專利名稱：一種葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及泵，特別是一種葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，水泵的葉輪與泵軸通過(guò)鍵實(shí)現(xiàn)連接，鍵連接方式在實(shí)際 生產(chǎn)過(guò)程中存在許多不足
表面質(zhì)量和幾何精度控制嚴(yán)格，定心精度高。
受力不均勻，尖角處有應(yīng)力集中。
孔與軸有間隙時(shí)，不能準(zhǔn)確定心。
生產(chǎn)成本高，需有專用的機(jī)床。
裝配過(guò)程中，裝配效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)，所述的這種葉輪泵軸聯(lián) 接結(jié)構(gòu)要解決現(xiàn)有技術(shù)中葉輪與泵軸的鍵連接結(jié)構(gòu)受力不均勻、不能準(zhǔn)確 定心、生產(chǎn)成本高、裝配效率低的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的這種葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)由葉輪和泵軸構(gòu)成，其中，所述的葉 輪的軸心上設(shè)置有錐形軸孔，所述的泵軸的一端設(shè)置有軸肩，泵軸的前端 套設(shè)有一個(gè)錐套，所述的錐套上平行于軸向設(shè)置有槽，錐套與所述的軸肩 之間設(shè)置有一個(gè)限位套，葉輪套設(shè)在錐套上，葉輪通過(guò)螺母與泵軸的前端 通過(guò)螺紋連接，葉輪與所述的螺母之間設(shè)置有墊塊。
進(jìn)一步的，所述的錐套與限位套的長(zhǎng)度之和小于葉輪的錐形軸孔的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的工作原理是在裝配過(guò)程中，將限位塊、開(kāi)槽的錐套、葉輪、 墊塊、依次裝入軸內(nèi)，用扭矩扳手扭緊螺母。在旋緊螺母的同時(shí)，墊塊擠壓葉輪，葉輪擠壓開(kāi)槽錐套，由于開(kāi)槽錐套受到限位套限制，被迫發(fā)生彈 性變形包緊軸。這樣，葉輪、軸、開(kāi)槽錐套一起運(yùn)動(dòng)。在這中間，開(kāi)槽錐 套是一個(gè)重要的零件。
本發(fā)明與己有技術(shù)相對(duì)照，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明將錐形軸 孔與開(kāi)槽錐套的配合結(jié)構(gòu)應(yīng)用于葉輪與軸的聯(lián)接中，通過(guò)軸端的螺母壓緊 使開(kāi)槽錐套彈性變形實(shí)現(xiàn)緊固作用，葉輪受力均勻，工作穩(wěn)定。


圖1是本發(fā)明的葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖2是本發(fā)明的葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)由葉輪1和泵軸2構(gòu)成，其 中，所述的葉輪1的軸心上設(shè)置有錐形軸孔，所述的泵軸2的一端設(shè)置有 軸肩，泵軸的前端套設(shè)有一個(gè)錐套3，所述的錐套3上平行于軸向設(shè)置有
槽，錐套3與所述的軸肩之間設(shè)置有一個(gè)限位套4，葉輪1套設(shè)在錐套3 上，葉輪1通過(guò)螺母5與泵軸2的前端通過(guò)螺紋連接，葉輪l與所述的螺 母5之間設(shè)置有墊塊6。
進(jìn)一步的，所述的錐套3與所述限位套4的長(zhǎng)度之和小于所述的葉輪 錐形軸孔的長(zhǎng)度。
如圖2所示，本發(fā)明的力學(xué)計(jì)算如下-
將開(kāi)槽錐套作為研究對(duì)象，由于受力平衡則
Flsin6+F2sin(a+e)-F5=0 E y = 0
Flcos 9 -F2cos( a + P )=0
式中 FlP--------------開(kāi)槽錐套的半錐角(度)
F5--------------螺母壓開(kāi)槽錐套的軸向力(N)
由(l)、 (2)式得:
F1=F5/ (sin0+cos6tan(a+P)) F2=F5/ {sin(a+e)+tan0cos(a + e)}
本實(shí)施例中，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的IHH200-150-400型號(hào)的泵進(jìn)行改動(dòng)
未改動(dòng)之前，葉輪和軸是鍵連接，主要尺寸
軸徑D(^4)60h6
改動(dòng)之后，軸徑Dl=4>54h6
開(kāi)槽錐套的錐角3=7°
葉輪、開(kāi)槽錐套材制均為HT200，軸為45鋼 a= 8.53。 0=14。
IHH200-150-400型號(hào)泵軸功率69. 8KW，效率；78% n=1450 69.8
