一种能量回收型同轴驱动离心鼓风机组制造技术

本发明专利技术提出一种能量回收型同轴驱动离心鼓风机组，旨在优化机组结构，并解决叶轮主轴依靠过盈量来保证转子正常工作从而带来的叶轮安装难度大、叶轮内应力大、过盈量难以保证在合适范围和叶轮二次拆卸困难等问题。该能量回收型同轴驱动离心鼓风机组中，电动机为双出轴结构，一端通过变速离合器与高炉煤气余压回收透平机连接，另一端通过齿轮箱与离心鼓风机连接；所述离心鼓风机包括多级叶轮的中心孔和贯穿多级叶轮的主轴；利用主轴上轴肩进行轴向定位，叶轮的三角孔和主轴的异型轴段间隙配合或过渡配合，再用锁紧螺母进行轴向的锁紧固定。

A Coaxial Driven Centrifugal Blower Unit with Energy Recovery

The invention provides an energy recovery coaxial drive centrifugal blower unit, aiming at optimizing the structure of the unit and solving the problems of difficulty in installation of impeller, large stress in impeller, difficulty in ensuring interference of impeller spindle and difficulty in secondary disassembly of impeller. In the energy recovery coaxial drive centrifugal blower unit, the motor is a double-outlet shaft structure, one end is connected with the BF gas residual pressure recovery turbine through the speed change clutch, the other end is connected with the centrifugal blower through the gearbox; the centrifugal blower includes the central hole of the multi-stage impeller and the main shaft through the multi-stage impeller; the axle shoulder of the main shaft is used for axial positioning, and the triangle of the impeller is used. The clearance fit or transition fit of the special-shaped shaft segment of the hole and the spindle, and then the locking nut is used for the axial locking and fixing.

