一種巨型水車的中心復(fù)合軸的制作方法
【專利摘要】一種巨型水車的中心復(fù)合軸，包括凸緣實(shí)心軸和一個(gè)外圍受力圓筒，凸緣實(shí)心軸上設(shè)兩個(gè)凸緣和五個(gè)對(duì)開抱箍，凸緣實(shí)心軸兩端通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承支撐在水車支架上，對(duì)開抱箍用銷鍵與凸緣實(shí)心軸連接，外圍受力圓筒固定安裝在凸緣實(shí)心軸上，外周圓筒內(nèi)面上設(shè)有復(fù)合軸加勁板端部斜支撐和端部縱向加勁肋，復(fù)合軸加勁板上設(shè)有防屈曲加勁板，外圍受力圓筒的外周圓筒的外面設(shè)有連接大環(huán)板。有益效果是：可以傳遞大型或巨型水車的彎曲和剪切荷載，并且有足夠的剛度、強(qiáng)度，具有重量輕、方便制造、工程造價(jià)低等特點(diǎn)。
【專利說明】一種巨型水車的中心復(fù)合軸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及水車的中心復(fù)合軸技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]水車的中心軸是連接上部轉(zhuǎn)動(dòng)的水車結(jié)構(gòu)主體和下部固定的水車支架結(jié)構(gòu)的連接裝置。現(xiàn)有技術(shù)中，普通小型水車，中心軸的負(fù)荷較小。中心軸多為實(shí)心軸。但對(duì)于大型或巨型水車，迎風(fēng)面積巨大，在風(fēng)荷載作用下，會(huì)對(duì)水車中心軸形成較大的徑向剪力，豎向彎矩。因此，中心軸需要足夠的強(qiáng)度和剛度來承擔(dān)由水車主體結(jié)構(gòu)傳遞下來的荷載，包括自重和風(fēng)荷載等。若用現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)心軸作大型或巨型水車的中心軸，為了滿足中心軸的強(qiáng)度和剛度要求，中心轉(zhuǎn)軸截面尺寸需要足夠大，不足是大直徑中心轉(zhuǎn)軸加工周期長，造價(jià)高，軸與水車輪輻連接較困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種中心復(fù)合軸，使之具有剛度、強(qiáng)度大、重量輕的特點(diǎn)，能滿足傳力和整體外觀造型要求，又能縮短加工工期和降低造價(jià)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種巨型水車的中心復(fù)合軸，包括一個(gè)中心實(shí)心轉(zhuǎn)軸和一個(gè)外圍受力圓筒，其特征在于:所述中心實(shí)心轉(zhuǎn)軸是一個(gè)凸緣實(shí)心軸，凸緣實(shí)心軸上設(shè)有兩個(gè)凸緣，凸緣在在軸上均勻分布；凸緣實(shí)心軸兩端的軸段為軸承安裝軸，軸承安裝軸通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承支撐在水車支架上，凸緣實(shí)心軸的一端還設(shè)有止推軸承，止推軸承支撐在水車支架上；凸緣實(shí)心軸上設(shè)有均勾分布的與凸緣實(shí)心軸過盈配合的五個(gè)對(duì)開抱箍，五個(gè)對(duì)開抱箍分別是二個(gè)I#對(duì)開抱箍、二個(gè)2#對(duì)開抱箍和一個(gè)3#對(duì)開抱箍，兩個(gè)I#對(duì)開抱箍分別設(shè)置在凸緣實(shí)心軸兩端部的軸上，二個(gè)2#對(duì)開抱箍分別設(shè)置在凸緣實(shí)心軸兩個(gè)凸緣外側(cè)，3#對(duì)開抱箍設(shè)置在凸緣實(shí)心軸中間位置，五個(gè)對(duì)開抱箍用銷鍵與凸緣實(shí)心軸連接，用來與止推軸承匹配；所述外圍受力圓筒固定安裝在凸緣實(shí)心軸上，外圍受力圓筒的兩端板位于兩個(gè)1#對(duì)開抱箍處，外圍受力圓筒的外周圓筒內(nèi)面上在與二個(gè)2#對(duì)開抱箍和3#對(duì)開抱箍對(duì)應(yīng)處分別固定設(shè)有三道復(fù)合軸加勁板，復(fù)合軸加勁板是圓板，復(fù)合軸加勁板直徑與外周圓筒內(nèi)徑相同，三道復(fù)合軸加勁板中心位置分別與二個(gè)2#對(duì)開抱箍和3#對(duì)開抱箍連接，復(fù)合軸加勁板上設(shè)有防屈曲加勁板，在二個(gè)2#對(duì)開抱箍和外圍受力圓筒的兩端板與外周圓筒連接線之間設(shè)有端部斜支撐，外圍受力圓筒的外周圓筒的內(nèi)面兩端部位設(shè)有端部縱向加勁肋，外圍受力圓筒的外周圓筒的外面設(shè)有連接大環(huán)板。
