離心式壓縮機、具有該離心式壓縮機的渦輪增壓器以及該離心式壓縮機的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于，提供一種離心式壓縮機、具有該離心式壓縮機的渦輪增壓器以及該離心式壓縮機的制造方法。在安裝孔的軸線方向上，即便套筒部與夾緊面分離，也確保從被熱裝的轉(zhuǎn)子向套筒部施加的軸力。形成于輪轂的安裝孔的內(nèi)周面包括夾緊面、擴徑面，套筒部的外周面包括縮徑面。擴徑面以及縮徑面分別具有相互抵接的轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部以及套筒側(cè)抵接部，在從安裝孔的徑向的安裝孔的軸線到套筒側(cè)抵接部的長度為d，從安裝孔的軸線方向的套筒側(cè)抵接部到夾緊面的長度為L，相對于縮徑面，在套筒側(cè)抵接部接觸的假想的圓錐的母線與套筒部的軸線交叉的角度為套筒傾斜角θs時，滿足下式：θs＜atan(d/L)表示的關(guān)系。
【專利說明】
離心式壓縮機、具有該離心式壓縮機的渦輪増壓器以及該離心式壓縮機的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及離心式壓縮機、具有該離心式壓縮機的渦輪增壓器以及該離心式壓縮機的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在壓縮機中，例如專利文獻(xiàn)I所記載，設(shè)置有用于承受驅(qū)動軸(渦輪軸)的推力的推力軸承。推力軸承具有嵌合于驅(qū)動軸的環(huán)(凸緣部)，該環(huán)利用轉(zhuǎn)子(壓縮機轉(zhuǎn)子)，經(jīng)由嵌合于驅(qū)動軸的其他環(huán)(套筒部)，以預(yù)定的軸力向驅(qū)動軸的臺階部按壓。
[0003]在將轉(zhuǎn)子固定于驅(qū)動軸時，如專利文獻(xiàn)I所記載，有時使用熱裝。在熱裝中，將驅(qū)動軸插入被加熱的轉(zhuǎn)子的安裝孔，在轉(zhuǎn)子的溫度降低的過程中，轉(zhuǎn)子與驅(qū)動軸在卡合部(夾緊面)靠緊。在專利文獻(xiàn)I中，驅(qū)動軸與轉(zhuǎn)子的卡合部位于轉(zhuǎn)子的背面?zhèn)取?br>[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:(日本)專利第4432638號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0008]在利用熱裝將轉(zhuǎn)子固定于驅(qū)動軸的情況下，在被加熱的轉(zhuǎn)子的溫度降低的過程中，轉(zhuǎn)子收縮。此時，轉(zhuǎn)子的夾緊面最初向驅(qū)動軸的軸部靠緊，然后，在安裝孔的軸線方向，轉(zhuǎn)子以夾緊面為中心進(jìn)一步收縮。這樣，以夾緊面為中心，轉(zhuǎn)子進(jìn)一步收縮，在安裝孔的軸線方向上，如果夾緊面與套筒部鄰接，套筒部不會從轉(zhuǎn)子分離。
[0009]與此相對，在設(shè)計上，有時夾緊面在安裝孔的軸線方向上與套筒部分離。在這種情況下，在轉(zhuǎn)子以夾緊面為中心收縮式，從轉(zhuǎn)子向套筒部施加的軸力降低。并且，在軸力降低時，在壓縮機工作時產(chǎn)生振動，噪音增大。
[0010]在此，本發(fā)明的至少一實施方式的目的在于，提供一種離心式壓縮機、具有該離心式壓縮機的渦輪增壓器以及該離心式壓縮機的制造方法，即便在安裝孔的軸線方向上，套筒部與夾緊面分離，也能夠確保從被熱裝的轉(zhuǎn)子向套筒部施加的軸力。
[0011 ]用于解決技術(shù)課題的技術(shù)方案
[0012]本發(fā)明的至少一實施方式的尚心式壓縮機具有:
[0013]殼；
[0014]轉(zhuǎn)子，其能夠旋轉(zhuǎn)地配置在所述殼內(nèi)，具有形成有安裝孔的輪轂以及與該輪轂一體設(shè)置的多個葉片；
[0015]驅(qū)動軸，其具有在所述轉(zhuǎn)子的安裝孔的內(nèi)部延伸的軸部、從所述轉(zhuǎn)子分離的臺階部、位于所述軸部與所述臺階部之間的中間部；
[0016]連結(jié)部件，其與所述軸部的前端側(cè)螺合；
[0017]至少一個凸緣部，其與所述中間部嵌合；
[0018]推力部件，其相對于所述殼固定配置，具有被所述驅(qū)動軸貫通的貫通孔以及設(shè)于所述貫通孔的周圍并與所述凸緣部抵接的推力部；
[0019]套筒部，其與所述中間部嵌合，并配置在所述凸緣部與所述轉(zhuǎn)子之間；
[0020]所述安裝孔的內(nèi)周面包括:夾緊面，其通過熱裝而與所述軸部靠緊;擴徑面，其在所述安裝孔的軸線方向上，越從所述夾緊面分離，內(nèi)徑越擴大，
[0021]所述套筒部的外周面包括縮徑面，所述縮徑面在所述安裝孔的軸線方向上，越靠近所述夾緊面，外徑越縮小，
[0022]所述擴徑面以及所述縮徑面分別具有相互抵接的轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部以及套筒側(cè)抵接部，
[0023]在所述安裝孔的徑向的從所述安裝孔的軸線到所述套筒側(cè)抵接部的長度為d，
[0024]所述安裝孔的軸線方向的從所述套筒側(cè)抵接部到所述夾緊面的長度為L，
[0025]相對于所述縮徑面，在所述套筒側(cè)抵接部接觸的假想的圓錐的母線與所述套筒部的軸線交叉的角度為套筒傾斜角9s時，滿足下式:
[0026]0s<atan(d/L)所示的關(guān)系。
