葉輪鎖緊裝置和壓縮機的製作方法

2023-10-06 01:12:19 1

本實用新型涉及壓縮機葉輪鎖緊技術領域，更具體地說，涉及一種葉輪鎖緊裝置和壓縮機。

背景技術：

離心壓縮機中，葉輪11通過鎖緊螺母12鎖緊於轉軸13，該轉軸13為高速軸。鎖緊螺母12對裝配的方便性和壓縮機的運行性能影響較大。

為了保證裝配的方便性，鎖緊螺母12前端設有內六角結構，如圖1所示，或者鎖緊螺母12前端設有外六角結構，如圖3所示，以便利用現有鎖緊工具進行鎖緊。但是，上述結構對葉輪11的進氣氣流影響較大，如圖2和圖4所示，特別是外六角結構。顯然，鎖緊螺母12裝配的方便性與良好的進氣性能是相互矛盾的。

為了減小鎖緊螺母12對氣流的影響，對鎖緊螺母12進行改進，在鎖緊螺母12的圓周面上鑽孔，如圖5所示。此結構雖然在一定程度上減小了鎖緊螺母12對進氣氣流的影響，但是，由於進氣斜面存在孔，即進氣斜面上存在局部凹凸結構，鎖緊螺母12與葉輪11同步旋轉時，存在對氣流做功的情況，影響進氣氣流，如圖6所示。

另外，在斜面上鑽孔時，刀具較易走偏，而且鎖緊螺母12加工需由車削加工方式更換為鑽孔的加工方式，導致鎖緊螺母12的加工較複雜。

綜上所述，如何鎖緊葉輪，以解決鎖緊螺母影響氣流流動的問題，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種葉輪鎖緊裝置，以解決鎖緊螺母影響氣流流動的問題。本實用新型的另一目的是提供一種具有上述葉輪鎖緊裝置的壓縮機。

為了實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種葉輪鎖緊裝置，包括：

鎖緊螺母，可拆卸地外罩於所述鎖緊螺母頭部的鎖緊連接頭；

其中，所述鎖緊連接頭具有第一鎖緊工具連接結構，當所述鎖緊連接頭轉動時，所述鎖緊連接頭通過摩擦力驅動所述鎖緊螺母轉動。

優選地，所述鎖緊螺母的頭部具有平滑過渡連接的前端氣流段和第一力矩傳遞段，所述鎖緊連接頭具有與所述第一力矩傳遞段抵接的第二力矩傳遞段，所述摩擦力為所述第一力矩傳遞段與所述第二力矩傳遞段之間的摩擦力。

優選地，所述第一力矩傳遞段自所述前端氣流段向所述鎖緊螺母的尾部漸擴。

優選地，於所述前端氣流段的母線與所述第一力矩傳遞段的母線的連接點處，所述第一力矩傳遞段的母線與所述前端氣流段的母線相切。

優選地，所述鎖緊螺母的氣流側表面呈流線型。

優選地，上述葉輪鎖緊裝置還包括壓緊件，所述壓緊件與所述鎖緊連接頭可拆卸地固定連接，且所述壓緊件與所述鎖緊螺母沿軸向限位抵接。

優選地，所述壓緊件至少為兩個，且沿所述鎖緊螺母的周向均勻分布。

優選地，所述鎖緊螺母通過軸向力傳遞段與所述壓緊件沿軸向限位抵接，所述軸向力傳遞段自所述鎖緊螺母的頭部向所述鎖緊螺母的尾部漸縮。

優選地，所述鎖緊螺母還包括與所述軸向力傳遞段的小端相連的鎖緊讓位段。優選地，所述壓緊件的壓緊力實施段的寬度和所述鎖緊螺母的鎖緊行程之和小於所述鎖緊讓位段的長度。

優選地，所述壓緊件的壓緊力實施段的末端呈半球形或者錐形。

優選地，所述壓緊件與所述鎖緊連接頭通過螺紋配合可拆卸地固定連接，所述壓緊件具有第二鎖緊工具連接結構。

優選地，所述第一鎖緊工具連接結構為內六角結構或者外六角結構。基於上述提供的葉輪鎖緊裝置，本實用新型還提供了一種壓縮機，該壓縮機包括葉輪鎖緊裝置，所述葉輪鎖緊裝置為上述任意一項所述的葉輪鎖緊裝置。

