[实用新型]叶轮锁紧结构和压缩机

说明书

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，特别涉及一种叶轮锁紧结构和压缩机。

背景技术

离心压缩机的叶轮对气体做功，以提高气体能量，且气体增加的能量与叶轮的转速成正相关。根据压比不同，叶轮转速每分钟可达几千转。例如，当压比高时，甚至达25000rpm以上。因此，为保证叶轮工作时的可靠性与安全性，叶轮锁紧结构起着重要作用。

现有技术中的离心压缩机常用的叶轮锁紧方式有两种：一种是热套配合锁紧，另一种是键配合锁紧。

其中，热套配合锁紧时，将叶轮加热至100℃左右，使其受热膨胀后，迅速与主轴装配，这样，便可利用叶轮冷却后产生的装配过盈量达到锁紧目的。虽然热套配合锁紧结构简单，不需增加其他零件，但需要加热设备，且不利于拆卸，并对装配工艺有严格要求。

现有技术中的键配合锁紧时，需要依靠键槽与键的配合来约束叶轮的位移并传递力矩。但是，由于采用的键是标准件，其固有的直角结构致使键槽端部的应力集中较大，降低叶轮强度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种叶轮锁紧结构和压缩机，以解决现有技术中键配合的应力集中较大，叶轮强度较低的问题。

为解决上述问题，作为本实用新型的一个方面，提供了一种叶轮锁紧结构，包括叶轮、主轴和键，所述叶轮的轴孔的内壁上开设有叶轮键槽，所述主轴的外表面上开设有与所述叶轮键槽对应设置的主轴键槽，键容置安装于所述叶轮键槽与所述主轴键槽之间，以实现所述叶轮和主轴的周向固定，所述叶轮键槽与所述主轴键槽的径向截面均为光滑曲线。

优选地，所述主轴包括第一端和第二端，所述主轴键槽位于所述第一端与所述第二端之间。

优选地，所述主轴的第一端形成有螺纹，所述主轴的第二端形成有轴肩。

优选地，所述叶轮锁紧结构还包括安装在所述第一端的锁紧螺母，所述叶轮被轴向锁紧于所述轴肩与所述锁紧螺母之间。

优选地，所述锁紧螺母的公称直径M与所述轴肩的直径D之间满足：1.3M≤D≤1.8M。

优选地，所述锁紧螺母和/或所述轴肩的与所述叶轮接触的表面的面粗糙度小于或等于3.2μm。

优选地，所述锁紧螺母和/或所述轴肩的与所述叶轮接触的表面对所述主轴的中心线的垂直度小于或等于0.05mm。

优选地，所述锁紧螺母的轴向长度L1、所述叶轮键槽的轴向长度L2、所述主轴键槽的轴向长度L3满足：L1>2(L3-L2)。

优选地，所述键为球形，且所述球形的半径R1与所述锁紧螺母的公称直径M之间满足以下关系：0.2M≤R1≤0.4M。

优选地，所述键为球形，所述键的个数n、所述主轴键槽的轴向长度L2、所述键的截面半径R1之间满足：n<(L2/(2R1))。

优选地，所述键与所述主轴键槽为过盈配合。

优选地，所述键与所述叶轮键槽为点接触。

优选地，所述键为球形，所述主轴键槽的深度t、所述键的截面半径R1及所述主轴键槽的截面半径R2之间满足：t＝R1＝R2。

优选地，所述键为球形，所述主轴键槽的轴向长度L3、所述叶轮键槽的轴向长度L2、所述键的截面半径R1之间满足：L3≥(L2+2R1)。

优选地，所述主轴键槽的轴向长度L3、所述叶轮键槽的轴向长度L2、所述键的截面半径R1之间满足：(L2+2R1)≤L3≤1.2(L2+2R1)。

优选地，所述主轴键槽为球状沟槽，所述球状沟槽的内表面由一个球体沿所述主轴键槽的延伸方向由所述主轴键槽的一端滚动至另一端的过程中所形成的轮廓面构成。

优选地，所述主轴上形成有多个所述主轴键槽，所述多个主轴键槽沿所述主轴的周向均匀分布。

优选地，所述主轴键槽的数量为偶数。

优选地，所述主轴键槽的个数为2至4个。

优选地，所述叶轮键槽与所述主轴键槽之间形成第一空间，所述第一空间沿所述叶轮径向截面的轴向投影为圆形。

优选地，所述圆形的圆心位于所述叶轮键槽的一侧。

优选地，所述键为球形、或圆柱形、或椭圆柱形。

优选地，所述叶轮锁紧结构包括多个球形的所述键，各所述键之间的直径误差小于或等于50μm。

本实用新型还提供了一种压缩机，包括上述的叶轮锁紧结构。