[0005]本發(fā)明所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述外周圓筒外面的連接大環(huán)板為四塊，四塊連接大環(huán)板分別固定在外周圓筒兩端部，每端二塊，每端的二塊連接大環(huán)板之間的距離與水車水輪的厚度相同，水車水輪安裝在連接大環(huán)板上。
[0006]本發(fā)明所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述復(fù)合軸加勁板上的防屈曲加勁板是四條以上豎立長條板，防屈曲加勁板在復(fù)合軸加勁板上均勻布置。
[0007]本發(fā)明所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述端部斜支撐為四條以上，端部斜支撐沿外周圓筒內(nèi)面和凸緣實(shí)心軸圓周均勻布置。
[0008]本發(fā)明所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述端部縱向加勁肋為四條以上豎立長條板，端部縱向加勁肋沿外周圓筒內(nèi)面均勻布置。
[0009]本發(fā)明所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述推力軸承安裝在止推軸承座底板上的推力槽中，止推軸承座底板上設(shè)有三角形抗剪支撐與止推軸承座相連。
[0010]轉(zhuǎn)動(dòng)軸承位于中心復(fù)合軸的兩側(cè)，主要起支承中心復(fù)合軸的作用，可以承擔(dān)風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化過來的壓力。止推軸承位于中心復(fù)合軸的一側(cè)，是考慮溫度作用的影響，主要是將風(fēng)荷載傳遞來的軸向推力傳遞給支架結(jié)構(gòu)。凸緣實(shí)心軸，與對(duì)開抱箍采用銷鍵連接和過盈配合，用來與止推軸承進(jìn)行匹配，其凸緣可傳遞軸向推力。外周圓筒通過大環(huán)板與水車輪輻構(gòu)件進(jìn)行連接，承擔(dān)水車自重和風(fēng)荷載傳遞來的彎矩。復(fù)合軸內(nèi)三道加勁板和圓筒端板對(duì)外周圓筒起支撐作用，防止外周圓筒屈曲，保證其局部穩(wěn)定。五個(gè)對(duì)開抱箍連接三道加勁板和圓筒端板并與中心實(shí)心軸通過銷鍵連接，采用過盈配合方便復(fù)合軸加工制造。端部斜支撐用來傳遞中心復(fù)合軸彎矩產(chǎn)生的軸向剪力和風(fēng)荷載傳遞來的軸向推力，使兩端部縱向加勁肋沿圓周均勻分布。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:可以傳遞大型或巨型水車的彎曲和剪切荷載，并且有足夠的剛度、強(qiáng)度，具有重量輕、方便制造、工程造價(jià)低特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的巨型水車的中心復(fù)合軸剖面圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的巨型水車的中心復(fù)合軸三維圖。
[0014]圖3是本發(fā)明的巨型水車的中心復(fù)合軸凸緣實(shí)心軸三維圖。
[0015]圖4是本發(fā)明的巨型水車的中心復(fù)合軸止推軸承座底板平面示意圖。
[0016]圖5是圖4的y-y剖視圖。
[0017]圖6是本發(fā)明的巨型水車的中心復(fù)合軸連接大環(huán)板平面示意圖。
[0018]圖中:1、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承2、止推軸承3、凸緣實(shí)心軸4、外周圓筒5、連接大環(huán)板6、復(fù)合軸加勁板7、防屈曲加勁板8、1#對(duì)開抱箍9、2#對(duì)開抱箍10、3#對(duì)開抱箍11、端部斜支撐12、端部縱向加勁肋13、三角形抗剪支撐14、止推軸承座底板15、水車支架。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0020]實(shí)施例是設(shè)置在北方沿海地區(qū)水庫中的水車。水車輪直徑為39.0米，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的設(shè)計(jì)風(fēng)速為40km/h，換成風(fēng)壓為0.073kN/m2;水車靜止時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.65kN/m 2，夏季與冬季的溫差約50°C。經(jīng)過對(duì)水車輪造型研宄和計(jì)算分析，中心復(fù)合軸外徑為3m。