本實用新型提供的葉輪鎖緊裝置的使用方法：需要鎖緊葉輪時，將鎖緊連接頭外罩於鎖緊螺母，利用鎖緊工具與鎖緊連接頭的第一鎖緊工具連接結構配合，並帶動鎖緊連接頭轉動，鎖緊連接頭與鎖緊螺母之間具有摩擦力，且鎖緊連接頭通過該摩擦力驅動鎖緊螺母轉動，實現鎖緊螺母的鎖緊，從而鎖緊葉輪；待鎖緊後，拆除鎖緊連接頭。

本實用新型提供的葉輪鎖緊裝置，通過增設具有第一鎖緊工具連接結構的鎖緊連接頭，該鎖緊連接頭通過摩擦力驅動鎖緊螺母轉動，則無需在鎖緊螺母上設置鎖緊工具連接結構，亦無需在鎖緊螺母的氣流側表面上設置凹凸結構；又由於鎖緊連接頭可拆卸地外罩於鎖緊螺母，則待鎖緊後，拆掉鎖緊連接頭即可，從而能夠解決鎖緊螺母影響氣流流動的問題。

同時，本實用新型提供的葉輪鎖緊裝置，無需在鎖緊螺母上設置鎖緊工具連接結構，亦無需在鎖緊螺母的氣流側表面上設置凹凸結構，則能夠簡化鎖緊螺母的加工，便於生產和製造。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例和現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中的葉輪鎖緊裝置的一種結構示意圖；

圖2為圖1的剖視圖；

圖3為現有技術中的葉輪鎖緊裝置的另一種結構示意圖；

圖4為圖3的剖視圖；

圖5為現有技術中的葉輪鎖緊裝置的另一種結構示意圖；

圖6為圖5的剖視圖；

圖7為本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置鎖緊葉輪的結構示意圖；

圖8為圖7的剖視圖；

圖9為圖8中A部分的放大示意圖；

圖10為葉輪採用本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置鎖緊後的結構示意圖；

圖11為圖10的剖視圖；

圖12為本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置中鎖緊螺母的結構示意圖；

圖13為本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置中鎖緊連接頭的結構示意圖；

圖14為圖13的剖視圖；

圖15為本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置中壓緊件的主視圖；

圖16為本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置中壓緊件的側視圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖7-16所示，本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置，包括：鎖緊螺母24，可拆卸地外罩於鎖緊螺母24頭部的鎖緊連接頭21；其中，鎖緊連接頭21具有鎖緊工具連接結構211，當鎖緊連接頭21轉動時，鎖緊連接頭21通過摩擦力驅動鎖緊螺母24轉動。

可以理解的是，該摩擦力為鎖緊連接頭21與鎖緊螺母24之間的摩擦力。

本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置的使用方法：需要鎖緊葉輪23時，將鎖緊連接頭21外罩於鎖緊螺母24，利用鎖緊工具與鎖緊連接頭21的第一鎖緊工具連接結構211配合，並帶動鎖緊連接頭21轉動，鎖緊連接頭21與鎖緊螺母24之間具有摩擦力，且鎖緊連接頭21通過該摩擦力驅動鎖緊螺母24轉動，實現鎖緊螺母24的鎖緊，從而鎖緊葉輪23。

本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置，通過增設具有第一鎖緊工具連接結構211的鎖緊連接頭21，該鎖緊連接頭21通過摩擦力驅動鎖緊螺母24轉動，打破了現有技術通過剪切原理傳遞力矩的方式，則無需在鎖緊螺母24上設置鎖緊工具連接結構，亦無需在鎖緊螺母24的氣流側表面上設置凹凸結構；又由於鎖緊連接頭21可拆卸地外罩於鎖緊螺母24，則待鎖緊後，拆掉鎖緊連接頭21即可，從而能夠解決鎖緊螺母24影響氣流流動的問題。

同時，本實用新型實施例提供的葉輪鎖緊裝置，無需在鎖緊螺母24上設置鎖緊工具連接結構，亦無需在鎖緊螺母24的氣流側表面上設置凹凸結構，則簡化了鎖緊螺母24的加工，便於生產和製造。

進一步地，鎖緊螺母24為迴轉體結構，加工在車床即可實現鎖緊螺母24的加工，方便了生產和製造。

上述葉輪鎖緊裝置中，鎖緊螺母24是本裝置的核心零件，該零件既承擔可靠鎖緊葉輪23的作用，也起到葉輪23的進口氣流導流作用；鎖緊連接頭21是配合葉輪23的鎖緊或拆卸的零件。

