离心风机空心轴结构应用问题研究

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翻新时间：2015-09-11

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离心风机空心轴结构应用问题研究

【摘要】随着国内冶金、电力行业的快速发展，机组容量变得越来越大，风机的选型参数变得越来越大。因此，选用风机的叶轮直径变得越来越大，风机转子重量变的越来越重，这给风机转子启动带来了许多困难。大型风机采用空心主轴结构可有效地减轻风机转子重量，采用销连接及过盈联接设计使得空心主轴制造工艺变得更为简单，又降低了空心主轴的制造成本。

【关键词】离心风机；空心轴；机械设计

1.空心轴的设计计算及结构介绍

1.1离心风机的基本设计参数

过盈联接型式：靠轴与孔的过盈配合实现联接，这种联接方式适合于传递扭矩较小的情况。当传递扭矩过大时要求轴与孔的过盈量大，而且实心轴伸进空心钢管的长度比较长，这种情况就给实心轴与空心轴的装配带来困难。传递扭矩越大，要求轴与孔的过盈量越大，实心轴伸进空心钢管的长度越长，制约了空心轴结构的利用。基于以上分析，笔者提出一种新型的空心轴结构方案，采用销联结同时兼顾过盈配合共同实现扭矩传递。本次产品设计连接销为特殊设计结构，其与普通销不同。销钉开有一小孔，主要作用是在销钉的安装过程中气体压缩会产生强大的压力，在销钉上开有一小孔，使气体从小孔中释放出去，使销钉顺利安装到指定的位置。销钉安装完后，将销钉尾部与轮毂销内孔塞焊上。为实现该轴系的结构功能。采用如下几方面细节处理方案，在空心轴轴头顶进末端开两个ф6的小孔，以便实心轴头装入空心轴时气体从小孔排出，以免气体积留产生强大压力，阻碍实心轴的装入。同时空心轴内倒角大于轴头倒角，以便轴头能够顶进去。轴盘与轴之间采用相同的连接传动方式，轴与轴盘采用过盈连接，同时两侧采用销连接相同，共同实现扭矩的传递。销钉采用相同结构。销钉安装完后，销钉尾部与轮毂销内孔不塞焊上，以便将来检修和更换轮毂时拆装。

2.机械运转实验验证

设计完的产品在车间组装后由主电机驱动在实验台上进行机械运转试验。风机在 740rpm 额定转速下连续运行 60 分钟，同时监测支撑轴承与止推轴承温升均小于 40℃，轴承箱水平方向和垂直方向上的振动速度有效值均小于 4.6mm/s，风机机械运转平稳。此两项参数充分证明此空心轴轴系的设计是合理的。

3.结束语

销联接兼顾过盈联接的空心主轴首次应用在大型离心风机上是成功的，两年来此风机一直在变转速工况下运行承受了交变负载运行的考验。销联接兼顾过盈联接空心主轴的应用将给风机制造厂的空心主轴制造带来方便、降低了主轴的制造成本，完全可以取代焊接的空心主轴，同时采用销联接排除了只采用过盈联接的局限性，拓展了空心轴结构的应用范围。采用销联接兼顾过盈联接空心主轴，就风机制造本身而言节省了锻件主轴的生产成本。同时风机转子的转动惯量小，使得风机转子重量轻，便于电动机的起动。也便于转子的运输、安装与现场检修。 [科]

【参考文献】

[1]李庆宜.通风机[Z].

[2]徐灏.机械设计手册[M].1991.