[0021]中心復(fù)合軸包括一個(gè)凸緣實(shí)心軸3和一個(gè)外圍受力圓筒，凸緣實(shí)心軸3上設(shè)有兩個(gè)凸緣，凸緣在在軸上均勻分布；凸緣實(shí)心軸3兩端的軸段為軸承安裝軸，軸承安裝軸通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承I支撐在水車支架15上，凸緣實(shí)心軸3的一端還通過止推軸承2支撐在水車支架15上，推力軸承安裝在止推軸承座底板14上的推力槽中，止推軸承座底板14上設(shè)有三角形抗剪支撐13與止推軸承座相連；凸緣實(shí)心軸3上設(shè)有均勻分布的與凸緣實(shí)心軸3過盈配合的五個(gè)對(duì)開抱箍，五個(gè)對(duì)開抱箍分別是:二個(gè)1#對(duì)開抱箍8、二個(gè)2#對(duì)開抱箍9和一個(gè)3#對(duì)開抱箍10，兩個(gè)1#對(duì)開抱箍8分別設(shè)置在凸緣實(shí)心軸3兩端部的軸上，二個(gè)2#對(duì)開抱箍9分別設(shè)置在凸緣實(shí)心軸3兩個(gè)凸緣外側(cè)，3#對(duì)開抱箍10設(shè)置在凸緣實(shí)心軸3中間位置，五個(gè)對(duì)開抱箍用銷鍵與凸緣實(shí)心軸3連接，用來與止推軸承匹配；外圍受力圓筒固定安裝在凸緣實(shí)心軸3上，外圍受力圓筒的兩端板位于兩個(gè)1#對(duì)開抱箍8處，外圍受力圓筒的外周圓筒4內(nèi)面上在與二個(gè)2#對(duì)開抱箍9和3#對(duì)開抱箍10對(duì)應(yīng)處分別固定設(shè)有三道復(fù)合軸加勁板6，復(fù)合軸加勁板6是圓板，復(fù)合軸加勁板6直徑與外周圓筒4內(nèi)徑相同，三道復(fù)合軸加勁板6中心位置分別與二個(gè)2#對(duì)開抱箍9和3#對(duì)開抱箍10連接，復(fù)合軸加勁板6上設(shè)有防屈曲加勁板7，防屈曲加勁板7是八條豎立長條板，八條防屈曲加勁板在復(fù)合軸加勁板6上均勻布置；在二個(gè)2#對(duì)開抱箍9和外圍受力圓筒的兩端板與外周圓筒連接線之間設(shè)有端部斜支撐11，端部斜支撐11是八條豎立長條板，端部斜支撐11沿外周圓筒內(nèi)面和凸緣實(shí)心軸3圓周均勻布置；外圍受力圓筒的外周圓筒的內(nèi)面兩端部位設(shè)有端部縱向加勁肋12，端部縱向加勁肋12為八條，端部縱向加勁肋12沿外周圓筒內(nèi)面均勻布置；外圍受力圓筒的外周圓筒的外面設(shè)有連接大環(huán)板5，連接大環(huán)板5為四塊，四塊連接大環(huán)板5分別固定在外周圓筒4兩端部，每端二塊，二塊連接大環(huán)板5之間的距離水車水輪的厚度相同，水車水輪通過128個(gè)高強(qiáng)度螺栓安裝在連接大環(huán)板(5)上。
[0022]本實(shí)施例中，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承支撐于巨型水車兩側(cè)的水車支架上，支撐著中心復(fù)合軸的兩端。該轉(zhuǎn)動(dòng)軸承能夠承受巨大的壓力，其外側(cè)連接有軸承座和防水罩。軸承座除了能夠承受巨大的壓力外，還能承受一定的拉力。防水罩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承起到保護(hù)作用。止推軸承位于水車一側(cè)的水車支架上，通過三角形抗剪支撐與軸承座底板連接；與水車支架結(jié)構(gòu)連接的軸承座底板有抗剪槽，有雙向止推作用。凸緣實(shí)心軸采用高強(qiáng)度合金鋼，經(jīng)過鍛造退火處理，精密切削加工，凸緣可以抵抗部分軸向推力。外周圓筒外側(cè)通過四個(gè)大環(huán)板與水車輪輻結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接；外周圓筒內(nèi)側(cè)與三道加勁板、兩個(gè)端板和兩端斜支撐連接，形成一個(gè)能抗彎、抗剪的復(fù)合整體。四個(gè)連接大環(huán)板通過高強(qiáng)度螺栓連接水車輪輻結(jié)構(gòu)構(gòu)件。三道加勁板和兩個(gè)端板中心與五個(gè)對(duì)開抱箍連接，保證局部穩(wěn)定，防止徑向屈曲。中心復(fù)合軸內(nèi)部的剪力主要通過兩端斜支撐傳遞。