對於上述鎖緊連接頭21的具體形狀，可根據實際需要進行設計。優選地，鎖緊連接頭21呈柱狀。

上述鎖緊連接頭21通過摩擦力驅動鎖緊螺母24轉動，存在多種結構。優選地，鎖緊螺母24的頭部具有平滑過渡連接的前端氣流段241和第一力矩傳遞段242，鎖緊連接頭21具有與第一力矩傳遞段242抵接的第二力矩傳遞段212，摩擦力為第一力矩傳遞段242與第二力矩傳遞段212之間的摩擦力。

可以理解的是，第二力矩傳遞段212為鎖緊連接頭21的內部結構。第一力矩傳遞段242與第二力矩傳遞段212的傾斜角一致，二者充分接觸，提高作用面的傳遞面積。

為了便於鎖緊，第一力矩傳遞段242自前端氣流段241向鎖緊螺母24的尾部漸擴。

可以理解的是，第一力矩傳遞段242是傳遞鎖緊力的主體。第一力矩傳遞段242呈圓臺狀，第一力矩傳遞段242的母線與鎖緊螺母24的軸線的夾角為β，角度β可根據所需傳遞力矩計算的摩擦力進行綜合選取。為了確保力矩傳遞和氣體導流的效果，角度β不宜過大，否則，流過第一力矩傳遞段242的氣體將出現局部轉彎繞流的情況，造成流動突變而惡化葉輪23的進氣條件。

為了優化進氣效果，於前端氣流段241的母線與第一力矩傳遞段242的母線的連接點處，第一力矩傳遞段242的母線與前端氣流段241的母線相切。

上述前端氣流段241位於鎖緊螺母24的最前面，起導流氣流的作用。為了提高導流效果，上述前端氣流段241的母線呈流線形。對於流線形的具體形狀，可根據流體力學計算或仿真進行設計。進一步地，前端氣流段241的母線為弧線。

優選地，鎖緊螺母24的氣流側表面呈流線型。上述葉輪鎖緊裝置，不但可以有效解決葉輪鎖緊問題，而且還可以獲得良好的葉輪進氣狀態，在裝配性能和運行性能上得到綜合提升。

進一步地，上述葉輪鎖緊裝置還包括壓緊件22，壓緊件22與鎖緊連接頭21可拆卸地固定連接，且壓緊件22與鎖緊螺母24沿軸向限位抵接。

需要說明的是，壓緊件22與鎖緊螺母24的限位抵接位置位於鎖緊螺母24的中間段，鎖緊螺母24的中間段連接鎖緊螺母24的頭部和尾部。待鎖緊後，壓緊件22和鎖緊連接頭21被拆除，僅留下鎖緊螺母24。

為了提高鎖緊螺母24的受力均勻性，上述壓緊件22至少為兩個，且沿鎖緊螺母24的周向均勻分布。進一步地，壓緊件22至少為三個。對於壓緊件22的具體數目，還可根據鎖緊連接頭21與鎖螺螺母24間的軸向拉力大小計算得到。

進一步地，鎖緊螺母24通過軸向力傳遞段243與壓緊件22沿軸向限位抵接，軸向力傳遞段243自鎖緊螺母24的頭部向鎖緊螺母24的尾部漸縮。可以理解的是，當鎖緊螺母24具有前端氣流段241和第一力矩傳遞段242時，軸向力傳遞段243與第一力矩傳遞段242相連，且軸向力傳遞段243位於第一力矩傳遞段242遠離前端氣流段241的一端。

可以理解的是，軸向力傳遞段243呈圓臺狀。

上述葉輪鎖緊裝置中，軸向力傳遞段243結合壓緊件22往下壓緊的作用，使得鎖緊螺母24往鎖緊連接頭21方向移動，從而達到第一力矩傳遞段242和第二力矩傳遞段212緊密結合，以獲得足夠的摩擦力傳遞力矩，受力情況如圖9所示。為了獲得較大的F2，角度α不宜過大，一般10°左右即可，其中，角度α為軸向力傳遞段243的母線與鎖緊螺母24的軸線的夾角。