[0027]在利用熱裝將轉(zhuǎn)子安裝于驅(qū)動軸時，在轉(zhuǎn)子收縮而使夾緊面向軸部靠緊后，轉(zhuǎn)子的背面?zhèn)认蚴湛s中心位置收縮。從收縮中心位置觀察的套筒側(cè)抵接部的方向能夠用d/Ι的逆正切表示。在套筒傾斜角0s為d/L的逆正切以上的情況下，轉(zhuǎn)子的擴徑面從套筒側(cè)抵接部遠(yuǎn)離地收縮，降低從轉(zhuǎn)子向套筒部施加的軸力。
[0028]與此相對，在上述實施方式的結(jié)構(gòu)中，與套筒傾斜角θ8相比，d/L的逆正切大。因此，轉(zhuǎn)子的擴徑面向套筒側(cè)抵接部靠緊地收縮，能夠使從轉(zhuǎn)子向套筒部施加的軸力增大。其結(jié)果是，在離心式壓縮機工作時，抑制產(chǎn)生振動以及噪音。
[0029]在幾個實施方式中，所述轉(zhuǎn)子具有相對于所述安裝孔的軸線大致正交的第一定位面，
[0030]所述套筒部以及所述驅(qū)動軸中的一方具有第二定位面，所述第二定位面相對于所述安裝孔的軸線大致正交，并且在所述熱裝時能夠與所述第一定位面抵接。
[0031 ]在安裝孔的內(nèi)周面形成有擴徑面，在套筒部的外周面形成有縮徑面的情況下，在將軸部插入轉(zhuǎn)子的安裝孔時，根據(jù)插入條件，可能使擴徑面被縮徑面壓寬，而使相對于轉(zhuǎn)子的驅(qū)動軸的插入量比設(shè)計大。
[0032]針對于此，在上述實施方式的結(jié)構(gòu)中，在將軸部插入轉(zhuǎn)子的安裝孔時，通過使第一定位面相對于第二定位面抵接，能夠防止相對于轉(zhuǎn)子的安裝孔的驅(qū)動軸的插入量比設(shè)計大。
[0033]在幾個實施方式中，所述套筒傾斜角0s為30°以上。
[0034]在套筒傾斜角θ8為30°以上時，能夠從轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部相對于套筒側(cè)抵接部，在驅(qū)動軸的軸線方向上作用足夠大的軸力。
[0035]在幾個實施方式中，所述atan(d/L)與所述套筒傾斜角0S的差為20°以下。
[0036]在d/L的逆正切與套筒傾斜角0S的差為20°以下時，在轉(zhuǎn)子的背面?zhèn)仁湛s時，防止轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部與套筒側(cè)抵接部之間的接觸壓過大。其結(jié)果是，防止相對于轉(zhuǎn)子、套筒部作用過大的應(yīng)力。
[0037]在幾個實施方式中，所述擴徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角一定的凹錐面構(gòu)成，
[0038]所述縮徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角一定的凸錐面構(gòu)成。
[0039]利用該結(jié)構(gòu)，由于擴徑面以及縮徑面分別由凹錐面以及凸錐面構(gòu)成，因此容易加工。
[0040]在幾個實施方式中，所述擴徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角一定的凹錐面構(gòu)成，
[0041]所述縮徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角發(fā)生變化的彎曲面構(gòu)成。
[0042]在該結(jié)構(gòu)中，擴徑面由凹錐面構(gòu)成，縮徑面由彎曲面構(gòu)成，套筒側(cè)抵接部由彎曲面的一部分構(gòu)成。因此，防止轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部與套筒側(cè)抵接部之間的接觸面壓在局部升高，能夠使轉(zhuǎn)子順利收縮。其結(jié)果是，防止在轉(zhuǎn)子作用局部的應(yīng)力，使轉(zhuǎn)子的耐久性提高。
[0043]在幾個實施方式中，所述擴徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角發(fā)生變化的彎曲面構(gòu)成，
[0044]所述縮徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角一定的凸錐面構(gòu)成。
[0045]在該結(jié)構(gòu)中，擴徑面由彎曲面構(gòu)成，縮徑面由凸錐面構(gòu)成，轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部由彎曲面的一部分構(gòu)成。因此，防止轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部與套筒側(cè)抵接部之間的接觸面壓局部升高，能夠使轉(zhuǎn)子順利收縮。其結(jié)果是，防止在轉(zhuǎn)子上作用有局部應(yīng)力，提高轉(zhuǎn)子的耐久性。
[0046]本發(fā)明的至少一種實施方式的渦輪增壓器具有上述任一離心式壓縮機、具有固定于所述驅(qū)動軸的渦輪動葉片的渦輪。
[0047]利用該結(jié)構(gòu)，在離心式壓縮機中，由于利用轉(zhuǎn)子的收縮確保從轉(zhuǎn)子向套筒部施加的軸力，因此抑制在渦輪增壓器工作時產(chǎn)生振動、噪音。
[0048]在本發(fā)明的至少一種實施方式的離心式壓縮機的制造方法中，所述離心式壓縮機具有:
[0049]殼;轉(zhuǎn)子，其能夠旋轉(zhuǎn)地配置在所述殼內(nèi)，具有形成有安裝孔的輪轂以及與該輪轂一體設(shè)置的多個葉片;驅(qū)動軸，其具有在所述轉(zhuǎn)子的安裝孔的內(nèi)部延伸的軸部、從所述轉(zhuǎn)子分離的臺階部、位于所述軸部與所述臺階部之間的中間部;連結(jié)部件，其與所述軸部的前端側(cè)螺合;至少一個凸緣部，其與所述中間部嵌合;推力部件，其相對于所述殼固定配置，具有被所述驅(qū)動軸貫通的貫通孔以及設(shè)于所述貫通孔的周圍并與所述凸緣部抵接的推力部;套筒部，其與所述中間部嵌合，并配置在所述凸緣部與所述轉(zhuǎn)子之間;所述安裝孔的內(nèi)周面包括:夾緊面，其通過熱裝而與所述軸部靠緊;擴徑面，其在所述安裝孔的軸線方向上，越從所述夾緊面分離，內(nèi)徑越擴大，所述套筒部的外周面包括縮徑面，所述縮徑面在所述安裝孔的軸線方向上，越靠近所述夾緊面，外徑越縮小，所述擴徑面以及所述縮徑面分別具有相互抵接的轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部以及套筒側(cè)抵接部，在所述安裝孔的徑向的從所述安裝孔的軸線到所述套筒側(cè)抵接部的長度為d，所述安裝孔的軸線方向的從所述套筒側(cè)抵接部到所述夾緊面的長度為L，相對于所述縮徑面，在所述套筒側(cè)抵接部接觸的假想的圓錐的母線與所述套筒部的軸線交叉的角度為套筒傾斜角9S時，滿足下式:0s<atan(d/L)所示的關(guān)系，
[0050]所述離心式壓縮機的制造方法包括:
[0051]將所述驅(qū)動軸插入所述推力部件的所述貫通孔、所述凸緣部以及所述套筒部的第一插入工序；
[0052]對所述轉(zhuǎn)子進(jìn)行加熱的加熱工序；
[0053]在所述第一插入工序后，將所述軸部插入在所述加熱工序中被加熱的所述轉(zhuǎn)子的安裝孔內(nèi)的第二插入工序；
[0054]在所述第二插入工序后，將連結(jié)部件螺合于所述軸部的前端側(cè)的連結(jié)工序。
[0055]利用該結(jié)構(gòu)，在第二插入工序后，在使轉(zhuǎn)子收縮而使夾緊面向軸部靠緊后，轉(zhuǎn)子的背面?zhèn)认蚴湛s中心位置收縮。能夠使從收縮中心位置觀察的套筒側(cè)抵接部的方向由d/L的逆正切表示。在套筒傾斜角0s為d/L的逆正切以上的情況下，轉(zhuǎn)子的擴徑面從套筒側(cè)抵接部遠(yuǎn)離地收縮，使從轉(zhuǎn)子向套筒部施加的軸力降低。
[0056]與此相對，在上述實施方式的結(jié)構(gòu)中，與套筒傾斜角θ8相比，d/L的逆正切大。因此，轉(zhuǎn)子的擴徑面向套筒側(cè)抵接部靠緊地收縮，能夠使從轉(zhuǎn)子向套筒部施加的軸力增大。其結(jié)果是，抑制在離心式壓縮機工作時產(chǎn)生振動以及噪音。
[0057]在幾個實施方式中，所述轉(zhuǎn)子具有相對于所述安裝孔的軸線大致正交的第一定位面，
[0058]所述套筒部以及所述驅(qū)動軸中的一方具有相對于所述驅(qū)動軸的軸線大致正交的第二定位面，
[0059]在所述第二插入工序中，使所述第二定位面抵接于所述第一定位面。
[0060]在安裝孔的內(nèi)周面形成擴徑面，在套筒部的外周面形成縮徑面的情況下，在使縮徑免插入擴徑面時，有可能使擴徑面被縮徑面壓寬，而使驅(qū)動軸的插入量比設(shè)計大。
[0061]在上述實施方式的結(jié)構(gòu)中，在轉(zhuǎn)子上設(shè)置有第一定位面，在套筒部以及驅(qū)動軸中的一方設(shè)置有第二定位面。第一定位面以及第二定位面與安裝孔的軸線正交并且能夠相互抵接，通過使第一定位面與第二定位面抵接，能夠防止相對于轉(zhuǎn)子的安裝孔的驅(qū)動軸的插入量比設(shè)計大。
[0062]在幾個實施方式中，在所述加熱工序后，在所述轉(zhuǎn)子的溫度下降到環(huán)境溫度前，進(jìn)行所述連結(jié)工序。
[0063]利用該結(jié)構(gòu)，通過在轉(zhuǎn)子的溫度降低到環(huán)境溫度前進(jìn)行連結(jié)工序，能夠大量生產(chǎn)離心式壓縮機。
[0064]發(fā)明的效果
[0065]利用本發(fā)明的至少一實施方式，提供一種離心式壓縮機、具有該離心式壓縮機的渦輪增壓器以及該離心式壓縮機的制造方法，其在安裝孔的軸線方向上使套筒部與夾緊面分離，確保從被熱裝的轉(zhuǎn)子向套筒部施加的軸力。
【附圖說明】
[0066]圖1是示意表示本發(fā)明的幾個實施方式的渦輪增壓器的縱剖視圖。
[0067]圖2是用于說明相對于驅(qū)動軸的壓縮機的轉(zhuǎn)子的固定結(jié)構(gòu)的圖。
[0068]圖3是示意表示轉(zhuǎn)子和推力套筒的立體圖。
[0069]圖4是圖2中的區(qū)域IV的放大圖。
[0070]圖5是示意表示幾個實施方式的壓縮機的制造方法所包含的、轉(zhuǎn)子相對于驅(qū)動軸的固定方法的順序的流程圖。
[0071 ]圖6是幾個實施方式的壓縮機的與圖4對應(yīng)的放大圖。
[0072]圖7是幾個實施方式的壓縮機的與圖4對應(yīng)的放大圖。
[0073]圖8是幾個實施方式的壓縮機的與圖4對應(yīng)的放大圖。
[0074]圖9是幾個實施方式的壓縮機的與圖4對應(yīng)的放大圖。
[0075]圖10是幾個實施方式的壓縮機的與圖4對應(yīng)的放大圖。
【具體實施方式】
[0076]以下，參照附圖，說明本發(fā)明的幾個實施方式。需要說明的是，這些實施方式所記載的或圖示的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、形狀及其相對配置等并不是將本發(fā)明的范圍限定于此，僅為說明例。例如，沿著某方向這一表現(xiàn)形式，不限于相對于某方向嚴(yán)格平行的狀態(tài)，還表示根據(jù)需要，以公差或者一定程度的角度傾斜的狀態(tài)。另外，大致這一表現(xiàn)方式是表示在公差范圍內(nèi)的誤差，或者也可以包含通常進(jìn)行程度的變形。
