一种大型高速离心机整流罩结构的制作方法

本发明涉及大型机械，具体涉及一种大型高速离心机整流罩结构。

背景技术：

1、目前，离心机随着工业及技术的发展，离心机过载系数从10g发展至目前的几百g甚至上千g过载的规格。离心机在高速旋转过程中，必须考虑风阻对离心设备的影响，因此各种整流罩结构随之设计出来。离心机整流罩结构在设计时，需要对其气动外形进行设计，在气动外形曲面确定后，对随动罩整体结构进行设计，满足相关的强度、刚度、稳定性及重量指标等技术要求。

2、传统离心机整流罩，一般采用网格式框架结构或桁架结构，再在框架或桁架外侧铺贴蒙皮，从而达到降低风载的作用。该种整流罩在较低离心过载系数下较容易满足设计要求，可进行现场应用，但对于高速旋转的离心机机构，由于其具有较大的自重，会对离心机轴承带来较大的离心载荷，从而间接提高了离心机中间旋转轴的设计要求，甚至因离心机整流罩的影响，造成整体离心机过载系数达不到许用设计的要求的现象。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种新型大型高速离心机整流罩结构，用于大型高速过载离心机上。

2、本发明的技术方案是，一种大型高速离心机整流罩结构，包括芯轴装配法兰盘、蒙皮组件及内部框架结构；所述蒙皮组件包括顶部蒙皮、圆弧面边侧蒙皮、圆弧面中间蒙皮、端面蒙皮罩、圆弧面舱门、端面舱门以及底部蒙皮；所述顶部蒙皮设置于所述整流罩结构的顶部，所述整流罩结构侧面的中部为圆弧面中间蒙皮，所述圆弧面中间蒙皮两侧为圆弧面边侧蒙皮；所述圆弧面边侧蒙皮上开设有圆弧面舱门；所述端面蒙皮罩上开设有所述端面舱门；所述底部蒙皮设置在所述整流罩结构的底部；

3、所述内部框架结构包括伞形框架及内部支撑框架；所述伞形框架包括伞形支撑梁、外侧连接法兰盘及内侧连接法兰盘；所述伞形支撑梁固定在所述整流罩结构的中间旋转轴上。

4、根据本发明的大型高速离心机整流罩结构，优选的是，所述伞形支撑梁为类似于伞支架的结构，通过外侧连接法兰盘及内侧连接法兰盘固定在中间旋转轴上。

5、所述的大型高速离心机整流罩，其内部伞形框架由伞形支撑梁、外侧连接法兰盘及内侧连接法兰盘组成，伞形框架的结构形式使得整流罩两边的离心力作用在伞形支撑梁端部，再通过伞形支撑梁斜壁传递至中间旋转轴上，达到伞形旋转轴处弯曲载荷及离心载荷的作用，与此同时降低中间旋转轴处蒙皮的应力水平，提高离心机整流罩整体力学性能。

6、根据本发明的大型高速离心机整流罩结构，优选的是，所述的大型高速离心机整流罩的中间旋转轴上设有芯轴装配法兰盘，所述伞形框架中的外侧连接法兰盘及内侧连接法兰盘分别与芯轴装配法兰盘进行连接。这样可以降低离心机旋转臂风载的影响。

7、根据本发明的大型高速离心机整流罩结构，进一步地，所述伞形支撑梁中的横臂连接外侧连接法兰；所述伞形支撑梁的斜臂连接所述内侧连接法兰盘。

8、更优选的是，所述连接为螺栓连接。所述的大型高速离心机整流罩，其伞形框架结构包括伞形支撑梁、外侧连接法兰盘及内侧法兰盘，其伞形结构支架一端与内部框架进行螺栓连接，伞形结构旋转芯轴端通过螺栓分别与内外侧连接法兰盘进行连接，连接完成后，伞形框架接头通过螺栓将内外侧连接法兰盘与芯轴装配法兰盘进行连接。

9、优选的是，所述蒙皮组件与所述内部框架结构连接。

10、优选的是，内部支撑框架为支撑蒙皮组件的主体框架结构。内部支撑框架包括横梁，连接横梁与所述伞形支撑梁的纵筋；与横梁连接的纵梁；连接上下两横梁的立柱；在横梁与纵梁端部直角部分，起连接固定作用的斜筋。

11、根据本发明的大型高速离心机整流罩结构，优选的是，所述的大型高速离心机整流罩的蒙皮采用复合材料夹心结构，中间层为多孔状的夹心材料，中间层的两侧为复合材料层。

12、进一步地，所述复合材料选自碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。

13、进一步地，所述夹心材料选自芳纶纸蜂窝材料、pvc泡沫或pmi泡沫中的一种或一种以上。

14、所述的大型高速离心机整流罩，其蒙皮采用复合材料夹心结构，复合材料可为玻璃纤维材料或碳纤维材料亦或玻璃纤维及碳纤维混合材料，在降低自重条件下达到提高强度的目的，蒙皮中间夹芯采用芳纶纸蜂窝夹心材料，亦可选用pvc泡沫或pmi泡沫材料，夹心材料的目的是提高蒙皮自身的刚度。

