一种氢燃料空压机转轴结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种氢燃料空压机转轴结构，属于转轴结构技术领域，包括：主轴、副轴、永磁体，所述主轴设置在永磁体一侧，所述副轴设置在永磁体另一侧，所述永磁体与主轴和副轴连接处设有隔磁环，主轴和副轴以及永磁体外套有保护套，使用焊接连接，所述主轴与副轴均采用中空设计。本实用新型专利技术降低了轴系重量，改善轴承的承载，提高了转速上限，保证了转轴结构的强度和高速运行时轴系的可靠性。的强度和高速运行时轴系的可靠性。的强度和高速运行时轴系的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料空压机转轴结构


[0001]本技术涉及转轴结构
，具体涉及一种氢燃料空压机转轴结构。

技术介绍

[0002]空压机在燃料电池系统中负责为电堆输送特定压力及流量的洁净空气，为电堆反应提供必需的氧气，是燃料电池系统除电堆外最核心的零部件。氢燃料电池行业对空压机提出的要求是效率高，体积小，无油，工作流量及压力范围大，噪音小，耐振动冲击、动态响应快等。由于整个氢燃料系统对体积、重量和效率的要求越来越高，因此空压机也只能通过减小体积和提高转速来保证系统的输入需求。由于转轴在高速旋转时，会产生很大的离心力，这样便对空压机的转轴结构、模态和材料强度带来了更严格的要求。
[0003]现有转轴结构大多采用主轴和副轴中间连接永磁体的结构，重量较大，不利于降低空气轴承承载，不利于空压机整体轻量化设计。轴系一弯模态频率较低，空压机允许的转速上限不高。且主轴与副轴两端细长，靠永磁体部分又粗，易引起加工变形，两轴粗细处使用台阶设计，台阶处横截面积变化较大，容易带来应力集中。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于：提供一种氢燃料空压机转轴结构解决上述转轴轻量化设计，提高一弯模态继而提升空压机许用转速，同时保证转轴结构强度和高速运行时轴系可靠性的问题。
[0005]技术方案：本技术提供了一种氢燃料空压机转轴结构，包括：永磁体、主轴、副轴，所述主轴设置在永磁体一侧，所述副轴设置在永磁体另一侧。所述主轴与副轴均为斜面台阶设计，外侧一端细内端粗，外侧一端至内端连接处采用先斜面，后台阶的结构，轴细端至粗端先采用斜面，再采用台阶设计，主轴与副轴在与永磁体连接端也有台阶设计。斜面台阶设计有助于提高转轴的一弯模态，提升了空压机的许用转速上限。所述主轴与副轴均为中空结构，最外端较细部分为实心转轴，内侧有一大一小两个连接的空腔。主轴与副轴采用中空的方案设计，显著降低了轴系的重量，改善了空气轴承的承载，有利于空压机轻量化设计。
[0006]进一步的，上述一种氢燃料空压机转轴结构，所述永磁体与主轴和副轴的连接端外设有保护套。
[0007]进一步的，上述一种氢燃料空压机转轴结构，所述永磁体与主轴连接处设有第一隔磁环，永磁体与副轴连接处设有第二隔磁环，第一隔磁环与第二隔磁环结构相同。永磁体两端设置的隔磁环可以保证永磁体结构的完整性，防止永磁体的碎裂风险，避免高速或者振动冲击工况下永磁体碎裂后的转轴失效。
[0008]进一步的，上述一种氢燃料空压机转轴结构，所述保护套与主轴和副轴间采用过盈配合并增加激光焊接连接，保护套的内径略小于主轴与副轴外径，主轴与副轴的外径与永磁体外径相同，保护套与主轴和副轴连接处有焊缝。保证了转轴结构的强度和高转速工
况下轴系的可靠性。
[0009]上述技术方案可以看出，本技术具有如下有益效果：本技术所述的一种氢燃料空压机转轴结构，结构设计合理，主轴和副轴采用中空的方案设计，显著降低了轴系的重量，改善了空气轴承的承载，有利于空压机的轻量化,主轴和副轴斜面台阶的设计，有助于提高转轴的一弯模态，提升了空压机的许用转速上限,永磁体两端隔磁环可以保证永磁体结构的完整性，避免高速或者振动冲击工况下永磁体碎裂后的转轴失效,主副轴和保护套之间采用过盈配合并增加激光焊接,保证了转轴结构的强度和高转速工况下轴系的可靠性。