【技术实现步骤摘要】
一种能量回收型同轴驱动离心鼓风机组
本专利技术涉及一种离心鼓风机组，尤其涉及一种多级叶轮的离心鼓风机组。
技术介绍
高炉鼓风机是高炉生产的重要组成部分，其功能为将空气加压送入高炉，提供高炉炼铁需要的风压及氧气。高炉鼓风机是高炉炼铁系统中的大能耗设备，占炼铁总能耗的10％左右。目前，普遍的方案是：电动机和高炉煤气透平机沿轴向分别安装在高炉鼓风机的两端，电动机通过齿轮箱与高炉鼓风机连接，高炉煤气透平机通过变速离合器与高炉鼓风机连接。在离心风机中，主轴用于支撑叶轮、轴套、密封、平衡盘等传动件，同时传递扭矩，承担着非常重要的作用。目前大多数的离心风机叶轮和主轴的连接面为圆形截面，叶轮采用热装的方法固定在主轴上，通过摩擦力来传递扭矩和轴向力。当转子旋转起来，轮盘和轴径直径都会增大，轮盘对轴的压紧力减小，当转速升至松动转速时，使轮盘和轴之间不再有压紧力，轮盘就会松动，风机将产生振动从而无法工作。为了保证转子正常工作，叶轮和主轴之间的过盈量应足够大，从而保证松动转速大于最高连续转速。然而，当过盈量过大时，会增加轮盘内孔的挤压应力；同时拆过盈连接的叶轮时需要很大的外力，通常会破坏零件的配合面，从而造成零件的损坏。
技术实现思路
本专利技术提出一种能量回收型同轴驱动离心鼓风机组，旨在优化机组结构，并解决叶轮主轴依靠过盈量来保证转子正常工作从而带来的叶轮安装难度大、叶轮内应力大、过盈量难以保证在合适范围和叶轮二次拆卸困难等问题。本专利技术的技术方案如下：该能量回收型同轴驱动离心鼓风机组，包括高炉煤气余压回收透平机、变速离合器、电动机、齿轮箱、离心鼓风机；所述电动机为双出轴，一端通过变速离合器与高炉煤气余压回收透平机连接，另一端通过齿轮箱与离心鼓风机连接；所述离心鼓风机包括多级叶轮的中心孔和贯穿多级叶轮的主轴；所述主轴对应于每一级叶轮沿轴向分为轴肩、异型轴段和圆柱螺纹段；所述异型轴段为三角轴，即截面具有三个高点；每一级叶轮的中心孔为三角孔，与相应三角轴间隙配合或过渡配合，三角孔的高点分布与相应三角轴的高点分布一致，使得每一级叶轮在异型轴段实现周向定位以传递扭矩；中心孔的轴向长度与相应三角轴的轴向长度相当(当然，考虑到安装锁紧螺母，加工圆柱螺纹段需要预留退刀槽，退刀槽的宽度与圆柱螺纹段的直径有关)；圆柱螺纹段安装有锁紧螺母；设轴肩的直径为a，三角轴的最大径向尺寸为bmax，最小径向尺寸为bmin，圆柱螺纹段的直径为c，锁紧螺母的最小外径为d，则a＞bmax＞bmin＞c，bmax＜d，使得每一级叶轮通过主轴的轴肩实现轴向定位，并在圆柱螺纹段通过锁紧螺母对叶轮进行轴向锁紧固定。进一步的，每一级叶轮的中心孔与相应三角轴的配合关系为g6/H7或k6/H7。所述多级叶轮可以采用顺排式布置，从主轴的一端依次穿入；沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增。所述多级叶轮也可以采用背靠背式布置，从主轴的两端分别依次穿入；每一端沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增。实践中，申请人还发现，在高炉煤气透平机出现故障或需要例行检修时(高炉鼓风机此时不应停机)，由于变速离合器本身的间隙或油泥堆积会出现煤气透平机的随动问题，从而无法实现正常的检修；与此同时，随动还会带来能源的损耗。为此，可在所述变速离合器上或者在高炉煤气余压回收透平机与变速离合器之间的联轴器上设置有制动装置，用于相应针对变速离合器或者联轴器直接产生制动作用。所述制动装置可以采用碟式制动装置，与变速离合器的箱体固定连接；制动装置作用于变速离合器的低速轴自由端。所述制动装置也可以采用压杆式制动装置,与联轴器的护罩固定连接；制动装置作用于联轴器上。本专利技术具有以下有益效果：1、针对离心鼓风机高转速、适用工况范围小、运行要求高等特点，采用电机为双出轴，高炉煤气余压回收透平机与电动机同轴布置，共同驱动离心鼓风机，机组布置紧凑，节省空间，降低了离合器的技术难度，提高了机组的安全可靠性。2、通过主轴轴肩进行轴向定位，圆柱螺纹段通过锁紧螺母对叶轮进行轴向固定，巧妙设置异型轴段以及叶轮相应的三角孔，使得叶轮的三角孔与主轴的异型轴段间隙配合连接，简便有效地实现了叶轮锁紧固定及扭矩传递的功能。本专利技术无需热装工艺就能直接安装，解决了过盈量过大引起的叶轮难以拆卸、应力大等问题，同时也解决了过盈量过小带来的叶轮松动、传递扭矩小等问题。3、基于申请人实践中发现的“随动”问题，通过在变速离合器上或者在煤气透平机与变速离合器之间的联轴器上设置单独的制动装置，在需要对高炉煤气透平机进行检修时，通过制动装置直接作用于联轴器或轴，能够快速、简便、可靠地停机，脱离与鼓风机的关联；同时，也相应避免了能源的损耗。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图。图2为离心鼓风机的多级叶轮顺排式布置的安装结构示意图。图3为离心鼓风机的多级叶轮背靠背式布置的安装结构示意图。图4为叶轮的示意图。图5为异型轴段的截面示意图。图6为轴/孔配合关系的参考标准。图7为安装压杆式制动装置的示意图。具体实施方式如图1所示，该能量回收型同轴驱动离心鼓风机组包括高炉煤气余压回收透平机1、变速离合器2、电动机3、齿轮箱4、离心鼓风机5；其中，电动机3为双出轴，一端通过变速离合器2与高炉煤气余压回收透平机1连接，另一端通过齿轮箱4与离心鼓风机5连接,实现高炉离心鼓风机和高炉煤气余压回收透平机的同轴运行。离心鼓风机5包括多级叶轮的中心孔和贯穿多级叶轮的主轴。如图2所示顺排式布置和背靠背布置的安装结构，主轴501对应于每一级叶轮502沿轴向分为轴肩、异型轴段(作为叶轮与主轴的连接处，为非圆截面结构)和圆柱螺纹段。如图4、图5所示，异型轴段为三角轴，即截面具有三个高点；每一级叶轮的中心孔为三角孔，与相应三角轴为g6/H7或k6/H7的配合，三角孔的高点分布与相应三角轴的高点分布一致。图4、图5中对轴和孔的尺寸标记d1和d4依照标准文献DIN32711-2-2009-en和DIN32711-1-2009-en。各级叶轮依次从一侧穿入主轴，通过轴肩、三角孔(轴)和锁紧螺母503实现轴向和周向的定位，进而传递扭矩。图2中仅示意了两级叶轮的安装，事实上也可以顺排布置三级、四级叶轮等，沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增。如图3所示背靠背式布置的离心风机安装结构，每一级叶轮与主轴的安装结构与图2所示结构等同，整体上的区别主要是：各级叶轮分别从两侧依次穿入主轴，通过轴肩、三角孔(轴)和锁紧螺母实现轴向和周向的定位，进而传递扭矩。图3中仅示意了两级叶轮的安装，事实上也可以安装更多级的叶轮等。每一侧沿穿入方向，各级叶轮的中心孔以及相应主轴的径向尺寸依次递增；最中间的两级叶轮共用同一轴肩，该轴肩为整个主轴径向尺寸的最大位置(根据需要，可以在该处轴肩作其他设计)。该安装结构利用主轴上轴肩进行轴向定位，叶轮的三角孔和主轴的异型轴段间隙配合或过渡配合，再用锁紧螺母进行固定，可以减小叶轮内应力，实现叶轮与主轴快速安装固定和拆卸，尤其在拆卸时不损伤任何零件。在变速离合器上或者在高炉煤气余压回收透平机与变速离合器之间的联轴器上设置制动装置。如图7所示，以压杆式制动装置为例，主要由制动块6、压杆7等部件组成。压杆式制动装置本身固定安装于联轴器的护罩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量回收型同轴驱动离心鼓风机组，包括高炉煤气余压回收透平机(1)、变速离合器(2)、电动机(3)、齿轮箱(4)、离心鼓风机(5)；其特征在于：所述电动机(3)为双出轴结构，一端通过变速离合器(2)与高炉煤气余压回收透平机(1)连接，另一端通过齿轮箱(4)与离心鼓风机(5)连接；所述离心鼓风机(5)包括多级叶轮的中心孔和贯穿多级叶轮的主轴；所述主轴对应于每一级叶轮沿轴向分为轴肩、异型轴段和圆柱螺纹段；所述异型轴段为三角轴，即截面具有三个高点；每一级叶轮的中心孔为三角孔，与相应三角轴间隙配合或过渡配合，三角孔的高点分布与相应三角轴的高点分布一致，使得每一级叶轮在异型轴段实现周向定位以传递扭矩；中心孔的轴向长度与相应三角轴的轴向长度相当；圆柱螺纹段安装有锁紧螺母；设轴肩的直径为a，三角轴的最大径向尺寸为bmax，最小径向尺寸为bmin，圆柱螺纹段的直径为c，锁紧螺母的最小外径为d，则a＞bmax＞bmin＞c，bmax＜d，使得每一级叶轮通过主轴的轴肩实现轴向定位，并在圆柱螺纹段通过锁紧螺母对叶轮进行轴向锁紧固定。

