[发明专利]半开式叶轮的可变倒角结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种半开式叶轮的可变倒角结构，属于机械结构技术领域。

背景技术

在已有技术中，高速离心风机或压缩机多采用半开式叶轮，这种叶轮由叶片和轮盘构成。叶片与轮盘一体成型，可通过精铸或铣来制成。叶片的根部与轮盘交接处通常都带倒角，以增强结构强度。

从叶轮的受力来看，其主要受旋转所产生的离心力影响，从力分布来看，有两个高应力区，一个在叶轮的中心通孔内，另一个在叶根倒角处。因此叶根倒角对于叶轮的结构强度和使用寿命有着关键的作用。当大流量的叶轮压比超过3时，需要很高的转速。而离心力与转速的平方成正比，也就意味着叶轮的受力急剧攀升，对结构的要求更加苛刻。为了降低叶根倒角的应力，通常都会增加叶根的倒角半径。而已有技术中，叶根倒角的半径通常是固定的。因而，整个流线上的气体流道面积都会减小，对气动性能会产生较大的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种半开式叶轮的可变倒角结构，该结构承载能力强，使用寿命长，可有效满足大流量高压比的性能要求，生产成本低。

按照本发明提供的技术方案，一种半开式叶轮的可变倒角结构，包括中心设有中心通孔的轮盘和设置在轮盘正面的叶片组，特征是：所述叶片组包括多个大叶片和多个小叶片，在大叶片和小叶片的根部设置倒角；所述倒角沿大叶片和小叶片的流线方向变化，变化规则为：大叶片或小叶片的流线方向长度为L，大叶片和小叶片靠近中心通孔的一端为起点，另一端为末点，从起点至0.7L处的倒角半径为R，从0.8L至末点处的倒角半径为1.5R，0.7L至0.8L之间的倒角半径由R向1.5R均匀过渡。

所述大叶片和小叶片分别以轮盘中心呈中心对称均匀分布，大叶片和小叶片依次间隔设置。

在所述轮盘的背面中部设置凸台，凸台表面中部设有联接结构。

所述联接结构的外表面为多边形。

所述凸台与轮盘背面连接处采用倒角过渡。

所述叶片组与轮盘一体成型。

本发明与已有技术相比具有以下优点：本发明结构简单，强度高，在相同的受力承载下，其最大等效应力可下降10%以上；叶根倒角的半径随着流线的位置变化，仅在应力高的地方加大，应力小的地方保持不变，这样倒角既减小了叶根处的应力集中，又大幅降低了其对气动性能的影响，同时兼顾叶轮的结构和气动；与已有技术相比，效率更高，产品竞争力也更强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1～图2所示：所述半开式叶轮的可变倒角结构包括叶片组1、大叶片1-1、小叶片1-2、倒角1-3、轮盘2、凸台2-1、联接结构2-2等。

如图1、图2所示，本发明包括中心设有中心通孔3的轮盘2和设置在轮盘2正面的叶片组1，在轮盘2的背面中部设置凸台2-1，凸台2-1与轮盘2背面连接处采用大直径倒角过渡；所述凸台2-1表面中部设有联接结构2-2，联接结构2-2的外表面为多边形，联接结构2-2与轴相配合，主要用于传递扭矩；在使用时，紧固螺钉通过中心通孔3旋进轴端的螺纹孔，从而与轴进行轴向固定；

如图1所示，所述叶片组1包括8个大叶片1-1和8个小叶片1-2，分别以轮盘2中心呈中心对称均匀分布，大叶片1-1和小叶片1-2依次间隔设置；

所述叶片组1与轮盘2一体成型，在大叶片1-1和小叶片1-2的根部设置倒角1-3；所述倒角1-3沿大叶片1-1和小叶片1-2的流线方向变化，变化规则为：大叶片1-1或小叶片1-2的流线方向长度为L，大叶片1-1和小叶片1-2靠近中心通孔3的一端为起点，另一端为末点，从起点至0.7L处的倒角1-3半径为R，从0.8L至末点处的倒角1-3半径为1.5R，0.7L至0.8L之间的倒角1-3半径由R向1.5R均匀过渡。

本发明结构简单、结构强度高，在相同的受力承载下，其最大等效应力可下降10%以上；叶根倒角的半径随着叶片流线方向的位置而变化，仅在应力高的地方加大，应力小的地方保持不变；这样倒角既减小了叶根处的应力集中，又大幅降低了其对气动性能的影响，同时兼顾叶轮的结构和气动；与已有技术相比，效率更高，产品竞争力也更强。