一种空心转子及双级离心空压机的制作方法

本技术属于空压机，具体涉及一种空心转子及双级离心空压机。

背景技术：

1、空压机为燃料电池发电系统提供特定压力的洁净空气，是氢燃料电池系统的关键零部件之一。燃料电池系统要求空压机体积小且绝对无油，所以高速直驱无油离心空压机在燃料电池空压机上的应用越来越广泛。

2、高速直驱无油离心空压机，采用的是动压气浮轴承，其适用于高速轻载的场合。在一定的转速条件下，高转速转子与动压气浮轴承之间靠气膜支撑。在这种高速转动下，转子的重量、刚性与磁性能等多方面的性能参数对空压机的性能起到了至关重要的影响。

3、如图1所示，相关技术中公开了一种传统的高速离心空压机转子结构，转轴和磁柱均为实心结构，自重较大，且转轴结构在轴向方向上为左转轴段、若干实心磁柱、右转轴段粘贴拼接，然后外周通过套筒套设在转轴与磁柱外表面焊接而成焊接。

4、该结构所带来的的缺陷是转轴结构的整体刚度不大，其刚度和强度依赖于粘贴强度、套筒的刚度和焊接强度，对安装加工的要求较高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种空心转子及双级离心空压机，以解决现有转子结构的刚度和强度依赖于粘贴强度、套筒的刚度和焊接强度，对安装加工的要求较高的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种空心转子，包括：第一轴段，其一端为第一叶轮安装部，另一端设置有第一插接部；第二轴段，其一端为第二叶轮安装部，另一端设置有第二插接部；中间轴段，其两端分别与第一插接部和第二插接部插接连接，且中间轴段为中空结构；磁钢组件，套设在中间轴段的轴身外周；以及护套组件，套设在磁钢组件外周，用于将磁钢组件固定在中间轴段的轴身上。

3、进一步的，所述第一插接部和第二插接部分别包括由轴端面向内凹陷的插接槽，用于容纳中间轴段的相应轴端部。

4、进一步的，所述中间轴段的中部设置有磁钢槽；所述磁钢组件包括若干磁钢，嵌套在磁钢槽内；所述护套组件包括：转子护套，套设在磁钢组件外周；以及第一平衡环、第二平衡环，分别套设在中间轴段位于转子护套的两端侧，且分别与磁钢组件两端的磁钢相抵。

5、进一步的，所述中间轴段沿其轴线设置有贯通的通孔。

6、进一步的，所述第一叶轮安装部与第一插接部连接处形成有第一台阶面；所述第一叶轮安装部由端部向第一台阶面设置有第一螺母安装段、第一叶轮安装段、第一套筒安装段；其中所述第一套筒安装段上设置有第一套筒和推力盘；以及第一螺母与第一螺母安装段安装时，将第一叶轮、第一套筒和推力盘抵紧在第一台阶面上。

7、进一步的，所述第二叶轮安装部与第二插接部连接处形成有第二台阶面；所述第二叶轮安装部由端部向第二台阶面设置有第二螺母安装段、第二叶轮安装段、第二套筒安装段；其中所述第二套筒安装段上设置有第二套筒；以及第二螺母与第二螺母安装段安装时，将第二叶轮、第二套筒抵紧在第二台阶面上。

8、进一步的，所述第一叶轮、第二叶轮的外周面均为内凹的弧形面。

9、进一步的，所述磁钢为瓦片磁钢。

10、又一方面，本实用新型还提供了一种双级离心空压机，包括：壳体，以及安装在壳体内的如上所述的空心转子。

11、本实用新型的有益效果是，本实用新型的空心转子的转轴结构为三段式，其中通过在第一轴段和第二轴段的轴端面分别设置相应的插接部，中间轴段的两端分别与第一插接部和第二插接部插接连接，磁钢组件套设在中间轴段的轴身外周，提升了转轴整体刚度，且不依赖于粘贴强度、套筒的刚度和焊接强度，方便了加工安装，且转子整体为空心结构，刚度强度较传统结构增大。

