离心式压缩机是一种常用的旋转机械,主要用于气体的压缩,广泛应用于化工、石油、天然气、空气分离、制冷、空调及电力等行业。它的工作原理基于动量传递理论,通过旋转叶轮给气体加速,然后在扩压器中减速,将动能转化为压力能,从而实现气体的压缩。离心式压缩机主要由传动元件及固定元件两部分组成。
一、转动元件
在离心式压缩机中,把由主轴、叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器、套筒(或轴套)以及紧圈和固定环等转动元件组成的旋转体称为
转子
,即
转动元件
1、主轴
主轴
是离心式压缩机的主要零部件之一,其作用是传递功率,支承转子与固定元件的位置,以保证机器的正常工作。主轴按结构一般分为阶梯轴,节鞭轴和光轴等三种类型。
阶梯轴
的直径大小是从中间向两端递减。这种形式的轴便于安装叶轮、平衡盘,推力盘
及轴套等转动的元件,叶轮也可由轴肩和键定位,而且刚度合理。
节鞭轴
上挖有环状凹形部分流道,级间无轴套,叶轮由轴肩和销钉定位。这种形式的主轴既能满足气流流道的需要,又有足够的刚度。
光轴
的外形简单,安装叶轮部分的轴颈是相等的,无轴肩。转子组装时需要有轴向定位用的工艺卡环,叶轮由轴套和键定位。
主轴上的零部件与轴配合,一般都是采用热套的办法。即将叶轮、平衡盘等零部件的孔径加热,使它比轴径大0.30~0.50mm, 然后迅速
套在主轴上指定的位置,待冷却后就能因孔径的收缩而紧固在轴上。对于叶轮、平衡盘的孔径与轴配合,一般按 IT7过盈配合选择。
主轴上的零部件除了热套之外,有时为了防止由于温度变化,振动或其它原因使零件与轴配合产生松动,也有采用螺钉或键连接。用键连接时,各级叶轮的键应相互错开180°,这样对于轴的强度以及转子的平衡较有利。
主轴一般是采用35CrMo、40Cr、2Cr13等钢材锻成。轮盘和轮盖的材料一般采用45、35CrMo、35CrMoV、Cr17Ni2、34CrNi3Mo、1CrI8Ni9Ti、2Cr13等材料,叶片一般来用Cr17Ni2, 18Cr18Ni9Ti等材料,铆钉常用20Cr。
主轴锻件粗车以后,应切下金属试样,进行强度极限、屈服极限、断面收缩率、延伸
率、冲击韧性等机械性能试验,在精车之前进行探伤,以检查经过切削加工与热处理后,工件内部存在的缺陷及加工后的变化情况。
对于主轴及其它转动元件的径向跳动及轴向跳动要求较严。轴颈部分一般按IT7精度要求加工,表面粗糙度为0.4,一般精车以后外圆要经磨削加工,然后在总装时以此为基准,与支承轴及止推轴承研配。转子装好以后测定径向及轴向摆动的规定要求。
2、叶轮
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离心式压缩机的主要组成零部件