Mn=9552-=459.82 N M .................(3)
1450
根據(jù)實(shí)際情況取Mn=460N M
由于開(kāi)槽錐套角P =7°小于摩擦角發(fā)生現(xiàn)象，因此圓柱形內(nèi)孔與傳動(dòng) 軸之間傳遞的轉(zhuǎn)矩為開(kāi)槽錐套的額定承載能力為
F4= F1COS 9 = F5 COS 9 / { sin 0 +cos 9 tan( a + p )} ---------(4)
傳遞的轉(zhuǎn)矩為；
Mn=F4uDl/2 ----------------------(5)
式中
"--------------軸徑與開(kāi)槽錐套孔之間無(wú)滑動(dòng)的動(dòng)摩檫因數(shù)；
取u 二O. 25
整理式(4)、式(5)得
F5—2M"{sin<9 + cos<9tan(a + / )} (6) //Z)l cos6
此外，螺母壓牢開(kāi)槽錐套所產(chǎn)生的軸向力，保證了葉輪能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，
所以螺紋直徑大小直接影響軸向力大小，螺紋直徑的選擇可根據(jù)下式計(jì)
5螺紋直徑設(shè)計(jì)計(jì)算公式:
<formula>formula see original document page 6</formula>
用應(yīng)力計(jì)算公式:
總軸向載荷計(jì)算公式: 預(yù)緊力計(jì)算公式 殘余預(yù)緊力計(jì)算
-(7)
-(8)
F0 =FC + Fp
F,F;+(1-入)F'
F;=KF'
-(ll)
.-(9) -(10)
式中F'
軸向載荷N; F。-
螺栓所受軸向總載荷N
Fp------殘余預(yù)緊力N D2------- 螺紋小徑
K -------殘余預(yù)緊力系數(shù)，查表查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)；入_
Ml
相對(duì)
剛度可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)
^------軸的屈服強(qiáng)度Mpa;由螺紋連接的機(jī)械性能等級(jí)決定
&-------安全系數(shù)，可查設(shè)計(jì)手冊(cè)
本實(shí)施例中，取1(=1. 7 ; 入=0.25;
&二1. 5
由于此化工泵軸采用45鋼則
仏355MPa 軸向力F5二Fe 則
整理式(7)、式(8) (9) (10) (11)
D2》
'26 .91 F ;r 355
墨(12)整理式(6)、式(12)
D2>29. 45,
查表可得 取 D2=31.5則 公稱直徑 D=36。
權(quán)利要求
1. 一種葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)，由葉輪和泵軸構(gòu)成，其特征在于所述的葉輪的軸心上設(shè)置有錐形軸孔，所述的泵軸的一端設(shè)置有軸肩，泵軸的前端套設(shè)有一個(gè)錐套，所述的錐套上平行于軸向設(shè)置有槽，錐套與所述的軸肩之間設(shè)置有一個(gè)限位套，葉輪套設(shè)在錐套上，葉輪通過(guò)螺母與泵軸的前端通過(guò)螺紋連接，葉輪與所述的螺母之間設(shè)置有墊塊。
2. 如權(quán)利要求1所述的葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的錐套與限 位套的長(zhǎng)度之和小于葉輪的錐形軸孔的長(zhǎng)度。
全文摘要
一種葉輪泵軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)，由葉輪和泵軸構(gòu)成，葉輪的軸心上設(shè)置有錐形軸孔，泵軸的一端設(shè)置有軸肩，泵軸的前端套設(shè)有一個(gè)錐套，錐套上平行于軸向設(shè)置有槽，錐套與軸肩之間設(shè)置有一個(gè)限位套，葉輪套設(shè)在錐套上，葉輪通過(guò)螺母與泵軸的前端通過(guò)螺紋連接，葉輪與螺母之間設(shè)置有墊塊。在裝配過(guò)程中，將限位塊、開(kāi)槽的錐套、葉輪、墊塊、依次裝入軸內(nèi)，用扭矩扳手扭緊螺母。在旋緊螺母的同時(shí)，墊塊擠壓葉輪，葉輪擠壓開(kāi)槽錐套，由于開(kāi)槽錐套受到限位套限制，被迫發(fā)生彈性變形包緊軸。這樣，葉輪、軸、開(kāi)槽錐套一起運(yùn)動(dòng)。本發(fā)通過(guò)軸端的螺母壓緊使開(kāi)槽錐套彈性變形實(shí)現(xiàn)緊固作用，葉輪受力均勻，工作穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F04D29/22GK101463830SQ20071017257
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者劉彥龍, 吳永旭 申請(qǐng)人:上海東方泵業(yè)(集團(tuán))有限公司