压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，包括叶轮和小齿轮轴，所述叶轮轮盘尾端及与所述叶轮配合的所述小齿轮轴轴头端面设置有相互配合的端齿，所述叶轮中心线处设置通孔，所述小齿轮轴中心线处设置螺纹孔，拉伸螺栓穿过所述通孔连接在所述螺纹孔内将所述叶轮和所述小齿轮轴连接。本发明专利技术提供的压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，装配简单，装配精度高、无相对位移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压缩机
，特别涉及一种压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构及其加工方法。
技术介绍
叶轮是组装式离心压缩机的关键部件，是压缩机中唯一对气流作功的元件。组装式压缩机的叶轮为悬臂形式，叶轮与小齿轮轴连接，通过原动机驱动大齿轮，大齿轮联动带动叶轮的小齿轮轴进行作功。现有的叶轮与小齿轮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，以此摩擦力来避免运转过程中叶轮和小齿轮轴的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。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种装配简单，装配精度高、无相对位移的压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构及其加工方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，包括叶轮和小齿轮轴，所述叶轮轮盘尾端及与所述叶轮配合的所述小齿轮轴轴头端面设置有相互配合的端齿，所述叶轮中心线处设置通孔，所述小齿轮轴中心线处设置螺纹孔，拉伸螺栓穿过所述通孔连接在所述螺纹孔内将所述叶轮和所述小齿轮轴连接。进一步地，所述叶轮轮盘尾端设置有第一定位销孔，所述小齿轮轴轴头端面设置有与所述第一定位销孔位置对应的第二定位销孔，所述第一定位销孔与第二定位销孔内设置定位销对所述叶轮和小齿轮轴装配时定位。进一步地，所述端齿为互相啮合的三角形的齿形尖齿或为相互啮合的凸凹形方齿。本专利技术还提供了一种压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构的加工方法，包括如下步骤：在叶轮的轮盘尾端及小齿轮轴轴头端面处加工端齿；在叶轮中心线处加工通孔，在小齿轮轴中心线处加工螺纹孔；在叶轮和小齿轮轴上分别加工定位销孔，装配叶轮和小齿轮轴时通过定位销定位；将拉伸螺栓穿过叶轮通孔旋入小齿轮轴的螺纹孔，叶轮通过定位销与小齿轮轴靠紧；将拉伸螺母旋紧；通过拉伸器对拉伸螺栓进行预拉伸到要求的预紧力；继续旋紧拉伸螺母；松开拉伸器，完成整体装配。进一步地，所述叶轮的轮盘尾端和小齿轮轴轴头端面的端齿的加工方法包括:根据叶轮的轮盘尾端和小齿轮轴轴头端面处的尺寸设计加工有端齿的端齿联轴器；端齿联轴器加工完成后，对端齿联轴器的端齿进行包括传递载荷和预紧力的强度校核；端齿联轴器的强度校核符合要求后，根据端齿联轴器的加工参数获得三维实体模型；根据获得的三维实体模型，结合机床、端齿盘及刀具砂轮的数学模型确定机床各轴的运动控制方程；按照数控系统的宏程序编程功能进行数控代码转换，最终生成数控加工程序；根据生成的数控加工程序，利用数控加工仿真系统对叶轮的轮盘尾端和小齿轮轴轴头端面进行端齿的数控仿真加工，并利用其“自动-比较”功能进行误差分析，在叶轮的轮盘尾端和小齿轮轴轴头端面加工出端齿。本专利技术提供了一种压缩机，包括所述的压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，所述连接结构包括叶轮和小齿轮轴，所述叶轮轮盘尾端及与所述叶轮配合的所述小齿轮轴轴头端面设置有相互配合的端齿，所述叶轮中心线处设置通孔，所述小齿轮轴中心线处设置螺纹孔，拉伸螺栓穿过所述通孔连接在所述螺纹孔内将所述叶轮和所述小齿轮轴连接。本专利技术提供的压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，叶轮与小齿轮轴通过拉伸螺栓连接，并通过定位销定位，并且，叶轮轮盘尾端与小齿轮轴轴头端面的端齿在啮合过程中有自动对中的功能，使得叶轮与小齿轮轴的装配工艺简单，装配精度高。另外，叶轮轮盘尾端和小齿轮轴轴头端面通过端齿啮合在一起，具有传递扭矩大、无相对位移等优点，用户后期对压缩机叶轮与小齿轮轴连接处的检修与维护也极为简便。附图说明图1为本专利技术实施例提供的压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的压缩机叶轮与小齿轮轴连接面的A-A剖面图；图3为本专利技术实施例提供的压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构的端齿的M-M截面图。具体实施方式参见图1，本专利技术实施例提供的一种压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，包括叶轮1及与叶轮1配合的小齿轮轴2。