UA155182U - Відцентрове робоче колесо - Google Patents

Abstract

Відцентрове робоче колесо містить основний і покривний диски, з'єднані між собою лопатями, принаймні один із дисків робочого колеса виконано щонайменше з одним осьовим роз'ємом, причому щонайменше одна із складових частин роз'єму включає лопаті. При цьому складові частини роз'єму сполучені між собою по циліндричних поверхнях посадкою з натягом.

Description

Корисна модель належить до галузі компресорного та насосного машинобудування, зокрема до конструкції робочих коліс, і може бути застосований при виготовленні відцентрових компресорів та насосів або їх робочих коліс.

Робоче колесо є основним та найбільш навантаженим елементом проточної частини відцентрової машини. При обертанні колеса з великою швидкістю під дією відцентрових сил у матеріалі колеса виникають великі внутрішні напруження. Крім того, колесо піддається впливу тиску, температури, агресивного робочого середовища, підвищеної вібрації. Щоб забезпечити надійну роботу відцентрової машини, робоче колесо повинне мати достатню міцність, а також досконалі аеродинамічні форми проточної частини для отримання високого ККД установки.

Відомо, що робочі колеса поділяються на три типи: - відкритого типу, що складаються з втулки та прямих радіальних лопатей; - напіввідкритого типу, що складаються з основного диска з осьовими або вісерадіальними лопатями, розташованими на ньому; - закритого типу, що складаються з основного диска, лопатей та прикріпленого до їх вільних торців покривного диска.

Робоче колесо закритого типу є найпоширенішим у компресорному і насосному машинобудуванні та застосовується у багатоступінчастих корпусах. Існує кілька способів виготовлення колеса такого типу: - окремо виготовляють усі елементи робочого колеса (основний диск, покривний диски та лопаті), а потім їх з'єднують між собою клепкою, зварюванням або паянням; таке робоче колесо є повністю складеною конструкцією; - окремо виготовляють цільнофрезерований основний (лопатевий) і покривний диски, після чого їх з'єднують між собою клепкою, зварюванням або паянням; конструкція такого колеса також є складеною; - робоче колесо виготовляють монолітним, застосовуючи методи лиття, фрезерування або електроерозійної обробки.

Відоме робоче колесо закритого типу, що містить основний та покривний диски, з'єднані між собою лопатями Шнепп В.Б. Конструкція та розрахунок віддентрових компресорних машин. -

М.: Машинобудування, 1995. - С. 99, рис. 3.18 (г) (найближчий аналог))|.

Зо У найближчому аналогу лопаті з дисками з'єднуються зварюванням. Така конструкція забезпечує найбільш високий ККД агрегату, що перекачує середовище.

Недоліками закритої зварної конструкції робочого колеса є: - обмежений перелік застосування матеріалів; - обмежений діапазон швидкості обертання; - утворення зон охрупчування металу у зварному шві або поблизу нього; - виникнення концентраторів напруження у місцях з'єднання лопатей з дисками на вході у робоче колесо у процесі роботи; - необхідність використання великих заготовок; - великий обсяг механічної обробки під час виготовлення; - наявність великої кількості різних видів термообробки; - висока собівартість.

В основу корисної моделі поставлено задачу розробки робочого колеса підвищеної міцності та покращеної технологічності зі зниженням витрат на його виготовлення та при збереженні всіх позитивних ознак прототипу.

Поставлену задачу вирішують тим, що у віддентровому робочому колесі, що включає основний і покривний диски, з'єднані між собою лопатями, згідно з корисною моделлю, принаймні один із дисків робочого колеса виконано щонайменше з одним осьовим роз'ємом, щонайменше одна із складових частин роз'єму включає лопаті, при цьому складові частини роз'єму сполучені між собою по циліндричних поверхнях посадкою з натягом.

Осьовий роз'єм може бути виконано через основний диск, причому одна із складових частин осьового роз'єму основного диска включає лопаті.