[0077]圖1是示意表示本發(fā)明的幾個實施方式的渦輪增壓器的縱剖視圖。渦輪增壓器例如適用于車輛、船舶等內(nèi)燃機。
[0078]渦輪增壓器具有渦輪10、離心式的壓縮機12。渦輪10具有:渦輪殼14、能夠旋轉(zhuǎn)地收納于渦輪殼14內(nèi)的渦輪動葉片(渦輪轉(zhuǎn)子)16，壓縮機12具有:壓縮機殼18、能夠旋轉(zhuǎn)地收納于壓縮機殼18的轉(zhuǎn)子(壓縮機轉(zhuǎn)子)20。
[0079]渦輪殼14以及壓縮機殼18利用未圖示的連結(jié)部件相對于軸承殼22固定，渦輪10的渦輪動葉片16和壓縮機12的轉(zhuǎn)子20在軸承殼22內(nèi)利用延伸驅(qū)動軸(渦輪轉(zhuǎn)子)24相互連結(jié)。因此，渦輪動葉片16，轉(zhuǎn)子20以及驅(qū)動軸24配置在同一軸線26上。渦輪10的渦輪動葉片16例如利用從內(nèi)燃機排出的排氣旋轉(zhuǎn)，由此，經(jīng)由驅(qū)動軸24使壓縮機12的轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)。利用壓縮機12的轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)，使供給到內(nèi)燃機的進(jìn)氣被壓縮。
[0080]例如，渦輪殼14具有收納渦輪動葉片16的筒部(圍筒部)28、包圍筒部28的軸承殼22側(cè)的部分的渦旋部30。渦旋部30具有未圖示的排氣的入口，并且經(jīng)由狹道部32與筒部28連通。與軸承殼22相反一側(cè)的筒部28的開口形成排氣的出口。
[0081 ] 在軸承殼22側(cè)的渦輪殼14的開口嵌合有軸承殼22的端壁34。在端壁34—體并且同軸地設(shè)置有筒狀的密封部36，密封部36形成貫通端壁34的中央的密封孔。渦輪動葉片16側(cè)的驅(qū)動軸24的端部配置在密封部36內(nèi)，并在驅(qū)動軸24與密封部36之間的間隙配置有密封環(huán)38 ο
[0082]在端壁34與渦輪動葉片16的背面之間的環(huán)狀的凹處配置有環(huán)狀的后板40。后板40的外周部利用渦輪殼14、軸承殼22夾持，后板40的內(nèi)周緣包圍密封部36。
[0083]在軸承殼22的內(nèi)部，與周壁42—體地設(shè)置有軸承部44，在軸承部44形成有軸承孔。在軸承部44的軸承孔內(nèi)配置有例如兩個浮動襯套46作為徑向軸承，驅(qū)動軸24的中央部在貫通浮動襯套46的狀態(tài)下，配置于軸承部44的軸承孔內(nèi)。
[0084]在壓縮機12側(cè)的軸承部44的端面固定有與軸線26正交的板形狀的推力部件48，驅(qū)動軸24貫通推力部件48的貫通孔。在驅(qū)動軸24上嵌合有推力環(huán)50以及推力套筒52，推力部件48、推力環(huán)50以及推力套筒52構(gòu)成推力軸承。
[0085]在此，在軸承殼22的周壁42設(shè)置有供油口54以及排油口 56，在軸承部44以及推力部件48上形成有用于向徑向軸承以及推力軸承的軸承間隙供給潤滑油的供油路。另一方面，為了防止?jié)櫥拖驂嚎s機12的方向飛濺，設(shè)置有導(dǎo)油板58，以覆蓋推力部件48的壓縮機12側(cè)的面。
[0086]在壓縮機12側(cè)的軸承殼22的開口嵌合有在中央具有密封孔的蓋部件60，蓋部件60利用固定環(huán)62相對于軸承殼22固定。推力套筒52貫通蓋部件60的密封孔，在推力套筒52與密封孔之間的間隙配置有未圖示的密封環(huán)。
[0087]例如壓縮機殼18由收納轉(zhuǎn)子20的筒部(圍筒部)64、包圍筒部64的軸承殼22側(cè)的部分的渦旋部66構(gòu)成。渦旋部66具有未圖示的供氣的出口，并且經(jīng)由擴散部68與筒部64連通。與軸承殼22相反側(cè)的筒部64的開口形成進(jìn)氣的入口。
[0088]圖2是用于說明相對于驅(qū)動軸24的壓縮機12的轉(zhuǎn)子20的固定結(jié)構(gòu)的圖。
[0089]轉(zhuǎn)子20由輪轂70、多個葉片72構(gòu)成。輪轂70具有繞軸線26的周圍旋轉(zhuǎn)對稱的形狀。在沿著軸線26的方向上，輪轂70的一端側(cè)位于進(jìn)氣的入口側(cè)，輪轂70的另一端側(cè)位于擴散部68側(cè)。輪轂70的外周面74具有朝向另一端側(cè)擴大的喇叭形狀，輪轂70在另一端側(cè)具有與蓋部件60對置的背面76。
[0090]在輪轂70上，沿著軸線26設(shè)置有貫通輪轂70的安裝孔78，安裝孔78在輪轂70的兩端開口。多個葉片72與輪轂70的外周面74—體安裝，在輪轂70的周向上以預(yù)定的間隔排列。在幾個實施方式中，多個葉片72具有，流動葉片72a、沿著軸線26方向，比流動葉片72a短的分流葉片72b，流動葉片72a和分流葉片72b在周向上交替配置。
[0091]驅(qū)動軸24具有互相形成一體的軸部80、大徑部82、中間部84。軸部80沿著轉(zhuǎn)子20的安裝孔78的內(nèi)部延伸，大徑部82與轉(zhuǎn)子20分離。中間部84位于軸部80與大徑部82之間。中間部84比大徑部82小徑，在中間部84與大徑部82的邊界形成有臺階部86。
[0092]位于轉(zhuǎn)子20的一端側(cè)的軸部80的前端側(cè)形成有內(nèi)螺紋，在內(nèi)螺紋上螺合有作為連結(jié)部件88的螺母。連結(jié)部件88與轉(zhuǎn)子20的一端側(cè)抵接，相對于轉(zhuǎn)子20，在沿著軸線26的方向上施加有朝向臺階部86的軸力。