12、本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

13、为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种空心转子，其特征在于，包括：第一轴段（1），其一端为第一叶轮安装部（11），另一端设置有第一插接部（12）；第二轴段（2），其一端为第二叶轮安装部（21），另一端设置有第二插接部（22）；中间轴段（3），其两端分别与第一插接部（12）和第二插接部（22）插接连接，且中间轴段（3）为中空结构；磁钢组件（4），套设在中间轴段（3）的轴身外周；以及护套组件（5），套设在磁钢组件（4）外周，用于将磁钢组件（4）固定在中间轴段（3）的轴身上。

2.根据权利要求1所述的空心转子，其特征在于，所述第一插接部（12）和第二插接部（22）分别包括由轴端面向内凹陷的插接槽（121、221），用于容纳中间轴段（3）的相应轴端部。

3.根据权利要求2所述的空心转子，其特征在于，所述中间轴段（3）的中部设置有磁钢槽（31）；所述磁钢组件（4）包括若干磁钢，嵌套在磁钢槽（31）内；所述护套组件（5）包括：转子护套（51），套设在磁钢组件（4）外周；以及第一平衡环（52）、第二平衡环（53），分别套设在中间轴段（3）位于转子护套（51）的两端侧，且分别与磁钢组件（4）两端的磁钢相抵。

4.根据权利要求2所述的空心转子，其特征在于，所述中间轴段（3）沿其轴线设置有贯通的通孔（32）。

5.根据权利要求1所述的空心转子，其特征在于，所述第一叶轮安装部（11）与第一插接部（12）连接处形成有第一台阶面（13）；所述第一叶轮安装部（11）由端部向第一台阶面（13）设置有第一螺母安装段（111）、第一叶轮安装段（112）、第一套筒安装段（113）；其中所述第一套筒安装段（113）上设置有第一套筒（61）和推力盘（62）；以及第一螺母（63）与第一螺母安装段（111）安装时，将第一叶轮（64）、第一套筒（61）和推力盘（62）抵紧在第一台阶面（13）上。

6.根据权利要求2所述的空心转子，其特征在于，所述第二叶轮安装部（21）与第二插接部（22）连接处形成有第二台阶面（23）；所述第二叶轮安装部（21）由端部向第二台阶面（23）设置有第二螺母安装段（211）、第二叶轮安装段（212）、第二套筒安装段（213）；其中所述第二套筒安装段（213）上设置有第二套筒（65）；以及第二螺母（66）与第二螺母安装段（211）安装时，将第二叶轮（67）、第二套筒（65）抵紧在第二台阶面（23）上。

7.根据权利要求6所述的空心转子，其特征在于，所述第一叶轮（64）、第二叶轮（67）的外周面均为内凹的弧形面。

8.根据权利要求1所述的空心转子，其特征在于，所述磁钢为瓦片磁钢。

9.一种双级离心空压机，其特征在于，包括：壳体，以及安装在壳体内的如权利要求1～8任一项所述的空心转子。

技术总结
本技术属于空压机技术领域，具体涉及一种空心转子及双级离心空压机。本空心转子包括：第一轴段，其一端为第一叶轮安装部，另一端设置有第一插接部；第二轴段，其一端为第二叶轮安装部，另一端设置有第二插接部；中间轴段，其两端分别与第一插接部和第二插接部插接连接，且中间轴段为中空结构；磁钢组件，套设在中间轴段的轴身外周；以及护套组件，套设在磁钢组件外周，用于将磁钢组件固定在中间轴段的轴身上。转轴结构为三段式，通过在第一、第二轴段的轴端面分别设置相应的插接部，中间轴段的两端分别与第一、第二插接部插接连接，磁钢组件套设在中间轴段外周，提升转轴整体刚度，且不依赖于粘贴强度、套筒刚度和焊接强度，方便加工安装。

技术研发人员：吴星钢,葛鑫珂
受保护的技术使用者：江苏科华动力科技有限公司
技术研发日：20230217
技术公布日：2024/1/13