[发明专利]一种压缩机叶轮与轴的连接装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种压缩机叶轮与轴的连接装置和方法。

背景技术

压缩机中的转子组件在高速运动过程中会产生有害的振动，一般转子组件安装在压缩机之前要执行转子组件的多面动态平衡。通常，转子组件的元件在动态平衡之后必须彼此拆开，以将转子组件安装在压缩机组内。转子组件的重新组装期间互相定位各个元件的可重复性是非常重要的，以便保持整个机械系统的初始平衡状态，确保操作的无振动模式，并防止部件之间相对运动。相对运动除了振动外，还通过影响元件的交接界面的磨损引起损坏。实际工作过程中，压缩机组中的转子组件产生相对较高的转速，并且在非常短的时间内产生相当大数量的负载循环。因此，如果在操作过程中叶轮和齿轮轴连接的元件之间相对移动变大，就导致元件的过早损坏，妨碍了它们在压缩机组的正常维护之后的再利用。

通常情况下，组装式压缩机组中将叶轮可拆卸连接到轴上是通过叶轮杆轴与齿轮轴内孔的一定的过盈量来传递转矩的，具体为用拉杆拧入齿轮轴的螺纹孔内，将叶轮穿入拉杆中然后用锁紧螺母将叶轮与轴压紧，然后再用液压装置将拉杆拉出螺纹所能承受的弹性变形范围，再将锁紧螺母拧入，就相当于给拉杆一个安装的预紧力，保证轴向压紧。拆装的时候也是先用液压装置将拉杆拉出微小的伸长量，让锁紧螺母与叶轮的接触面脱离接触，再旋下螺母，逐步完成拆卸。因此这种组装方式需要专门制作液压装置或者通过加热的方式来进行安装与拆卸，这样就使得转子组件的维修性变差，维修费用很高还有维修时间长等，并且此种连接方式对于压力与温度的控制要求比较严格，对操作人员的技术水平也有较高的要求。

目前还有一种采用等距型面连接的方式，叶轮杆轴面的廓形与轴内孔廓形配合，再用螺栓将其拧紧，这种型式容易组装，也能自动找正中心，但是在高速旋转的条件下，螺栓很容易松动，滑牙。

发明内容

为了解决现有技术转子组件在高速旋转条件下螺栓易松动、滑牙的问题，本发明实施例提供了一种压缩机叶轮与轴的连接装置。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种用于压缩机的转子组件，所述转子组件，包括：

叶轮，所述叶轮绕轴线旋转且包括有在轴向方向延伸的具有外表面的叶轮杆轴，所述外表面在包括所述轴线的截面内具有锥形轮廓并在垂直于所述轴线的截面内具有非圆形对称轮廓，所述叶轮杆轴还包括轴向方向延伸的开口；

齿轮轴，所述齿轮轴包括在所述轴向上延伸的孔，其中所述孔为在所述齿轮轴旋转时接受所述叶轮杆轴并啮合所述叶轮杆轴；

螺栓，所述螺栓插在所述叶轮开口和所述孔中用于将所述叶轮连接到所述齿轮轴；

其中，所述螺栓和所述孔通过施必牢螺纹啮合。

具体的，所述孔由所述齿轮轴的内表面决定，所述内表面在包括所述轴线的界面内具有锥形轮廓并且在垂直于所述轴线的截面内具有与所述叶轮杆轴的非圆形对称轮廓配合的非圆形对称轮廓。

优选的，所述叶轮杆轴的非圆形对称轮廓为多叶谐波轮廓。

具体的，所述叶轮杆轴插入到所述孔且所述螺栓拧紧到预定扭矩值时，所述叶轮杆轴的未插入端从所述孔沿所述齿轮轴轴向方向向外延伸。

具体的，所述叶轮杆轴插入到所述孔且所述螺栓拧紧到预定扭矩值时，所述孔延伸超过所述叶轮杆轴的插入端。

本发明还提供了一种用于组装所述绕轴线旋转的转子组件的方法，其中，所述方法包括：

将叶轮的锥形非圆形对称叶轮杆轴插入到齿轮轴的孔内；

将螺栓插入所述叶轮的轴向延伸方向的开口并插入所述齿轮轴的孔的螺纹部分中；

将所述螺栓通过施必牢螺纹拧紧。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：将螺栓和齿轮轴通过施必牢螺纹进行啮合，这样保证了在高速运转时转子组件的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中提供的压缩机叶轮与轴的连接装置截面示图；

图2是沿图1A-A的剖视图；

图3是施必牢螺纹结构及受力图；

图4是普通螺纹结构及受力图；

图5是不同螺纹的振动曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。