本发明专利技术涉及一种长寿命高可靠性高速陶瓷涡轮转子，该陶瓷涡轮转子结构由涡轮叶轮、一体化连接轴套、分体式挡环、转轴、锁紧螺钉和平衡环片组成。涡轮叶轮同一体化连接轴套通过多边形棱柱与多边形沉孔以及定位圆台与圆柱孔相装配，涡轮叶轮同转轴通过连接凸台和定位孔相装配，分体式挡环的上挡环和下挡环通过锁紧螺钉装配在一起，分体式挡环同涡轮叶轮的环槽相装配，分体式挡环的端面同一体化连接轴套的端面和涡轮叶轮的环槽的侧面相装配，一体化连接轴套同转轴通过外螺纹和螺纹孔相装配，分体式挡环同转轴通过分体式挡环的外圆柱面和压紧孔相装配。紧孔相装配。紧孔相装配。
【技术实现步骤摘要】
一种长寿命高可靠性高速陶瓷涡轮转子
[0001]本专利技术属于涡轮增压发电系统结构设计领域，具体涉及一种长寿命高可靠性高速陶瓷涡轮转子。
技术介绍
[0002]涡轮增压发电系统能够借助气体工质通过吸收热量、膨胀做功、放热和压缩等热力循环过程实现热能向机械能的转换，并利用电机进一步将机械能转变为电能。涡轮增压发电系统在结构上主要包括涡轮、压气机、电机等部件。
[0003]涡轮转子作为涡轮增压发电系统的核心部件，也是系统中载荷最为严酷的部件之一，对系统稳定运行、工作可靠性与服役寿命起着决定性的作用。涡轮增压发电系统在运转过程中，涡轮转子在高温气体工质作用下处于高速旋转状态，其转速可达几万转/分，有的转子转速甚至达到十几万转/分。涡轮转子结构一旦发生故障，不仅会导致涡轮增压发电系统无法正常工作，不能实现热能向机械能的转换，而且还会引起系统结构损坏。因此，合理设计涡轮转子的结构对于保证涡轮发电系统的结构可靠性至关重要。
[0004]为满足涡轮增压发电系统高功率密度需求，涡轮的进口温度持续提高，涡轮叶轮采用耐高温的陶瓷材料代替高温合金材料。涡轮转子由涡轮叶轮和转轴结构组成，转轴采用高强合金钢材料，对于采用高温合金制作的涡轮叶轮，可以通过摩擦焊、电子束等焊接工艺实现涡轮叶轮与合金钢转轴的可靠连接，对于由陶瓷材料制作的涡轮叶轮，则难以采用摩擦焊、电子束等焊接工艺实现陶瓷涡轮叶轮与合金钢转轴之间的可靠连接。
[0005]针对涡轮增压发电系统高速涡轮转子的性能与工作可靠性需求，通过合理设计涡轮转子结构与工艺，实现陶瓷涡轮叶轮与转轴的可靠连接，保证涡轮增压发电系统性能的同时，实现高可靠性与长寿命。
技术实现思路
[0006]本专利技术针对涡轮增压发电系统长寿命涡轮转子耐高温设计需求，提出一种长寿命高可靠性高速陶瓷涡轮转子。该陶瓷涡轮转子结构由涡轮叶轮、一体化连接轴套、分体式挡环、转轴、锁紧螺钉和平衡环片组成。涡轮叶轮同一体化连接轴套通过多边形棱柱与多边形沉孔以及定位圆台与圆柱孔相装配，涡轮叶轮同转轴通过连接凸台和定位孔相装配，分体式挡环的上挡环和下挡环通过锁紧螺钉装配在一起，分体式挡环同涡轮叶轮的环槽相装配，分体式挡环的端面同一体化连接轴套的端面和涡轮叶轮的环槽的侧面相装配，一体化连接轴套同转轴通过外螺纹和螺纹孔相装配，分体式挡环同转轴通过分体式挡环的外圆柱面和压紧孔相装配。
[0007]一种长寿命高可靠性高速陶瓷涡轮转子，包括涡轮叶轮、一体化连接轴套、分体式挡环、转轴、锁紧螺钉和平衡环片。
