[发明专利]用于涡轮机的转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机的转子。

背景技术

涡轮机的转子通常包括固定到轴的叶轮。叶轮可以通过过盈配合固定到轴，其提供有成本效益的固定方式。当转子旋转时，径向应力导致叶轮的孔膨胀。因此，在叶轮和轴之间的过盈配合降低。在相对高的速度下，孔的膨胀可以使得过盈配合不再能够在轴和叶轮之间传递所需的扭矩。为了避免该情况，在静止时在叶轮和轴之间的过盈配合可以被增加。然而，需要在转子的全速度操作范围上确保扭矩传递的所需的过盈配合可能超过叶轮的屈服点。此外，实现所需过盈配合所需的挤压力可能是非常大的。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种转子，包括固定到轴的叶轮，其中叶轮包括孔和扩孔，该轴与孔形成过盈配合，且轴被粘接到扩孔。

通过采用部分过盈配合和部分粘接接合部以将叶轮固定到轴，在叶轮和轴之间的扭矩传递可以被实现，而无需超过叶轮屈服点或需要极大的压力的过盈配合。特别地，在轴和扩孔之间的粘接剂可具有足够强度以确保所需扭矩被传递在叶轮和轴之间。过盈配合于是可以被主要用于保持在叶轮和轴之间的对准。因为过盈配合被主要用于对准而不是传递扭矩，不需要极大的压力和不超过叶轮的屈服点的过盈配合可以被使用。

叶轮可以包括毂、设置在毂上的多个叶片和从毂轴线延伸的凸起部。孔于是可以形成在毂中且扩孔可以形成在凸起部中。当转子旋转时，叶轮径向受力，其导致孔和扩孔的直径膨胀。叶轮的主要质量通常存在于毂和叶片中。因此，径向膨胀将在毂处最大。相反，凸起部通常较轻，且由此经较小的膨胀。通过定位扩孔在凸起部中，对于粘接剂的过大的剥离应力可以被避免。

孔可以从毂延伸到凸起部中。由于凸起部的膨胀通常小于毂，孔延伸到凸起部中的部分可以被用于确保在转子的所有操作条件下的过盈配合。可以想象，扩孔可以从凸起部延伸到毂中。然而，由于径向膨胀往往在毂处最大，得到的剥离应力可能导致粘接剂失效。

毂可以包括凹部，凸起部可以延伸到凹部中。因此，转子是轴向紧凑的。更特别地，凸起部可以被完全容纳在凹部中，使得凸起部被限定在毂的轮廓之内。毂包括上表面，叶片被设置在该上表面上；和下表面，其成形为限定所述凹部。

叶轮可以由塑料形成，其相比于其他材料具有重量和成本的益处。由塑料形成，叶轮的屈服点可相对较低。通过使用部分过盈配合和部分粘接接合部，在叶轮和轴之间的扭矩传递可以被实现，而无需超过叶轮的屈服点的过盈配合（否则将超过）。

在第二方面，本发明提供了一种转子，包括固定到轴的叶轮，叶轮包括毂、设置在毂上的多个叶片，和从毂轴向延伸的凸起部，其中毂包括孔，凸起部包括扩孔，轴与孔形成过盈配合，轴与扩孔形成间隙配合，且粘接剂被定位在轴和扩孔之间的间隙中。

在第三方面，本发明提供了一种制造转子的方法，该方法包括：提供给具有孔和扩孔的叶轮；将轴插入到孔中，该轴与孔形成过盈配合；将粘接剂引入到扩孔中；将轴插入到扩孔中，使得粘接剂被抽吸到形成在轴和扩孔之间的间隙中；以及固化粘接剂。

当轴被插入到扩孔中时，轴和孔之间的过盈配合产生密封，其将粘接剂主动地抽吸到轴和扩孔之间的间隙中。因此，粘接剂可以被引入到轴和扩孔之间，而不管间隙的尺寸。特别地，粘接剂可以被引入到相对小的间隙中，对于这种间隙，使用其它方法将难以输送粘接剂。

粘接剂可以被引入到扩孔中，使得粘接剂产生绕轴的湿密封。因此，当轴插入到扩孔中时，空气吸收将被避免，且粘接剂的连续层形成在轴和扩孔之间。相对强的粘接剂结合于是形成在轴和叶轮之间。

扩孔的端部可以被倒角。当轴被插入到扩孔中时，多余的粘接剂于是可以被自由收集在倒角区域中。因此，预定量的粘接剂可以被引入到扩孔中，其确保在轴和扩孔之间的相对好的覆盖，而不会担心粘接剂溢出扩孔且流到叶轮的其他区域。此外，倒角部分提供了相对较大的区域，在其上粘接剂可以被开始固化，例如通过UV光。

附图说明

为了本发明可被更容易地理解，现在将要参考附图通过实例描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的转子的截面视图；

图2是在转子的叶轮和轴之间的接合部的分解截面视图；

图3示出了当转子静止时以及当转子高速旋转时，在轴和叶轮之间的配合的变化；以及

图4示出了制造该转子的方法。

具体实施方式

图1和2的转子1包括固定到轴3的叶轮2。

叶轮2包括毂4，多个叶片5、凸起部6、孔7和扩孔8。