[0093]在驅(qū)動軸24的中間部84上至少嵌合有一個凸緣部90。在幾個實施方式中，在中間部84上串聯(lián)嵌合的推力環(huán)50以及推力套筒52分別具有凸緣部90。
[0094]另外，推力套筒52具有與中間部84嵌合的套筒部92，套筒部92配置在凸緣部90與轉(zhuǎn)子20之間。
[0095]推力部件48的貫通孔利用中間部84貫通，推力部件48在貫通孔的周圍具有在沿著軸線26的方向上與凸緣部90對置抵接的推力部94。在幾個實施方式中，推力部件48在沿著軸線26的方向上，在兩側(cè)具有推力部94。
[0096]安裝孔78的內(nèi)周面包括夾緊面96以及擴徑面98。夾緊面96通過熱裝與軸部80靠緊。具體而言，在輪轂70的安裝孔78，在沿著軸線26的方向上，通過將一部分區(qū)域的內(nèi)徑縮小形成，使該區(qū)域的內(nèi)周面構(gòu)成夾緊面96。在幾個實施方式中，在沿著軸線26的方向上，在一部分區(qū)域，通過使軸部80的外徑局部地擴大，使與該區(qū)域?qū)χ玫陌惭b孔7 8的區(qū)域構(gòu)成夾緊面。
[0097]圖3是示意表示轉(zhuǎn)子20、推力套筒52的立體圖。圖4是圖2中的區(qū)域IV的放大圖。
[0098]如圖2以及圖3所示，擴徑面98在沿著軸線26的方向上，即在安裝孔78的軸線方向上，位于比夾緊面96靠近推力套筒52—側(cè)，并具有越遠(yuǎn)離夾緊面96越擴大的內(nèi)徑。在幾個實施方式中，擴徑面98由凹錐面98a構(gòu)成。
[0099]與擴徑面98對應(yīng)，推力套筒52的套筒部92的外周面在轉(zhuǎn)子20側(cè)，包括在安裝孔78的軸線方向上，越靠近夾緊面96，外徑越縮小的縮徑面100。在幾個實施方式中，縮徑面100由凸錐面10a構(gòu)成。
[0100]擴徑面98以及縮徑面100分別具有相互抵接的轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部102以及套筒側(cè)抵接部104。
[0101]在此，在將安裝孔78的徑向的從安裝孔78的軸線到套筒側(cè)抵接部104的長度為d，安裝孔78的軸線方向的從套筒側(cè)抵接部104到夾緊面的長度為L，相對于縮徑面100，與套筒側(cè)抵接部104接觸的假想圓錐的母線G與軸線26，即與套筒部92的軸線交叉的角度為套筒傾斜角9S時，滿足下式:
[0102]0s<atan(d/L)...(I)
[0103]的關(guān)系。在式(I)中，atan表示逆正切(反正切)。
[0104]在幾個實施方式中，轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部102以及套筒側(cè)抵接部104由面(接觸面)形成，在該情況下，作為長度d以及長度L的基點的套筒側(cè)抵接部104的位置P在安裝孔78的徑向以及軸線方向上設(shè)定為接觸面的中心。
[0105]圖5是示意表示上述壓縮機12的制造方法中的、轉(zhuǎn)子20相對于驅(qū)動軸24的固定方法的順序的流程圖。
[0106]轉(zhuǎn)子20的固定方法具有第一插入工序S10、加熱工序S12、第二插入工序S14、連結(jié)工序S16以及冷卻工序S18。
[0107]在第一插入工序SlO中，驅(qū)動軸24插入推力部件48的貫通孔、凸緣部90以及套筒部92等。即，將驅(qū)動軸24插入在轉(zhuǎn)子20相對于驅(qū)動軸24固定前應(yīng)嵌合的部件中。
[0108]在加熱工序S12中，轉(zhuǎn)子20加熱到預(yù)定的溫度。由此，轉(zhuǎn)子20熱膨脹，安裝孔78的內(nèi)徑擴大。
[0109]第二插入工序S14在第一插入工序SlO后進(jìn)行。在第二插入工序S14中，將軸部80插入在加熱工序S12中加熱的轉(zhuǎn)子20的安裝孔78中。
[0110]連結(jié)工序S16在第二插入工序S14后進(jìn)行。在連結(jié)工序S16中，連結(jié)部件88螺合于軸部80的前端側(cè)。通過螺合連結(jié)部件88，相對于轉(zhuǎn)子20施加朝向臺階部86的方向的軸力。
[0111]冷卻工序S18在第二插入工序S14后進(jìn)行。在冷卻工序S18中，轉(zhuǎn)子20被強制冷卻或自然冷卻到環(huán)境溫度。在轉(zhuǎn)子20的冷卻過程中，安裝孔78的內(nèi)徑縮小，夾緊面96與軸部80靠緊。由此，轉(zhuǎn)子20相對于驅(qū)動軸24固定。
[0112]利用上述壓縮機12以及壓縮機12的制造方法，在通過熱裝將轉(zhuǎn)子20安裝到驅(qū)動軸24時，在轉(zhuǎn)子20收縮而使夾緊面96與軸部80靠緊后，轉(zhuǎn)子20的背面76側(cè)朝向收縮中心位置O(參照圖4)收縮。從收縮中心位置O觀察的套筒側(cè)抵接部104(位置P)的方向，即以軸線26為基準(zhǔn)的方位角(以下，稱為轉(zhuǎn)子傾斜角0i)能夠用d/L的逆正切表示。
[0113]在此，在套筒傾斜角0S為d/L的逆正切，即轉(zhuǎn)子傾斜角0i以上的情況下，轉(zhuǎn)子20的擴徑面98從套筒側(cè)抵接部104遠(yuǎn)離地收縮，而使從轉(zhuǎn)子20向套筒部92施加的軸力降低。
[0114]在此，在上述壓縮機12中，將d/L的逆正切即轉(zhuǎn)子傾斜角0i設(shè)定為比套筒傾斜角0S大。利用該設(shè)定，在夾緊面96的靠緊后，轉(zhuǎn)子20的擴徑面98向套筒側(cè)抵接部104靠緊地進(jìn)一步收縮，能夠使從轉(zhuǎn)子20向套筒部92施加的軸力增大。