[0008]所述涡轮叶轮采用高温陶瓷材料，所述涡轮叶轮的进气端轮背轮毂设有连接凸台，所述涡轮叶轮的连接凸台上设有同平衡环片的多边形内孔和一体化连接轴套的多边形
孔相装配的多边形棱柱、定位圆台和环槽。
[0009]所述一体化连接轴套靠近涡轮叶轮的一侧设有同涡轮叶轮的多边形棱柱相配合的多边形孔以及同涡轮叶轮的定位圆台相配合的圆柱孔，所述一体化连接轴套的另一侧设有同转轴相装配的外螺纹。
[0010]所述分体式挡环包括上挡环和下挡环，所述分体式挡环的上挡环上有安装锁紧螺钉的沉孔和通孔，所述分体式挡环的下挡环上有安装锁紧螺钉的螺纹孔，所述分体式挡环的上挡环和下挡环通过锁紧螺钉安装在一起形成完整的挡环结构，所述分体式挡环的上挡环和下挡环安装在涡轮叶轮的环槽中。
[0011]所述转轴的一端有连接盘，所述转轴的连接盘上有同一体化连接轴套的外螺纹相装配的螺纹孔，所述转轴的连接盘上有同分体式挡环相装配的压紧孔，所述转轴的连接盘上有同涡轮叶轮的连接凸台相装配的定位孔。
[0012]所述锁紧螺钉安装在分体式挡环的上挡环的沉孔和通孔以及下挡环的螺纹孔中。
[0013]所述平衡环片上有同涡轮叶轮的多边形棱柱相装配的多边形内孔，所述平衡环片的一侧同涡轮叶轮的进气端轮背相贴紧，所述平衡环片的另一侧同一体化连接轴套靠近多边形孔的一侧端面相贴紧，所述平衡环片采用高温合金材料制作。
[0014]所述涡轮叶轮同一体化连接轴套通过涡轮叶轮的多边形棱柱、定位圆台以及一体化连接轴套的多边形沉孔与圆柱孔相装配，所述涡轮叶轮同转轴通过涡轮叶轮的连接凸台和转轴的定位孔相装配，所述分体式挡环的上挡环和下挡环通过锁紧螺钉装配在一起，所述分体式挡环同涡轮叶轮的环槽相装配，所述分体式挡环的端面同一体化连接轴套的端面和涡轮叶轮的环槽的侧面相装配，所述一体化连接轴套同转轴通过一体化连接轴套的外螺纹和转轴的螺纹孔相装配，所述分体式挡环同转轴通过分体式挡环的外圆柱面和转轴的压紧孔相装配，所述平衡环片安装在涡轮叶轮的多边形棱柱上，所述平衡环片的两侧分别同涡轮叶轮的进气端轮背和一体化连接轴套靠近多边形孔的一侧端面相贴紧。
[0015]有益效果：
[0016]1、本专利技术一种长寿命高可靠性高速陶瓷涡轮转子，涡轮叶轮同一体化连接轴套通过多边形棱柱与多边形沉孔以及定位圆台与圆柱孔相装配，不仅可实现良好定位，而且防止转子组成部件之间发生相对转动，实现功率和扭矩的良好传递，提高陶瓷涡轮转子工作可靠性。
[0017]2、本专利技术的平衡环片位于涡轮叶轮的进气端轮背并采用高温合金材料制作，用于动平衡去重，有效避免涡轮转子动平衡对陶瓷涡轮叶轮的影响，保证陶瓷涡轮叶轮的结构完整性，进而提高涡轮转子的工作可靠性。
[0018]3、本专利技术的分体式挡环采用上挡环和下挡环分体式结构并通过锁紧螺钉安装，便于涡轮转子组件的装配。
[0019]4、本专利技术的涡轮叶轮同转轴通过连接凸台和定位孔相装配，不仅便于装配而且有助于提高陶瓷涡轮转子的定位精度和连接刚度。一体化连接轴套同转轴通过外螺纹和螺纹孔相装配，实现了对涡轮转子组件的整体装配锁紧。分体式挡环同转轴通过分体式挡环的外圆柱面和压紧孔相装配，可充分保证分体式挡环同涡轮叶轮等部件之间的可靠装配，防止涡轮转子组件装配结构发生松动，提高涡轮转子的可靠性与工作寿命。