為了便於鎖緊，上述鎖緊螺母24還包括與軸向力傳遞段243的小端相連的鎖緊讓位段244。可以理解的是，軸向力傳遞段243漸縮，則軸向力傳遞段243的一端較大，另一端較小，將較小的一端稱為軸向力傳遞段243的小端。鎖緊讓位段244的直徑等於軸向力傳遞段243的小端直徑。

為了避免壓緊件22的壓緊力實施段223與葉輪23接觸，上述壓緊件22的壓緊力實施段223的寬度和鎖緊螺母24的鎖緊行程之和小於鎖緊讓位段244的長度。這樣，確保了鎖緊連接頭21的鎖緊行程完全作用於鎖緊螺母24上。

可以理解的是，壓緊力實施段223是指，壓緊件22與鎖緊螺母24抵接的部分。當壓緊力實施段223為圓柱狀時，壓緊力實施段223的寬度是指壓緊力實施段223的直徑。

優選地，上述壓緊件22的壓緊力實施段223的末端呈半球形或者錐形，以便壓緊力實施段223與鎖緊螺母24的軸向力傳遞段243接觸時更容易滑動，有利於將力傳遞給鎖緊螺母24。可以理解的是，壓緊力實施段223的末端是指壓緊力實施段223遠離第二鎖緊工具連接結構221的一端。

為了便於安裝和拆卸，上述壓緊件22與鎖緊連接頭21通過螺紋配合可拆卸地固定連接，壓緊件22具有第二鎖緊工具連接結構221。具體地，壓緊件22包括：依次連接的第二鎖緊工具連接結構221、螺紋擰緊段222和壓緊力實施段223，鎖緊連接頭21設有徑向壓緊螺紋孔213；其中，徑向壓緊螺紋孔213與螺紋擰緊段222螺紋配合。

為了便於限位抵接，上述壓緊件22的壓緊力實施段223的表面為光滑面。

優選地，上述葉輪鎖緊裝置中，第一鎖緊工具連接結構211為內六角結構或者外六角結構。相應地，第二鎖緊工具連接結構221為內六角結構或者外六角結構。這樣，具有較好的通用性。

當然，也可選擇第一鎖緊工具連接結構211、第二鎖緊工具連接結構221為其他結構，例如內五角結構、外五角結構、十字結構等，具體根據鎖緊工具進行確定，本實用新型實施例對此不做限定。

上述葉輪鎖緊裝置中，鎖緊螺母24的葉輪壓緊面245用於與葉輪23沿軸向抵接，以實現限位。為了便於限位，上述葉輪壓緊面245垂直於鎖緊螺母24的軸線。對於葉輪壓緊面245的大小，需考慮葉輪23或鎖緊螺母24兩者間材料強度弱者的許用應力，避免零件在裝配過程中損壞。

可以理解的是，葉輪壓緊面245為鎖緊讓位段244遠離軸向力傳遞段243的端面。

上述鎖緊螺母24的螺母定位段246用於與葉輪23的內孔配合，上述鎖緊螺母24的螺紋鎖緊段247用於與轉軸25的內螺紋孔螺紋配合，產生鎖緊所需的軸向拉力。

上述鎖緊螺母24中，前端氣流段241、第一力矩傳遞段242、軸向力傳遞段243、鎖緊讓位段244、螺母定位段246、螺紋鎖緊段247依次連接。前端氣流段241、第一力矩傳遞段242屬於鎖緊螺母24的頭部，螺母定位段246、螺紋鎖緊段247屬於鎖緊螺母24的尾部。

基於上述實施例提供的葉輪鎖緊裝置，本實用新型實施例還提供了一種壓縮機，該壓縮機包括葉輪鎖緊裝置，該葉輪鎖緊裝置為上述實施例所述的葉輪鎖緊裝置。

由於上述葉輪鎖緊裝置具有上述技術效果，本實用新型實施例提供的壓縮機具有上述葉輪鎖緊裝置，則本實用新型實施例提供的壓縮機也具有相應的技術效果，本文不再贅述。

上述壓縮機中，鎖緊螺母24的螺母定位段246與葉輪23的內孔配合，為了便於裝配，優先選擇鎖緊螺母24的螺母定位段246與葉輪23的內孔間隙配合。這樣，也便於保證鎖緊螺母24與葉輪23兩個零件的同軸度，避免因偏移過大而出現迴轉方向轉軸25的平衡精度差的問題，從而保證高速運轉的穩定性。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。