[0115]在幾個實施方式中，擴徑面98由相對于安裝孔78的軸線的傾角一定的凹錐面98a構(gòu)成，縮徑面100由相對于安裝孔78的軸線的傾角一定的凸錐面構(gòu)成。利用該結(jié)構(gòu)，擴徑面98以及縮徑面100由錐面構(gòu)成，因此容易加工。
[0116]在幾個實施方式中，凹錐面98a以及凸錐面10a的錐角，即套筒傾斜角0S設(shè)定為45°，長度d設(shè)定為比長度L長。利用該結(jié)構(gòu)，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)滿足上述式(I)。具體而言，在長度d的變化量(收縮量)Ad比長度L的變化量(收縮量)AL大，并且套筒傾斜角0S為45°時，在轉(zhuǎn)子20的冷卻后，轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部102也不會從套筒側(cè)抵接部104分離。
[0117]圖6是幾個實施方式的壓縮機12的與圖4對應(yīng)的放大圖。
[0118]在幾個實施方式中，如圖6所示，轉(zhuǎn)子20具有相對于安裝孔78的軸線大致正交的第一定位面106，套筒部92具有相對于安裝孔78的軸線大致正交，并且在熱裝時能夠與第一定位面106抵接的第二定位面108。
[0119]在在安裝孔78的內(nèi)周面形成有擴徑面98，在套筒部92的外周面形成有縮徑面100的情況下，利用第二插入工序S14，將驅(qū)動軸24的軸部80插入轉(zhuǎn)子20的安裝孔78時，根據(jù)插入條件，可能由于擴徑面98被縮徑面100壓寬，而使相對于轉(zhuǎn)子20的驅(qū)動軸24的插入量比設(shè)計大。
[0120]針對于此，在上述實施方式結(jié)構(gòu)中，在將軸部80插入轉(zhuǎn)子20的安裝孔78時，通過使第一定位面106與第二定位面108抵接，能夠防止相對于轉(zhuǎn)子20的安裝孔78的驅(qū)動軸24的插入量比設(shè)計大。
[0121]在幾個實施方式中，如圖6所示，在安裝孔78的內(nèi)部形成有環(huán)狀的第一定位面106，在套筒部92的前端形成有環(huán)狀的第二定位面108。第一定位面106與擴徑面98的小徑端連接，第二定位面108與縮徑面100的小徑端連接。利用該結(jié)構(gòu)，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)，設(shè)置第一定位面106、第二定位面108。
[0122]圖7是幾個實施方式的壓縮機12的與圖4對應(yīng)的放大圖。
[0123]在幾個實施方式中，如圖7所示，在轉(zhuǎn)子20的背面76的一部分形成有環(huán)狀的第一定位面110，在從套筒部92向徑向外側(cè)突出的凸緣部上形成有環(huán)狀的第二定位面112。第一定位面110與擴徑面98的大徑端連接，第二定位面112與縮徑面100的大徑端連接。利用該結(jié)構(gòu)，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)，設(shè)置第一定位面110、第二定位面112。
[0124]圖8是幾個實施方式的壓縮機12的與圖4對應(yīng)的放大圖。
[0125]在幾個實施方式中，如圖8所示，在安裝孔78的內(nèi)部形成有環(huán)狀的第一定位面114，在驅(qū)動軸24上形成有第二定位面116。第一定位面114以及第二定位面116位于從套筒部92的前端分離的位置。利用該結(jié)構(gòu)，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)置第一定位面114、第二定位面116。
[0126]圖9是幾個實施方式的壓縮機12的與圖4對應(yīng)的放大圖。
[0127]在幾個實施方式中，如圖9所示，擴徑面98由相對于安裝孔78的軸線的傾角一定的凹錐面98a構(gòu)成，縮徑面100由相對于安裝孔78的軸線的傾角發(fā)生變化的彎曲面10b構(gòu)成。
[0128]在該結(jié)構(gòu)中，擴徑面98由凹錐面98a構(gòu)成，縮徑面100由彎曲面10b構(gòu)成，套筒側(cè)抵接部104利用彎曲面10b的一部分構(gòu)成。因此，防止轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部102與套筒側(cè)抵接部104之間的接觸面壓局部升高，能夠使轉(zhuǎn)子20順利收縮。其結(jié)果是，防止在轉(zhuǎn)子20作用局部應(yīng)力，提尚轉(zhuǎn)子20的耐久性。
[0129]圖10是幾個實施方式的壓縮機12的與圖4對應(yīng)的放大圖。
[0130]在幾個實施方式中，如圖10所示，擴徑面98由相對于安裝孔78的軸線的傾角發(fā)生變化的彎曲面98b構(gòu)成，縮徑面100由相對于安裝孔78的軸線的傾角一定的凸錐面10a構(gòu)成。
[0131]利用該結(jié)構(gòu)，擴徑面98由彎曲面98b構(gòu)成，縮徑面100由凸錐面構(gòu)成，轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部102利用彎曲面98b的一部分構(gòu)成。因此，防止轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部102與套筒側(cè)抵接部104之間的接觸面壓局部升高，能夠使轉(zhuǎn)子20順利收縮。其結(jié)果是，防止在轉(zhuǎn)子20作用有局部應(yīng)力，提高轉(zhuǎn)子20的耐久性。