Осьовий роз'єм може бути виконано через покривний диск, причому одна із складових частин осьового роз'єму покривного диска включає лопаті.

Осьовий роз'єм може бути виконано наскрізним через основний і покривний диски, причому кожна із складових частин осьового роз'єму основного та покривного дисків включає лопаті.

Кожну із сполучних поверхонь осьового роз'єму основного і покривного дисків може бути виконано ступінчастою, при цьому сполучення складових частин осьового роз'єму основного і покривного дисків посадкою з натягом здійснено по їх зовнішніх циліндричних поверхнях.

Істотні ознаки відцентрового робочого колеса необхідні та достатні для вирішення бо поставленої задачі з досягненням сформульованого вище якісно нового технічного результату створення робочого колеса підвищеної міцності та покращеної технологічності при зниженні витрат на його виготовлення.

Віддцентрового робочого колеса, в якому щонайменше один з дисків робочого колеса виконано щонайменше з одним осьовим роз'ємом, причому принаймні одна із складових частин роз'єму включає лопаті, при цьому складові частини роз'єму сполучені між собою по циліндричних поверхнях посадкою з натягом, забезпечує підвищення міцності при його роботі, покращує технологічність та знижує витрати на виготовлення конструкції зі збереженням всіх позитивних ознак відцентрового робочого колеса найближчого аналога.

Те, що осьовий роз'єм виконано через основний диск, причому одна із складових частин осьового роз'єму основного диска включає лопаті, сприяє зниженню напруження у місцях з'єднання лопатей з дисками на вході в робоче колесо, зменшує осьовий відгин робочого колеса у бік, протилежний всмоктуванню середовища, що перекачується, у робоче колесо.

Те, що осьовий роз'єм виконано через покривний диск, причому одна із складових частин осьового роз'єму покривного диска включає лопаті, сприяє зниженню напруження в місцях з'єднання лопатей з дисками на вході в робоче колесо, а також зниженню напруження в горловині покривного диска.

Те, що осьовий роз'єм виконано наскрізним через основний і покривний диски, причому кожна із складових частин осьового роз'єму основного та покривного дисків включає лопаті, сприяє зниженню напруження в місцях з'єднання лопатей з дисками на вході в робоче колесо, зменшенню розкриття посадки колеса на валу в результаті впливу відцентрової сили, забезпечуючи посадку колеса на валу з меншою величиною натягу, що, у свою чергу, дозволяє знизити напруження у ступиці основного диска.

Те, що кожну із сполучних поверхонь осьового роз'єму основного і покривного дисків корисної моделі виконано ступінчастою, запобігає осьовому зсуву складових частин робочого колеса при роботі, а те, що сполучення складових частин осьового роз'єму основного і покривного дисків здійснюється по їх зовнішніх поверхнях, сприяє додатковому притисканню до лопатей складових частин осьового роз'єму основного та покривного дисків, які не включають лопаті.

Суть корисної моделі пояснюється кресленнями.

Зо на Фіг. 1 показано головний вигляд прикладу здійснення відцентрового робочого колеса з двома осьовими роз'ємами: перший - наскрізний через основний і покривний диски, другий - через покривний диск; на Фіг. 2 - переріз А-А Фіг. 1; на Фіг. З - місце Б перерізу А-А Фіг. 2; на Фіг. 4 - місце В перерізу по А-А Фіг. 2; на Фіг. 5 показано головний вигляд ще одного прикладу здійснення відцентрового робочого колеса з двома осьовими роз'ємами через покривний диск. на Фіг. 6 - переріз Г-Г Фіг. 5; на Фіг. 7 - місце Д перерізу Г-Г Фіг. 6; на Фіг. 8 - місце Е перерізу Г-Г Фіг. 6.

Відцентрове робоче колесо складається з першої 1, другої 2 і третьої З складових частин (Фіг. 1, 2). Основний диск 4, покривний диск 5 та лопаті 6 включені у першу частину 1 робочого колеса. Основний диск 7, покривний диск 8 та лопаті 9 включені у другу частину 2 робочого колеса. У третю частину З робочого колеса включено тільки покривний диск 10.

