復(fù)合式增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸及其加工裝配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于增壓器結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種復(fù)合式增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸及其加工裝配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪轉(zhuǎn)軸是渦輪增壓器的核心零部件之一，通常由渦輪葉輪和轉(zhuǎn)軸連接而成。目前，柴油機增壓器的渦輪葉輪普遍采用鑄造鎳基高溫合金K418材料(材料密度為8.0 X103kg/m3)，轉(zhuǎn)軸采用42CrMo合金鋼材料。對于由K418材料制造的增壓器渦輪葉輪和42CrMo合金鋼制造的轉(zhuǎn)軸，可以采用摩擦焊接或電子束焊接直接將渦輪葉輪與轉(zhuǎn)軸連接在一起形成渦輪轉(zhuǎn)軸。然而，由于K418材料密度較大，由K418材料制造的渦輪葉輪轉(zhuǎn)動慣量也較大，導(dǎo)致渦輪增壓發(fā)動機的瞬態(tài)響應(yīng)性較差，特別是對于車用發(fā)動機。
[0003]為降低渦輪增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量、提高廢氣渦輪增壓發(fā)動機的瞬態(tài)響應(yīng)性、減少起動/加速時的冒黑煙現(xiàn)象和改善發(fā)動機的低速性能，增壓器渦輪葉輪可以采用比強度較高的鈦鋁合金、陶瓷等新材料。例如，鈦鋁合金材料密度僅為3.9 X 103kg/m3，同時又具有良好的高溫性能和抗氧化性能，且彈性模量較大，用鈦鋁合金材料制造的增壓器渦輪葉輪，能夠顯著降低渦輪增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。但是，當(dāng)增壓器渦輪葉輪采用鈦鋁合金、陶瓷等新材料制造時，很難直接采用焊接工藝實現(xiàn)渦輪葉輪與轉(zhuǎn)軸之間的可靠連接，渦輪轉(zhuǎn)軸的連接強度得不到有效保證。
[0004]因此，為保證增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸的可靠性，對于采用鈦鋁合金、陶瓷等材料制造的增壓器渦輪葉輪，需要研究新型渦輪轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)與加工裝配方法，以實現(xiàn)渦輪葉輪與轉(zhuǎn)軸的可靠連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提出一種復(fù)合式增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸，以保證渦輪葉輪與轉(zhuǎn)軸的連接強度，滿足增壓器對渦輪轉(zhuǎn)軸的可靠性要求。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]復(fù)合式增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸1、過渡套2、渦輪葉輪3和銷釘4，所述轉(zhuǎn)軸I的一端有與過渡套2焊接的環(huán)形凸臺；所述過渡套2選用可以通過焊接工藝與轉(zhuǎn)軸I連接在一起的材料，所述過渡套2的一端有與轉(zhuǎn)軸I焊接的環(huán)形凸臺，所述過渡套2的另一端有與渦輪葉輪3裝配的螺紋盲孔，所述過渡套2的螺紋盲孔底部沿周向均布有安裝銷釘4的通孔;所述渦輪葉輪3靠近轉(zhuǎn)軸一端的輪轂上有與過渡套2裝配的外螺紋，所述渦輪葉輪3靠近轉(zhuǎn)軸一端的輪轂端面沿周向均布有安裝銷釘4的盲孔;所述銷釘4的一部分安裝在過渡套2的通孔，另一部分安裝在渦輪葉輪3靠近轉(zhuǎn)軸一端輪轂的盲孔。
[0008]進一步的，所述過渡套2的螺紋盲孔的底部設(shè)有徑向的無螺紋的凹槽。
[0009]進一步的，所述過渡套2與渦輪葉輪3通過螺紋裝配連接在一起，所述銷釘4安裝在已完成螺紋裝配的過渡套2與渦輪葉輪3上，所述轉(zhuǎn)軸I與過渡套2通過環(huán)形凸臺焊接連接在一起。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于，提出一種復(fù)合式增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸加工裝配方法，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0011]—種復(fù)合式增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸加工裝配方法，包括以下步驟:
[0012]a、確定轉(zhuǎn)軸、過渡套、渦輪葉輪和銷釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)參數(shù):根據(jù)增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸與軸承體的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定轉(zhuǎn)軸與過渡套焊接的環(huán)形凸臺尺寸，確定過渡套與轉(zhuǎn)軸焊接的環(huán)形凸臺尺寸以及與渦輪葉輪裝配的螺紋盲孔尺寸和安裝銷釘?shù)木纪壮叽缂皵?shù)量，確定渦輪葉輪與過渡套裝配的外螺紋尺寸以及輪轂端面均布盲孔的尺寸與數(shù)量，確定銷釘?shù)某叽缗c數(shù)量。
[0013]b、轉(zhuǎn)軸與渦輪葉輪連接部位加工以及過渡套與銷釘?shù)募庸?按照步驟a確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)，加工轉(zhuǎn)軸的環(huán)形凸臺，加工過渡套與轉(zhuǎn)軸焊接的環(huán)形凸臺以及與渦輪葉輪裝配的螺紋盲孔，加工渦輪葉輪與過渡套裝配的外螺紋，加工銷釘。
[0014]C、過渡套與渦輪葉輪的螺紋旋緊裝配:將步驟b中加工好的渦輪葉輪與過渡套通過螺紋旋緊裝配在一起；
[0015]d、過渡套均布通孔與渦輪葉輪輪轂端面均布盲孔的加工:按照步驟a確定的尺寸參數(shù)，在步驟c中完成螺紋裝配的過渡套與渦輪葉輪上加工安裝銷釘?shù)木纪着c盲孔。
[0016]e、將銷釘安裝在已完成螺紋裝配的過渡套與渦輪葉輪上，對過渡套與渦輪葉輪的螺紋連接結(jié)構(gòu)進行鎖緊。
[0017]f、轉(zhuǎn)軸與過渡套的焊接連接:將轉(zhuǎn)軸同步驟e中完成螺紋裝配與銷釘鎖緊的過渡套通過環(huán)形凸臺焊接連接在一起，形成完整的渦輪轉(zhuǎn)軸。
[0018]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:
[0019]本發(fā)明綜合運用螺紋連接與焊接連接兩種連接方式，在根據(jù)增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸與軸承體的結(jié)構(gòu)尺寸合理確定轉(zhuǎn)軸、過渡套、渦輪葉輪和銷釘結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上，采用螺紋結(jié)構(gòu)將過渡套與渦輪葉輪連接在一起，并用銷釘對過渡套與渦輪葉輪螺紋連接結(jié)構(gòu)進行鎖緊，可以防止過渡套與渦輪葉輪螺紋連接結(jié)構(gòu)發(fā)生松脫;進一步，將轉(zhuǎn)軸同已經(jīng)與渦輪葉輪連接在一起的過渡套焊接在一起，形成完整的渦輪轉(zhuǎn)軸。過渡套選用可以通過焊接方式與轉(zhuǎn)軸連接在一起的材料，可以保證過渡套與轉(zhuǎn)軸之間的可靠性連接。該結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)增壓器渦輪葉輪與轉(zhuǎn)軸之間的可靠連接，能夠有效解決采用新材料制造的渦輪葉輪與轉(zhuǎn)軸的連接問題，提高增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸的可靠性。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便的特點，且不需要采用特殊工藝。
【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021 ]圖1為本發(fā)明實施例所述復(fù)合式增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實施例所述轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實施例所述過渡套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明實施例所述渦輪葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:
[0026]1-轉(zhuǎn)軸，2-過渡套，3-渦輪葉輪，4-銷釘。
【具體實施方式】
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0028]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0029]復(fù)合式增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，如圖1至4所示，包括轉(zhuǎn)軸1、過渡套2、渦輪葉輪3和銷釘4，所