[0132]在幾個實施方式中，套筒傾斜角0s為30°以上。在套筒傾斜角0s為30°以上時，能夠從轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部102相對于套筒側(cè)抵接部104，作用有沿著軸線26的方向，即在驅(qū)動軸24的軸線方向上足夠大小的軸力。
[0133]在幾個實施方式中，d/L的逆正切即轉(zhuǎn)子傾斜角0i與套筒傾斜角θ8的差為20°以下。d/L的逆正切與套筒傾斜角0S的差為20°以下時，在轉(zhuǎn)子20的背面76側(cè)收縮時，防止轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部102與套筒側(cè)抵接部104間的接觸壓過大。其結(jié)果是，防止相對于轉(zhuǎn)子20、套筒部92作用過大的應(yīng)力。
[0134]在幾個實施方式中，d/L的逆正切即轉(zhuǎn)子傾斜角0i不足90°。
[0135]在幾個實施方式中，在加熱工序S12后，在轉(zhuǎn)子20的溫度降低到環(huán)境溫度前進(jìn)行連結(jié)工序S16。
[0136]利用該結(jié)構(gòu)，通過在轉(zhuǎn)子20的溫度降低到環(huán)境溫度進(jìn)行連結(jié)工序S16，能夠大量生產(chǎn)壓縮機12。
[0137]本發(fā)明不限于上述實施方式，還包括對上述實施方式進(jìn)行變更的方式以及對這些方式的適當(dāng)組合的方式。
[0138]例如，上述在幾個實施方式中，套筒部92、凸緣部90利用一體的推力套筒52，套筒部92與凸緣部90也可以分體設(shè)置。并且，構(gòu)成套筒部92的部件不限于推力套筒52，也可以是嵌合于驅(qū)動軸24，并且與轉(zhuǎn)子20抵接，將軸力向臺階部86傳遞的部件。
[0139]上述在幾個實施方式中，軸部80、大徑部82以及中間部84—體形成，軸部80以及中間部84也可以利用與大徑部82分體的雙頭螺栓等形成。另外，臺階部86利用與中間部84嵌合的擋圈等形成。
[0140]上述在幾個實施方式中，在轉(zhuǎn)子20的溫度下降到環(huán)境溫度前進(jìn)行連結(jié)工序S16，也可以在轉(zhuǎn)子20的溫度降低到環(huán)境溫度后，進(jìn)一步設(shè)置加緊連結(jié)部件88的加緊工序。
[0141]進(jìn)一步地，離心式壓縮機也可以是可變?nèi)萘啃蛪嚎s機。
[0142]附圖標(biāo)記說明
[0143]10 渦輪
[0144]12壓縮機
[0145]14渦輪殼
[0146]16渦輪動葉片
[0147]18壓縮機殼
[0148]20 轉(zhuǎn)子
[0149]22軸承殼
[0150]24驅(qū)動軸
[0151]26 軸線
[0152]28 筒部
[0153]30渦旋部
[0154]32狹道部
[0155]34端壁
[0156]36密封部
[0157]38密封環(huán)
[0158]40后板
[0159]42周壁
[0160]44軸承部
[0161]46浮動襯套
[0162]48推力部件
[0163]50推力環(huán)
[0164]52推力套筒
[0165]54供油口
[0166]56排油口
[0167]58導(dǎo)油板
[0168]60蓋部件
[0169]62固定環(huán)
[0170]64筒部
[0171]66渦旋部
[0172]68擴散部
[0173]70輪轂
[0174]72葉片
[0175]72a流動葉片
[0176]72b分流葉片
[0177]74外周面
[0178]76背面
[0179]78安裝孔
[0180]80軸部
[0181]82大徑部
[0182]84中間部
[0183]86臺階部
[0184]88連結(jié)部件
[0185]90凸緣部
[0186]92套筒部
[0187]94推力部
[0188]96夾緊面
[0189]98擴徑面
[0190]98a凹錐面
[0191]98b彎曲面
[0192]100縮徑面
[0193]10a 凸錐面
[0194]10b 彎曲面
[0195]102轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部
[0196]104套筒側(cè)抵接部
[0197]106、110、114 第一定位面
[0198]108、112、116 第二定位面
【主權(quán)項】
1.一種1?心式壓縮機，具有: 殼； 轉(zhuǎn)子，其能夠旋轉(zhuǎn)地配置在所述殼內(nèi)，具有形成有安裝孔的輪轂以及與該輪轂一體設(shè)置的多個葉片； 驅(qū)動軸，其具有在所述轉(zhuǎn)子的安裝孔的內(nèi)部延伸的軸部、從所述轉(zhuǎn)子分離的臺階部、位于所述軸部與所述臺階部之間的中間部； 連結(jié)部件，其與所述軸部的前端側(cè)螺合； 至少一個凸緣部，其與所述中間部嵌合； 推力部件，其相對于所述殼固定配置，具有被所述驅(qū)動軸貫通的貫通孔以及設(shè)于所述貫通孔的周圍并與所述凸緣部抵接的推力部； 套筒部，其與所述中間部嵌合，并配置在所述凸緣部與所述轉(zhuǎn)子之間； 所述離心式壓縮機的特征在于， 所述安裝孔的內(nèi)周面包括:夾緊面，其通過熱裝而與所述軸部靠緊;擴徑面，其在所述安裝孔的軸線方向上，越從所述夾緊面分離，內(nèi)徑越擴大， 所述套筒部的外周面包括縮徑面，所述縮徑面在所述安裝孔的軸線方向上，越靠近所述夾緊面，外徑越縮小， 所述擴徑面以及所述縮徑面分別具有相互抵接的轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部以及套筒側(cè)抵接部， 在所述安裝孔的徑向的從所述安裝孔的軸線到所述套筒側(cè)抵接部的長度為d， 所述安裝孔的軸線方向的從所述套筒側(cè)抵接部到所述夾緊面的長度為L， 相對于所述縮徑面，在所述套筒側(cè)抵接部接觸的假想的圓錐的母線與所述套筒部的軸線交叉的角度為套筒傾斜角9s時，滿足下式: 0s<atan(d/L)所示的關(guān)系。