附图说明
[0020]图1是长寿命高可靠性高速陶瓷涡轮转子结构示意图。
[0021]图2是涡轮叶轮结构示意图。
[0022]1‑
涡轮叶轮、2
‑
一体化连接轴套、3
‑
分体式挡环、4
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转轴、5
‑
锁紧螺钉、6
‑
平衡环片、7
‑
涡轮叶轮的连接凸台、8
‑
涡轮叶轮的多边形棱柱、9
‑
涡轮叶轮的定位圆台、10
‑
涡轮叶轮的环槽。
具体实施方式
[0023]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0024]如附图1和2所示，本专利技术提供了一种长寿命高可靠性高速陶瓷涡轮转子，包括涡轮叶轮1、一体化连接轴套2、分体式挡环3、转轴4、锁紧螺钉5和平衡环片6。
[0025]所述涡轮叶轮1采用高温陶瓷材料，所述涡轮叶轮1的进气端轮背轮毂设有连接凸台7，所述涡轮叶轮1的连接凸台7上设有同平衡环片6的多边形内孔和一体化连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种长寿命高可靠性高速陶瓷涡轮转子，其特征在于：包括涡轮叶轮(1)、一体化连接轴套(2)、分体式挡环(3)、转轴(4)、锁紧螺钉(5)和平衡环片(6)；所述涡轮叶轮(1)采用高温陶瓷材料，所述涡轮叶轮(1)的进气端轮背轮毂设有连接凸台(7)，所述涡轮叶轮(1)的连接凸台(7)上设有同平衡环片(6)的多边形内孔和一体化连接轴套(2)的多边形孔相装配的多边形棱柱(8)、定位圆台(9)和环槽(10)；所述一体化连接轴套(2)靠近涡轮叶轮的一侧设有同涡轮叶轮(1)的多边形棱柱(8)相配合的多边形孔以及同涡轮叶轮(1)的定位圆台(9)相配合的圆柱孔，所述一体化连接轴套(2)的另一侧设有同转轴(4)相装配的外螺纹；所述分体式挡环(3)包括上挡环和下挡环，所述分体式挡环(3)的上挡环上有安装锁紧螺钉(5)的沉孔和通孔，所述分体式挡环(3)的下挡环上有安装锁紧螺钉(5)的螺纹孔，所述分体式挡环(3)的上挡环和下挡环通过锁紧螺钉(5)安装在一起形成完整的挡环结构，所述分体式挡环(3)的上挡环和下挡环安装在涡轮叶轮(1)的环槽(10)中；所述转轴(4)的一端有连接盘，所述转轴(4)的连接盘上有同一体化连接轴套(2)的外螺纹相装配的螺纹孔，所述转轴(4)的连接盘上有同分体式挡环(3)相装配的压紧孔，所述转轴(4)的连接盘上有同涡轮叶轮(1)的连接凸台(7)相装配的定位孔；所述锁紧螺钉(5)安装在分体式挡环(3)的上挡环的沉孔和通孔以及下挡环的螺纹孔中；所述平衡环片(6)上有同涡轮叶轮(1)的多边形棱柱(8)相装配的多边形内孔，所述平衡环片(6)的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王正，王阿娜，顾美丹，王博文，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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