Складові частини 1 і 2 робочого колеса розділені осьовим наскрізним роз'ємом зі ступінчастими циліндричними поверхнями 11 і 12 основного диска 4 першої складової частини 1 та ступінчастими циліндричними поверхнями 13 і 14 основного диска 7 другої складової частини 2, ступінчастими циліндричними поверхнями 15 і 16 покривного диска 5 першої складової частини 1 та ступінчастими циліндричними поверхнями 17 і 18 покривного диска 8 другої складової частини 2, при цьому складові частини 1 і 2 сполучаються між собою посадкою з натягом по зовнішніх циліндричних поверхнях 11 і 13 основних дисків 4 і 7, відповідно, і по зовнішніх циліндричних поверхнях 15 та 17 покривних дисків 5 та 8, відповідно. (Фіг. 3).

Складові частини 2 і З робочого колеса розділені осьовим роз'ємом із ступінчастими циліндричними поверхнями 15 і 16 покривного диска 5 другої складової частини 2 і ступінчастими циліндричними поверхнями 17 і 18 покривного диска 8 третьої складової частини 3, при цьому складові частини 2 і З сполучаються між собою посадкою з натягом по зовнішніх циліндричних поверхнях 19 і 21 покривних дисків 8 і 10, відповідно (Фіг. 4).

Відцентрове робоче колесо за другим прикладом здійснення корисної моделі, складається з першої 1, другої 2 і третьої З складових частин (Фіг. 5, 6). У першу частину 1 робочого колеса включений лише покривний диск 5. Основний диск 7, покривний диск 8 і лопать 9 включені у другу частину 2 робочого колеса. У третю частину З включено тільки покривний диск 10.

Складові частини 1 і 2 робочого колеса розділені осьовим роз'ємом зі ступінчастими циліндричними поверхнями 15 і 16 покривного диска 5 першої складової частини 1 і ступінчастими циліндричними поверхнями 17 і 18 покривного диска 8 другої складової частини 2. При цьому складові частини 1 і 2 сполучаються між собою посадкою з натягом по зовнішніх циліндричних поверхнях 15 і 17 покривних дисків 5 і 8, відповідно (Фіг. 7).

Складові частини 2 і З робочого колеса розділені осьовим роз'ємом зі ступінчастими циліндричними поверхнями 19 і 20 покривного диска 8 другої складової частини 2 і ступінчастими циліндричними поверхнями 21 і 22 покривного диска 10 третьої складової частини 3. При цьому складові частини 2 і З сполучаються між собою посадкою з натягом по зовнішніх циліндричних поверхнях 19 і 21 покривних дисків 8 і 10, відповідно (Фіг. 8).

Віддентрове робоче колесо за прикладом здійснення першого варіанта корисної моделі працює у такий спосіб.

При обертанні робочого колеса лопаті 6 першої частини 1 і лопаті 9 другої частини 2 діють на рідину або газ, що перекачуються, в результаті чого здійснюється приріст тиску, необхідного для їх руху. На вході у робоче колесо створюється розрідження, але на виході - збільшення тиску. Виконання робочого колеса з осьовими роз'ємами, при його обертанні сприяє зниженню рівня напруження у місцях з'єднання лопаті 9 з основним диском 7 другої частини 2 на вході в робоче колесо, у горловині покривного диска 10 третьої частини З та у ступиці основного диска 7 другої частини 2. Отже, зниження рівня напруження у вище зазначених місцях забезпечує досягнення бажаного позитивного ефекту - підвищення міцності робочого колеса при його роботі.

Claims (5)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Віддентрове робоче колесо, що містить основний і покривний диски, з'єднані між собою лопатями, яке відрізняється тим, що принаймні один із дисків робочого колеса виконано щонайменше з одним осьовим роз'ємом, причому щонайменше одна із складових частин Зо роз'єму включає лопаті, при цьому складові частини роз'єму сполучені між собою по циліндричних поверхнях посадкою з натягом.