15、本发明的工作原理是：

16、离心机整流罩整体结构通过内部伞形框架结构中的内外侧法兰盘分别与旋转芯轴上的芯轴装配法兰盘进行连接，使得整流罩在承受外侧风阻载荷及离心载荷同时作用的工作状态下，将两种蒙皮上的载荷成功传递至伞形框架结构中，再通过伞形框架传递至旋转芯轴上，达到了力的传递作用。伞形框架结构相当于间接减短了力臂长度，使原本作用于旋转芯轴长度的力臂长度减少为作用于伞形框架端部的力臂长度，从而从根本上达到框架结构降低载荷的作用，从而使原本的与旋转芯轴连接处的蒙皮安全系数大大增加，蒙皮结构同时也能因伞形结构而得以简化。本发明所述的伞形结构在较低自重水平下可承受较高的蒙皮面外风载荷，并可完全保证伞形结构自身强度满足相关设计要求。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、(1)解决了大型高速离心机整流罩自重偏高的问题，与传统离心机整流罩结构相比，本离心机整流罩可减重40％左右，从而降低离心机中间轴承的离心载荷，间接提升离心机整体性能。

19、(2)本结构解决了整流罩结构现场装配问题，本文所述的离心机整流罩结构采用分块组装结构方式，在离心机现场可较容易实现各部件的组装，无需对离心机本体进行任何二次装配等工作。

20、(3)本离心机整流罩蒙皮采用复合材料蜂窝夹心结构，该结构在满足刚度及强度技术要求的同时，极大的降低了蒙皮自重，且极大的提高了蒙皮自身稳定性，降低整流罩在高速旋转过程中的颤振现象。

21、(4)本离心机整流罩蒙皮采用分块式设计，顶部蒙皮及底部蒙皮、圆弧面边侧蒙皮、圆弧面中间蒙皮、端面蒙皮罩、圆弧面舱门及端面舱门具有通用互换性，大大降低了相关模具的投入费用，且后续部件更换更容易实现。

22、(5)本离心机整流罩内部框架结构中，框架中心部位采用伞形支撑框架，伞形框架采用对半拼接结构，在安装时仅需与芯轴装配法兰盘进行连接，易于装配。

23、(6)本离心机整流罩结构中，外部蒙皮通过螺钉与内部框架梁进行连接，非常易于安装。外部蒙皮之间通过螺栓进行彼此搭接，外部蒙皮采用夹心结构，蒙皮自身具有一定刚度，满足自身搭接要求。

技术特征：

1.一种大型高速离心机整流罩结构，其特征在于：包括芯轴装配法兰盘、蒙皮组件及内部框架结构；所述蒙皮组件包括顶部蒙皮、圆弧面边侧蒙皮、圆弧面中间蒙皮、端面蒙皮罩、圆弧面舱门、端面舱门以及底部蒙皮；所述顶部蒙皮设置于所述整流罩结构的顶部，所述整流罩结构侧面的中部为圆弧面中间蒙皮，所述圆弧面中间蒙皮两侧为圆弧面边侧蒙皮；所述圆弧面边侧蒙皮上开设有圆弧面舱门；所述端面蒙皮罩上开设有所述端面舱门；所述底部蒙皮设置在所述整流罩结构的底部；

2.根据权利要求1所述的大型高速离心机整流罩结构，其特征在于：所述伞形支撑梁为类似于伞支架的结构，通过外侧连接法兰盘及内侧连接法兰盘固定在中间旋转轴上。

3.根据权利要求1所述的大型高速离心机整流罩结构，其特征在于：所述的大型高速离心机整流罩的中间旋转轴上设有芯轴装配法兰盘，所述伞形框架中的外侧连接法兰盘及内侧连接法兰盘分别与芯轴装配法兰盘进行连接。

4.根据权利要求1所述的大型高速离心机整流罩结构，其特征在于：所述伞形支撑梁中的横臂连接外侧连接法兰；所述伞形支撑梁的斜臂连接所述内侧连接法兰盘。

5.根据权利要求1所述的大型高速离心机整流罩结构，其特征在于：所述蒙皮组件与所述内部框架结构连接。

6.根据权利要求1所述的大型高速离心机整流罩结构，其特征在于：内部支撑框架为支撑蒙皮组件的主体框架结构。

7.根据权利要求1所述的大型高速离心机整流罩结构，其特征在于：所述的大型高速离心机整流罩的蒙皮采用复合材料夹心结构，中间层为多孔状的夹心材料，中间层的两侧为复合材料层。

8.根据权利要求7所述的大型高速离心机整流罩结构，其特征在于：所述复合材料选自碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。

9.根据权利要求7所述的大型高速离心机整流罩结构，其特征在于：所述多孔状的夹心材料选自芳纶纸蜂窝材料、pvc泡沫或pmi泡沫中的一种或一种以上。

技术总结本发明涉及一种大型超重力离心过载下的整流罩结构，整流罩主要由芯轴装配法兰盘、蒙皮组件及内部框架结构组成，其中蒙皮组件包括顶部蒙皮、圆弧面边侧蒙皮、圆弧面中间蒙皮、端面蒙皮罩、圆弧面舱门、端面舱门以及底部蒙皮组成，内部框架结构由伞形框架及内部支撑框架组成，该整流罩整体通过伞形框架中的外侧和内侧法兰盘与中间旋转轴法兰盘进行连接，极大的降低了整体整流罩结构质量，从而大幅度降低整流罩离心力对中心旋转轴的影响，降低中心旋转轴的转矩，间接提升整体旋转设备性能参数。技术研发人员：陈立峰,贠莉娜,万晟昱,邹尚武,谭波,王博群,李玉娟受保护的技术使用者：绍兴宝旌复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26