

6.根据权利要求1所述的可变预紧力的轴系结构，其特征在于，还包括前平衡盘(5)和后平衡盘(6)，所述前平衡盘(5)和所述后平衡盘(6)分别从前后卡紧所述转子铁心(7)。

7.根据权利要求1所述的可变预紧力的轴系结构，其特征在于，弹性件(11)为波形垫圈。

8.根据权利要求1所述的可变预紧力的轴系结构，其特征在于，还包括叶轮上盖(2)，所述叶轮上盖(2)设置在所述叶轮(1)上方。

9.根据权利要求1所述的可变预紧力的轴系结构的预紧力计算方法，其特征在于，预紧力矩的计算方法为：

技术总结
本发明涉及燃料电池用高压水泵的技术领域，尤其涉及一种可变预紧力的轴系结构及其预紧力计算方法；所述转轴通过所述锁紧螺母与所述叶轮锁紧在一起；所述前轴承和所述后轴承分别设置在所述转轴的前段和后段；所述前轴承与所述转轴之间过盈配合；所述前轴承和所述后轴承与所述转轴和所述叶轮共同组成可调整的尺寸链；所述后轴承顶端设置有弹性件，弹性件卡设在所述转轴的后段的凹陷处；所述预紧力调整螺母设置在转轴的尾端，所述预紧力调整螺母挤压所述后轴承至所述弹性件位置，达到可以调整转轴与轴承之间的静摩擦力，平衡轴转动的功率损耗，提高水泵效率的效果。

技术研发人员：徐楠,林茹
受保护的技术使用者：江苏申氢宸科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16