專利名稱：一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)，具體是一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動部分的總稱，用于匯集各級動葉柵上所得到的機(jī)械能，并把機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子?，F(xiàn)有的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子根據(jù)主軸和葉輪的組合方式，分為整鍛轉(zhuǎn)子、套裝轉(zhuǎn)子、焊接轉(zhuǎn)子和組合轉(zhuǎn)子，其中套裝轉(zhuǎn)子因具有易鍛造、加工便利、加工周期短等特點(diǎn)，在中小功率汽輪機(jī)的中、低壓部分得到了廣泛應(yīng)用。參見圖I :常規(guī)的套裝轉(zhuǎn)子包括主軸A和各級葉輪B，在主軸A的外表面設(shè)有裝配各級葉輪B的外裝配面，外裝配面為柱面，主軸A外表面呈階梯型，各級葉輪B經(jīng)加熱后通過自身的環(huán)形內(nèi)裝配面裝配在主軸A的對應(yīng)外裝配面上，外裝配面和內(nèi)裝配面以直線過盈 配合，以過盈產(chǎn)生的殘余應(yīng)力保證套裝在主軸A上的葉輪B不松動。但是，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在長期服役運(yùn)行后，過盈產(chǎn)生的殘余應(yīng)力便會消失，主軸A和葉輪B之間形成松動，葉輪B受到蒸汽力的作用后，極易沿著主軸A的軸向滑動，安全隱患極大。為此，傳統(tǒng)的解決方式是，葉輪B在主軸A上套裝到位后，在葉輪B和主軸A的裝配面結(jié)合處的外端面安裝一個軸向定位鎖緊的定位鍵C，通過定位鍵C防止葉輪B松動后的軸向滑動。該方式存在以下主要缺陷
I.需要在主軸上各級外裝配面的端面以及各級葉輪內(nèi)裝配面的端面分別加工出定位鍵的裝配槽，這直接增加了主軸和葉輪的加工難度，嚴(yán)重影響了主軸和葉輪的加工效率，企業(yè)生產(chǎn)成本高；2.定位鍵的裝配槽勢必對主軸和葉輪的應(yīng)力造成破壞，從而降低了主軸和葉輪的強(qiáng)度；3.組成轉(zhuǎn)子的裝配零件增多，進(jìn)一步增加了企業(yè)生產(chǎn)成本；4.轉(zhuǎn)子的裝配關(guān)系復(fù)雜，裝配效率低，同時(shí)裝配要求嚴(yán)格(特別是對裝配間隙的要求)，裝配難度大；5.裝配的牢固性和可靠性差，在主軸上松動后的葉輪受到蒸汽力的作用后，便會產(chǎn)生軸向滑動，定位鍵雖能對其進(jìn)行阻擋，但非常有限，而且滑動的葉輪極易將定位鍵剪切斷，依舊存在極大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加工方便、強(qiáng)度高、生產(chǎn)成本低、牢固可靠、安全性高的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。本發(fā)明的上述技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，包括主軸和各級葉輪，所述主軸和各級葉輪為套裝結(jié)構(gòu)，主軸的外表面設(shè)有裝配各級葉輪的外裝配面，主軸的外表面呈階梯型，各級葉輪通過自身的環(huán)形內(nèi)裝配面裝配在主軸的對應(yīng)外裝配面上；所述主軸上的各級外裝配面分別具有一定的錐度；所述各級葉輪的內(nèi)裝配面具有與主軸上對應(yīng)的外裝配面匹配、一致的錐度，各級葉輪和主軸形成錐面裝配，實(shí)現(xiàn)自鎖。所述主軸上外裝配面的錐度為1:50 100。所述主軸上外裝配面的錐度最好為1:60 80。所述主軸上每一級外裝配面的根部設(shè)有應(yīng)力槽。
本發(fā)明的有益效果是上述主軸和葉輪以錐面形成裝配，葉輪在主軸上實(shí)現(xiàn)了倒拉式的自鎖，裝配牢固、可靠，有效杜絕了葉輪從主軸上的松動滑動，無需定位鍵定位鎖緊，消除了定位鍵所帶來的一切弊病，生產(chǎn)成本得以有效控制，轉(zhuǎn)子的安全性高，使用壽命長。本發(fā)明具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、便于加工、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高、裝配方便、牢固可靠、強(qiáng)度高、安全實(shí)用等特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖I是常規(guī)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中主軸的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2中葉輪的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的受力示意圖。圖中代號含義A、1一主軸；B、2—葉輪；C一定位鍵；3—夕卜裝配面；4一內(nèi)裝配面；5—應(yīng)力槽；F1—蒸汽力汀一摩擦力；N—正壓力。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