2.如權(quán)利要求1所述的離心式壓縮機，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子具有相對于所述安裝孔的軸線大致正交的第一定位面， 所述套筒部以及所述驅(qū)動軸中的一方具有第二定位面，所述第二定位面相對于所述安裝孔的軸線大致正交，并且在所述熱裝時能夠與所述第一定位面抵接。3.如權(quán)利要求1或2所述的離心式壓縮機，其特征在于， 所述套筒傾斜角Qs為30°以上。4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的離心式壓縮機，其特征在于， 所述atan(d/L)與所述套筒傾斜角0S的差為20°以下。5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的離心式壓縮機，其特征在于， 所述擴徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角一定的凹錐面構(gòu)成， 所述縮徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角一定的凸錐面構(gòu)成。6.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的離心式壓縮機，其特征在于， 所述擴徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角一定的凹錐面構(gòu)成， 所述縮徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角發(fā)生變化的彎曲面構(gòu)成。7.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的離心式壓縮機，其特征在于， 所述擴徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角發(fā)生變化的彎曲面構(gòu)成， 所述縮徑面由相對于所述安裝孔的軸線的傾角一定的凸錐面構(gòu)成。8.一種渦輪增壓器，其特征在于，具有: 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的離心式壓縮機； 具有固定于所述驅(qū)動軸的渦輪動葉片的渦輪。9.一種離心式壓縮機的制造方法，其特征在于，所述離心式壓縮機具有: 殼;轉(zhuǎn)子，其能夠旋轉(zhuǎn)地配置在所述殼內(nèi)，具有形成有安裝孔的輪轂以及與該輪轂一體設(shè)置的多個葉片;驅(qū)動軸，其具有在所述轉(zhuǎn)子的安裝孔的內(nèi)部延伸的軸部、從所述轉(zhuǎn)子分離的臺階部、位于所述軸部與所述臺階部之間的中間部;連結(jié)部件，其與所述軸部的前端側(cè)螺合;至少一個凸緣部，其與所述中間部嵌合;推力部件，其相對于所述殼固定配置，具有被所述驅(qū)動軸貫通的貫通孔以及設(shè)于所述貫通孔的周圍并與所述凸緣部抵接的推力部;套筒部，其與所述中間部嵌合，并配置在所述凸緣部與所述轉(zhuǎn)子之間；所述安裝孔的內(nèi)周面包括:夾緊面，其通過熱裝而與所述軸部靠緊;擴徑面，其在所述安裝孔的軸線方向上，越從所述夾緊面分離，內(nèi)徑越擴大，所述套筒部的外周面包括縮徑面，所述縮徑面在所述安裝孔的軸線方向上，越靠近所述夾緊面，外徑越縮小，所述擴徑面以及所述縮徑面分別具有相互抵接的轉(zhuǎn)子側(cè)抵接部以及套筒側(cè)抵接部，在所述安裝孔的徑向的從所述安裝孔的軸線到所述套筒側(cè)抵接部的長度為d，所述安裝孔的軸線方向的從所述套筒側(cè)抵接部到所述夾緊面的長度為L，相對于所述縮徑面，在所述套筒側(cè)抵接部接觸的假想的圓錐的母線與所述套筒部的軸線交叉的角度為套筒傾斜角9S時，滿足下式:0s<atan(d/L)所示的關(guān)系， 所述離心式壓縮機的制造方法包括: 將所述驅(qū)動軸插入所述推力部件的所述貫通孔、所述凸緣部以及所述套筒部的第一插入工序； 對所述轉(zhuǎn)子進(jìn)行加熱的加熱工序； 在所述第一插入工序后，將所述軸部插入在所述加熱工序中被加熱的所述轉(zhuǎn)子的安裝孔內(nèi)的第二插入工序； 在所述第二插入工序后，將連結(jié)部件螺合于所述軸部的前端側(cè)的連結(jié)工序。10.如權(quán)利要求9所述的離心式壓縮機的制造方法，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子具有相對于所述安裝孔的軸線大致正交的第一定位面， 所述套筒部以及所述驅(qū)動軸中的一方具有相對于所述驅(qū)動軸的軸線大致正交的第二定位面， 在所述第二插入工序中，使所述第二定位面抵接于所述第一定位面。11.如權(quán)利要求9或10所述的離心式壓縮機的制造方法，其特征在于， 在所述加熱工序后，在所述轉(zhuǎn)子的溫度下降到環(huán)境溫度前，進(jìn)行所述連結(jié)工序。
【文檔編號】F02B39/00GK105829731SQ201480070330
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年2月26日
【發(fā)明人】矢野正義, 林慎之
【申請人】三菱重工業(yè)株式會社