端部縱向加勁肋軸向布置，對(duì)水車結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳遞的荷載有擴(kuò)散作用，并且對(duì)外周圓筒有局部支撐作用。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種巨型水車的中心復(fù)合軸，包括一個(gè)中心實(shí)心轉(zhuǎn)軸和一個(gè)外圍受力圓筒，其特征在于:所述中心實(shí)心轉(zhuǎn)軸是一個(gè)凸緣實(shí)心軸(3)，凸緣實(shí)心軸(3)上設(shè)有兩個(gè)凸緣，凸緣在在軸上均勻分布；凸緣實(shí)心軸(3)兩端的軸段為軸承安裝軸，軸承安裝軸通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承(I)支撐在水車支架(15)上，凸緣實(shí)心軸(3)的一端還設(shè)有止推軸承(2)，止推軸承(2)支撐在水車支架(15)上；凸緣實(shí)心軸(3)上設(shè)有均勻分布的與凸緣實(shí)心軸(3)過盈配合的五個(gè)對(duì)開抱箍，五個(gè)對(duì)開抱箍分別是二個(gè)1#對(duì)開抱箍(8)、二個(gè)2#對(duì)開抱箍(9)和一個(gè)3#對(duì)開抱箍(10)，兩個(gè)1#對(duì)開抱箍(8)分別設(shè)置在凸緣實(shí)心軸(3)兩端部的軸上，二個(gè)2#對(duì)開抱箍(9)分別設(shè)置在凸緣實(shí)心軸(3)兩個(gè)凸緣外側(cè)，3#對(duì)開抱箍(10)設(shè)置在凸緣實(shí)心軸(3)中間位置，五個(gè)對(duì)開抱箍用銷鍵與凸緣實(shí)心軸(3)連接，用來與止推軸承匹配；所述外圍受力圓筒固定安裝在凸緣實(shí)心軸(3)上，外圍受力圓筒的兩端板位于兩個(gè)1#對(duì)開抱箍(8)處，外圍受力圓筒的外周圓筒(4)內(nèi)面上在與二個(gè)2#對(duì)開抱箍(9)和3#對(duì)開抱箍(10)對(duì)應(yīng)處分別固定設(shè)有三道復(fù)合軸加勁板(6)，復(fù)合軸加勁板(6)是圓板，復(fù)合軸加勁板(6)直徑與外周圓筒⑷內(nèi)徑相同，三道復(fù)合軸加勁板(6)中心位置分別與二個(gè)2#對(duì)開抱箍(9)和3#對(duì)開抱箍(10)連接，復(fù)合軸加勁板(6)上設(shè)有防屈曲加勁板(7)，在二個(gè)2#對(duì)開抱箍(9)和外圍受力圓筒的兩端板與外周圓筒連接線之間設(shè)有端部斜支撐(11)，外圍受力圓筒的外周圓筒的內(nèi)面兩端部位設(shè)有端部縱向加勁肋(12)，外圍受力圓筒的外周圓筒的外面設(shè)有連接大環(huán)板(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述外周圓筒外面的連接大環(huán)板(5)為四塊，四塊連接大環(huán)板(5)分別固定在外周圓筒(4)兩端部，每端二塊，每端的二塊連接大環(huán)板(5)之間的距離與水車水輪的厚度相同，水車水輪安裝在連接大環(huán)板(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述復(fù)合軸加勁板(6)上的防屈曲加勁板(7)是四條以上豎立長條板，防屈曲加勁板(7)在復(fù)合軸加勁板(6)上均勻布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述端部斜支撐(11)為四條以上，端部斜支撐(11)沿外周圓筒內(nèi)面和凸緣實(shí)心軸⑶圓周均勻布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述端部縱向加勁肋(12)為四條以上豎立長條板，端部縱向加勁肋(12)沿外周圓筒內(nèi)面均勻布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種巨型水車的中心復(fù)合軸，其特征在于:所述推力軸承安裝在止推軸承座底板(14)上的推力槽中，止推軸承座底板(14)上設(shè)有三角形抗剪支撐(13)與止推軸承座相連。
【文檔編號(hào)】F03B11/06GK104455022SQ201410771414
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】曹樂 申請(qǐng)人:大連市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司