2. Відцентрове робоче колесо за п. 1, яке відрізняється тим, що осьовий роз'єм виконано через основний диск, причому одна із складових частин осьового роз'єму основного диска включає лопаті.

3. Відцдентрове робоче колесо за п. 1, яке відрізняється тим, що осьовий роз'єм виконано через покривний диск, причому одна із складових частин осьового роз'єму покривного диска включає лопаті.

4. Віддентрове робоче колесо за п. 1, яке відрізняється тим, що осьовий роз'єм виконано наскрізним через основний і покривний диски, причому кожна із складових частин осьового роз'єму основного та покривного дисків включає лопаті.

5. Відцентрове робоче колесо за п. 1, яке відрізняється тим, що кожну із сполучних поверхонь осьового роз'єму основного і покривного дисків виконано ступінчастою, при цьому сполучення складових частин осьового роз'єму основного і покривного дисків посадкою з натягом здійснено по їх зовнішніх циліндричних поверхнях.

А кА У т М - я

2... Ї у Ж у де ян нн К Сх їх х У ит КТ ! тю Ж а і їх --- й й й я 7 ' Ше ах є - он ух я - є х і . Я- й ДЖ то х ха ч кю хе унн рай Кк ше зу. тела Ко - юю к ен, "У з ке Кт, нка хх НОЇ ї ах р я А ЖК вч ї 27 сш Кі чи хх Шон тюня шт ін т лук я л ДИ І нн ренні, ть. Не Брох й К к ЗО Жди ем іх і ; я ще ОО я: її у, 7 - Фея І в М х у : Жан ЛЕ ох ших 1 з. мя Тх є В УЛ ох ом я І А х Кот тт Й й 3 Бої 7 А КО ' пе. НН ТМ гани КО ки ла : й МОЯ туї -- Ї КУ і АКА ги і Бо и КА ох : не з. я хх ЧА и х : Ти ТЕО; ЕЕ їй А тк х Ї і; им и хх 1 у ТУ ї ї т ОЇ. ; ТИ А их ї

М. г7гі рокі х: М хх У: 1 З пен кре фея ння й Оу і Бо тт Мт пеня Др в нн Кок мета 1 ! РОК: С ік і Боги т ше яті . НН ті т тА А у і КОТ: ї ЕК м І 2; Іі Тиї : Н и | Я ЖЕ ; х сх хе ОМ | ди Я Мотя у я щи шк че ' є ож : х, юю, я і У Ко х х КМ ох що ' и «и ї ; он АВМ Ціни я 2 7 Ех ТЕ . - : ши КОХ Х ї ї ху Шо : о г с я я; і ЛІ | ою щі ШИ же о А а, ' ит дм ни тд тя х З Ву вин М у ї ч : То Ту т 7 ой к к ї х п у КК я з - х оселю. ТЕ 7 х з и - у ОХ, Ж во о " Ал дня А ЖИ ня Кк щи хх Є их Ду тен Я хе ТК | У от СУ , їх не є че х . : ЗІ т що У, і сл й ка хі еще ААУ ЗХ. п

КК. Ух шт зання ни пт -- с, ї- х - во як Д-т у Ка т че я її я х ЕІ ей у Кт у т" сл шо мр «4 ь о Кк Оу ет 1 Га я що Ж укл с че х їж ки ки АД - - Ка щи нн - М Кз ди 2 я ЕЕ ь жи К я ще КУ ЖК я А КТК Я - й ОТ кл ви -- І в Мч ОЇ пиття - «а тю ет с ек, ЖК лили ка У ня Ма вит х МК ни ей ки Ах з му щі й че Об їй ме ек Й ня ер двиху ри - х 3 ен ре Х ї КО і х АЖ я Н лк ---- ' ди кт : жд я Ки Гек, нт х, Ки ТК бик Її пехякк яку г т г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и г и КМ ск