參見圖2、圖3和圖4 :本發(fā)明包括主軸I和各級葉輪2，主軸I和各級葉輪2為套裝結(jié)構(gòu)。其中，在主軸I的外表面加工有裝配各級葉輪2的外裝配面3，各級外裝配面3分別具有錐度，各級外裝配面3的錐度分別為1:60，每一級外裝配面3的根部設(shè)有內(nèi)凹倒角的應(yīng)力槽5，主軸I的外表面呈階梯型。各級葉輪2分別具有環(huán)形的內(nèi)裝配面4，內(nèi)裝配面4亦具有錐度，每一級葉輪2的內(nèi)裝配面4錐度與主軸I上的對應(yīng)外裝配面3的錐度匹配、并一致，每一級葉輪2經(jīng)加熱后通過自身的內(nèi)裝配面4裝配在主軸I的對應(yīng)外裝配面3上，冷卻后的各級葉輪2和主軸I形成錐面裝配，實(shí)現(xiàn)自鎖。實(shí)施例2
本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同，不同之處在于主軸上外裝配面的錐度，各級外裝配面的錐度分別為1:85。實(shí)施例3
本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同，不同之處在于主軸上外裝配面的錐度，各級外裝配面的錐度分別為1:66。實(shí)施例4
本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同，不同之處在于主軸上外裝配面的錐度，各級外裝配面的錐度分別為1:53。實(shí)施例5
本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同，不同之處在于主軸上外裝配面的錐度，各級外裝配面的錐度分別為1:78。實(shí)施例6
本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同，不同之處在于主軸上外裝配面的錐度，各級外、裝配面的錐度分別為1:94。實(shí)施例7
本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同，不同之處在于主軸上外裝配面的錐度，第一級外裝配面的錐度為1:68，第二級外裝配面的錐度為I :73，第三級外裝配面的錐度為1:70，其它級外裝配面的錐度為1:80。本實(shí)施例雖然能夠?qū)崿F(xiàn)葉輪在主軸上的自鎖裝配，但將使主軸和葉輪的加工難度、以及二者的裝配難度增大。參見圖5 :本發(fā)明的主軸I和葉輪2以錐面形成裝配，葉輪2在主軸I上實(shí)現(xiàn)了倒拉式的自鎖。葉輪2在長期服役后過盈產(chǎn)生的殘余應(yīng)力消失，葉輪2在主軸I上松動，葉輪2松動后受到蒸汽力Fl的作用，葉輪2沿主軸I的軸向滑動，葉輪2的內(nèi)裝配面與主軸I的外裝配面以錐面接觸，接觸后產(chǎn)生新的過盈量，主軸I對葉輪2產(chǎn)生垂直于內(nèi)裝配面的正壓力N，內(nèi)裝配面和外裝配面間產(chǎn)生摩擦力f，葉輪2受到的摩擦力f與其相對主軸滑動的方向相反，摩擦力f起阻力作用。葉輪2沿軸向的滑動量與過盈量成正比關(guān)系，過盈量與正壓力N、摩擦力f基本成正比關(guān)系，滑動量越大，則產(chǎn)生的過盈量越大，正壓力N和摩擦力f也 就越大，從而實(shí)現(xiàn)葉輪2在主軸I上的自鎖，不再滑動。因此，當(dāng)葉輪2產(chǎn)生軸向滑動或軸向滑動趨勢時(shí)，摩擦力f即可產(chǎn)生并阻止葉輪2在主軸I的軸向滑動，有效防止了安全事故發(fā)生，安全性高。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，包括主軸(I)和各級葉輪(2)，所述主軸(I)和各級葉輪(2)為套裝結(jié)構(gòu)，主軸(I)的外表面設(shè)有裝配各級葉輪(2 )的外裝配面(3 )，主軸(I)的外表面呈階梯型，各級葉輪(2)通過自身的環(huán)形內(nèi)裝配面(4)裝配在主軸(I)的對應(yīng)外裝配面(3)上；其特征在于所述主軸(I)上的各級外裝配面(3)分別具有一定的錐度；所述各級葉輪(2)的內(nèi)裝配面(4)具有與主軸(I)上對應(yīng)的外裝配面(3)匹配、一致的錐度，各級葉輪(2)和主軸(I)形成錐面裝配，實(shí)現(xiàn)自鎖。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述主軸(I)上外裝配面(3)的錐度為 1:50 100。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述主軸(I)上外裝配面(3)的錐度為 1:60 80。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述主軸(I)上每一級外裝配面(3)的根部設(shè)有應(yīng)力槽(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，包括主軸和各級葉輪，所述主軸和各級葉輪為套裝結(jié)構(gòu)，主軸的外表面設(shè)有裝配各級葉輪的外裝配面，主軸的外表面呈階梯型，各級葉輪通過自身的環(huán)形內(nèi)裝配面裝配在主軸的對應(yīng)外裝配面上；所述主軸上的各級外裝配面分別具有一定的錐度；所述各級葉輪的內(nèi)裝配面具有與主軸上對應(yīng)的外裝配面匹配、一致的錐度，各級葉輪和主軸形成錐面裝配，實(shí)現(xiàn)自鎖。本發(fā)明的主軸和葉輪以錐面形成裝配，葉輪在主軸上實(shí)現(xiàn)了倒拉式的自鎖，裝配牢固、可靠，有效杜絕了葉輪從主軸上的松動滑動，無需定位鍵定位鎖緊，消除了定位鍵所帶來的一切弊病，生產(chǎn)成本得以有效控制，轉(zhuǎn)子的安全性高，使用壽命長。
文檔編號F01D5/06GK102720542SQ20121019042
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者張曉東, 楊靈, 王建偉, 王鑫, 袁永強(qiáng) 申請人:東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司