【技术特征摘要】
1.一种能量回收型同轴驱动离心鼓风机组，包括高炉煤气余压回收透平机(1)、变速离合器(2)、电动机(3)、齿轮箱(4)、离心鼓风机(5)；其特征在于：所述电动机(3)为双出轴结构，一端通过变速离合器(2)与高炉煤气余压回收透平机(1)连接，另一端通过齿轮箱(4)与离心鼓风机(5)连接；所述离心鼓风机(5)包括多级叶轮的中心孔和贯穿多级叶轮的主轴；所述主轴对应于每一级叶轮沿轴向分为轴肩、异型轴段和圆柱螺纹段；所述异型轴段为三角轴，即截面具有三个高点；每一级叶轮的中心孔为三角孔，与相应三角轴间隙配合或过渡配合，三角孔的高点分布与相应三角轴的高点分布一致，使得每一级叶轮在异型轴段实现周向定位以传递扭矩；中心孔的轴向长度与相应三角轴的轴向长度相当；圆柱螺纹段安装有锁紧螺母；设轴肩的直径为a，三角轴的最大径向尺寸为bmax，最小径向尺寸为bmin，圆柱螺纹段的直径为c，锁紧螺母的最小外径为d，则a＞bmax＞bmin＞c，bmax＜d，使得每一级叶轮通过主轴的轴肩实现轴向定位，并在圆柱螺纹段通过锁紧螺母对叶轮进行轴向锁紧固定。2.根据权利要求1所述的能量回收型同轴驱动离心...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈妍，吕炜，严伟博，刘忠，李旭晶，强科，杨彩茸，刘拥军，贾江平，谷雪，申振，李宇，李伟，
申请(专利权)人：西安联创分布式可再生能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61