其中，叶轮1轮盘尾端和小齿轮轴轴头端面设置有相互配合的端齿6，叶轮1中心线处设置通孔7，小齿轮轴2中心线处设置螺纹孔8，拉伸螺栓3穿过通孔7螺接在螺纹孔8内将叶轮1和小齿轮轴2连接。为了在叶轮1和小齿轮轴2连接时起动定位作用，叶轮1轮盘尾端设置有第一定位销孔，小齿轮轴2轴头端面设置有与第一定位销孔位置对应的第二定位销孔，连接叶轮1和小齿轮轴2时，在第一定位销孔与第二定位销孔内安装定位销5对叶轮1和小齿轮轴2装配时进行定位。参见图2，叶轮1轮盘尾端和小齿轮轴2轴头端面连接处设置的相互配合的端齿6可以是互相啮合的三角形的齿形尖齿，也可以是相互啮合的凸凹形方齿，或其他只要能够啮合的端齿均可以。参见图3，作为本专利技术的一种具体的实施方式，本实施例的叶轮1轮盘尾端和小齿轮轴2轴头端面连接处设置的端齿6是互相啮合的三角形的齿形尖齿。由于在叶轮1轮盘尾端和小齿轮轴2轴头端面连接处加工有相互配合的端齿6，端齿6在啮合过程中形成自动对中功能，可使叶轮1与小齿轮轴2的装配工艺简单，装配精度高。另外，叶轮1轮盘尾端和小齿轮轴2轴头端面通过端齿6啮合在一起，还具有传递扭矩大、无相对位移的优点。本专利技术提供了一种压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构的加工方法，包括如下步骤：在叶轮1的轮盘尾端及小齿轮轴2轴头端面处加工端齿6；在叶轮1中心线处加工通孔7，在小齿轮轴2中心线处加工螺纹孔8；在叶轮1和小齿轮轴2上加工定位销孔，装配叶轮1和小齿轮轴2时通过定位销5定位；将拉伸螺栓3穿过叶轮1的通孔7旋入小齿轮轴2的螺纹孔8，叶轮1通过定位销5与小齿轮轴2靠紧；将拉伸螺母4旋紧；通过拉伸器对拉伸螺栓3进行预拉伸到要求的预紧力；继续旋紧拉伸螺母4；松开拉伸器，完成叶轮1和小齿轮轴2的整体装配。其中，叶轮1轮盘尾端和小齿轮轴2轴头端面连接处的端齿6按下述方法加工：先根据叶轮1的轮盘尾端和小齿轮轴2轴头端面处的尺寸设计加工有端齿的端齿联轴器，端齿联轴器间的载荷通过上下齿盘轮齿之间的啮合传递。按照直齿端齿联轴器功能要求，在加工端齿联轴器时，使整个工作齿面处于完全连续的接触状态，载荷沿齿宽方向分布越均匀越好，由于轮齿根部过渡区域曲率减小可降低根部弯应力，因此还应尽量使根部过渡圆弧面曲率半径越大越好。端齿联轴器加工完成后，对端齿联轴器的端齿进行包括传递载荷和预紧力的强度校核,该校核解析方法基于材料力学原理推导得出，并与有限元分析结果相对照，其相对误差在10％以内，证明了改方法的正确性。端齿联轴器的强度校核符合要求，即可承载设计要求的最大载荷后，根据端齿联轴器的压力角、齿数、模数、外径及螺栓安装位置等主要加工参数获得三维实体模型。然后根据获得的三维实体模型，通过等效计算推导刀具砂轮的数学模型，结合机床、端齿盘及刀具砂轮的数学模型确定机床各轴的运动控制方程。再按照西门子840D数控系统的宏程序编程功能进行数控代码转换，最终生成数控加工程序。最后，根据生成的数控加工程序，利用数控加工仿真系统(Vericut)对叶轮的轮盘尾端和小齿轮轴轴头端面进行端齿的数控仿真加工，并利用Vericut程序的“自动-比较”功能将加工结果模型与设计模型进行残余误差分析，误差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，其特征在于：包括叶轮和小齿轮轴，所述叶轮轮盘尾端及与所述叶轮配合的所述小齿轮轴轴头端面设置有相互配合的端齿，所述叶轮中心线处设置通孔，所述小齿轮轴中心线处设置螺纹孔，拉伸螺栓穿过所述通孔连接在所述螺纹孔内将所述叶轮和所述小齿轮轴连接。

【技术特征摘要】
1.一种压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，其特征在于：包括叶轮和小齿轮轴，所述叶轮轮盘尾端及与所述叶轮配合的所述小齿轮轴轴头端面设置有相互配合的端齿，所述叶轮中心线处设置通孔，所述小齿轮轴中心线处设置螺纹孔，拉伸螺栓穿过所述通孔连接在所述螺纹孔内将所述叶轮和所述小齿轮轴连接。2.根据权利要求1所述的压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，其特征在于：所述叶轮轮盘尾端设置有第一定位销孔，所述小齿轮轴轴头端面设置有与所述第一定位销孔位置对应的第二定位销孔，所述第一定位销孔与第二定位销孔内设置定位销对所述叶轮和小齿轮轴装配时定位。3.根据权利要求1所述的压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构，其特征在于：所述端齿为互相啮合的三角形的齿形尖齿或为相互啮合的凸凹形方齿。4.一种权利要求1所述的压缩机叶轮与小齿轮轴连接结构的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：在叶轮的轮盘尾端及小齿轮轴轴头端面处加工端齿；在叶轮中心线处加工通孔，在小齿轮轴中心线处加工螺纹孔；在叶轮和小齿轮轴上分别加...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜崇洋，金鑫，张鹏飞，汪创华，戴兴，陈永峰，
申请(专利权)人：沈阳鼓风机集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21