[其他]离心流体型回转机械的叶轮及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用在涡轮发电机中蒸汽涡轮机润滑油泵的叶轮以及一种离心流体型回转机械，如：高压泵、离心压缩机和离心风机的叶轮及其它们的制造方法。

现在参照图5到图9说明光有技术的叶轮及其制造方法。

图5a表示用在流体机械如泵和包括使用通常工艺的离心叶轮的离心压缩机中的叶轮截面。图5b表示沿图5a中Ⅴb-Ⅴb线截取的截面。数字1代表回转轴，2代表固着在固转轴1上叶轮的主盘，3代表叶轮片，4代表一个侧盘，5代表将流体有效地引入叶轮的整流叶片。

先有技术中的高速回转叶轮靠切去主盘2使在其上整体形成叶轮叶片并由铆钉或焊接将叶轮叶片3与侧盘4联接来制造。或者，叶轮靠切去侧盘4使在其上整体形成叶轮叶片3并将叶轮叶片3与主盘2联接来制造。

通常的叶轮包括叶轮叶片，所有的叶轮叶片在垂直于主轴的任何截面上以相同截面形成，如图5a和图5b所示。更具体地说，叶轮叶片的凹表面和凸表面形成在平行于叶轮轴的基体上。基体为包含在一个曲面，如锥面、圆柱面等内的一个直线部件。由于叶轮叶片具有这样的形状，就可以采用一个固着在动轴S的端面成形铣刀EM切去主盘2，使叶轮叶片整体形成在主盘2上。该动轴S受控以Z方向运动，即以垂直于X-Y平面的叶轮轴方向运动。如图9所示。

近年来，设计上的各种改进都是要增加流体机械的效率，特别是从叶轮形状的改进增加效率。与通常的叶轮叶片（参阅图6a和6b）相此，设计上的一个改进是将流体吸入叶轮叶片侧的叶轮叶片3内顶端E延伸到轴的内径。这样做的目的在于减少由于叶片内顶端的振动的损失和在叶片3内顶端E处流体圆周速度减慢的流体损失并在流体基本上以轴向流动的流体L引入回转叶轮时减小相对于叶片的流体相应进口速度Ⅳ。

在这种情况下，由于叶片顶端E的半径在主盘2一侧和侧盘4一侧不同，这样，圆周速度PV在主盘2一侧和在侧盘4一侧也不同。因此，流体的相应进口角度Ⅳ在主盘2一侧和在侧盘4一侧有很大不同，如图7a，7b和7C所示。为了以这种方式有效地根据在主盘2一侧和侧盘4一侧不同的相应进口角度IA吸入流体，必须形成带有在轴向不同截面的叶轮叶片3，即由图8中轴向叶轮叶片截面形状图示的三维叶轮叶片，其中，侧盘4被移去。这样，必须加工主体2或侧盘4，使每个叶轮叶片3在叶轮圆周方向以相等间隔具有这样复杂的形状。

一般地说，只采用图9所示的带有三轴控制器的加工机械不可能形成这种包括扭转的叶轮，而要求采用具有所谓主轴控制器的加工机械，这种机械能够控制绕在于垂直于刀具轴的转动轴的平面中两个互相垂直的轴使刀具轴转动。具有这种复杂控制器的加工机械非常昂贵因此，产品的成本增加并且不能获得便宜的和有新的产品。

本发明的目的是要提供一种包括叶轮叶片的叶轮，特别是具有能由使用带有三轴控制器的加工机械即可制造的形状的三维叶轮叶片，以及其制造方法。

根据本发明，第一个目的由一个带有叶轮叶片的离心流体型回转机械叶轮实现，该叶轮包括叶轮叶片，每个叶轮叶片具有相对于回转轴倾斜一个每个叶片确定的角度的平行基体上的凹凸表面。

第二个目的由叶轮的制造方法实现，该方法包括在三轴控制加工机械的工作台上牢固地安装一个夹具，该夹具能绕相对加工机械转轴方向倾斜的轴转动分度;在夹具上放置一个叶轮主盘材料;为有一个叶轮叶片进行转动分度;控制三轴的转轴，调整其位置并用切削工具在主盘上整体形成叶轮叶片。

许多叶轮叶片要以相等的间距布置在叶轮的圆周上，以形成每个叶片。

三轴控制加工机械的刀具轴转轴方向为主轴，垂直于主轴的工作台板是X轴和Y轴板。当叶轮转轴为Z轴时，叶轮主盘材料用带有转动分度机构的夹具牢固地固定在工作台板上，使Zr轴相对于E轴倾斜一个角度α。主盘材料绕Zr轴转动地被分度。每个叶轮叶片由安装在刀具轴上的刀具成形。依靠固定刀具轴的X和Y轴并只沿Z，轴移动，就能在平行于E轴基体圆柱面上形成每个叶轮叶片的凹表面和凸表面。叶轮叶片的其他部分由以XYZ合成的三轴方向控制刀具轴形成。另一个叶片形成时，夹具的转动分度机构用来绕过Zr轴的一个所需角度，开始形成下一个叶片。

现在将参照附图说明本发明的一种方法和由该方法制造的叶轮，其中：

图1是一个透视图，原理性地图示在由本发明方法制造叶轮时三轴控制加了机械和一个叶轮的排列;

图2a是用本发明方法制造的叶轮的截面图;

图2b是从图2叶轮的一个叶轮叶片基体方向观察的叶轮透视图;

图3是从转动轴方向观察的图2叶轮的前视图;