附图说明
[0010]图1为本技术氢燃料空压机转轴结构示意图一；
[0011]图2为本技术氢燃料空压机转轴结构示意图二；
[0012]图3为本技术隔磁环示意图；
[0013]图4为本技术保护套示意图。
[0014]图中：永磁体1、主轴2、副轴3、保护套4、第一隔磁环5、第二隔磁环6、焊缝7。
具体实施方式
[0015]实施例1
[0016]如图2、4所示的一种氢燃料空压机转轴结构，包括：永磁体1、主轴2、副轴3，所述主轴2设置在永磁体1一侧，所述副轴3设置在永磁体1另一侧。所述主轴2与副轴3均为斜面台阶设计，外侧一端细内端粗，外侧一端至内端连接处采用先斜面，后台阶的结构，轴细端至粗端先采用斜面，再采用台阶设计，主轴2与副轴3在与永磁体1连接端也有台阶设计。斜面台阶设计有助于提高转轴的一弯模态，提升了空压机的许用转速上限。所述永磁体1与主轴2和副轴3的连接端外设有保护套4，所述保护套4为筒装结构，保护套4与主轴2和副轴3间采用过盈配合并增加激光焊接连接，保护套4的内径略小于主轴2和副轴3末端的直径，保护套4与主轴2和副轴3连接处有焊缝7。保证了转轴结构的强度和高转速工况下轴系的可靠性。
[0017]实施例2
[0018]如图1、3
‑
4所示的一种氢燃料空压机转轴结构，包括：永磁体1、主轴2、副轴3，所述主轴2设置在永磁体1一侧，所述副轴3设置在永磁体1另一侧。所述主轴2与副轴3均为斜面台阶设计，外侧一端细内端粗，外侧一端至内端连接处采用先斜面，后台阶的结构，轴细端至粗端先采用斜面，再采用台阶设计，主轴2与副轴3在与永磁体1连接端也有台阶设计。斜面台阶设计有助于提高转轴的一弯模态，提升了空压机的许用转速上限。所述主轴2与副轴3均为中空结构，最外端较细部分为实心转轴，内侧有一大一小两个空腔。主轴2与副轴3采用中空的方案设计，显著降低了轴系的重量，改善了空气轴承的承载，有利于空压机轻量化设计。所述永磁体1与主轴2和副轴3的连接端外设有保护套4。所述永磁体1与主轴2连接处设有第一隔磁环5，永磁体1与副轴3连接处设有第二隔磁环6，所述第一隔磁环5和第二隔磁环6的结构相同，且直径与保护套4的内径相同。永磁体1两端隔磁环可以保证永磁体1结构的完整性，防止永磁体1的碎裂风险，避免高速或者振动冲击工况下永磁体1碎裂后的转轴失效。所述保护套4与主轴2和副轴3间采用过盈配合并增加激光焊接连接，保护套4的内径
略小于主轴2和副轴3外径，主轴2和副轴3的外径与永磁体1的外径相同，保护套4与主轴2和副轴3连接处有焊缝7。保证了转轴结构的强度和高转速工况下轴系的可靠性。
[0019]需要说明的是，以上所述仅是技术的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料空压机转轴结构，其特征在于：包括：永磁体(1)；主轴(2)，所述主轴(2)设置在永磁体(1)一侧；副轴(3)，所述副轴(3)设置在永磁体(1)另一侧；保护套(4)，所述保护套(4)设置在永磁体(1)以及与主轴(2)和副轴(3)连接端的外侧；第一隔磁环(5)，所述第一隔磁环(5)设置在永磁体(1)与主轴(2)连接处；第二隔磁环(6)，所述第二隔磁环(6)设置在永磁体(1)与副轴(3)连接处。2.根据权利要求1所述的一种氢燃料空压机转轴结构，其特征在于：所述主轴(2)与副轴(3)均为斜面台阶设计，轴外端细内端粗，外端至内端连接处采用先斜面，后台阶的结构。3.根据权利要求1所述的一种氢燃料空压机转轴结构，其特征在于：所述保护套(4)为筒装结构，内径与第一隔磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德华，
申请(专利权)人：海德韦尔太仓能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：