專利名稱：大型渦輪分子泵的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體流體領(lǐng)域，是一種真空獲得設(shè)備的部件的制作方法，更具 體地講，本發(fā)明是一種用于大型渦輪分子泵的渦輪轉(zhuǎn)子的制作方法。
背景技術(shù)：
在真空獲得設(shè)備中，分子泵是一種高轉(zhuǎn)速、高精度的真空泵。同樣結(jié)構(gòu)的 渦輪分子泵，轉(zhuǎn)速越高，抽速越大，但受轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和材料力學(xué)性能 的影響，不能達(dá)到理想轉(zhuǎn)速的目的。目前，大型渦輪分子泵的渦輪轉(zhuǎn)子分為兩 類。 一種是把渦輪轉(zhuǎn)子分解為多個(gè)單片，然后依靠螺釘按照順序把每一片落裝 緊固在一起，形成一個(gè)渦輪轉(zhuǎn)子，其優(yōu)點(diǎn)是加工費(fèi)用較低，缺點(diǎn)是裝配變化性 較大、渦輪轉(zhuǎn)子重量較大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大、高速性能較差、啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。另 一種是整體渦輪轉(zhuǎn)子，利用大型多軸數(shù)控銑床加工。其優(yōu)點(diǎn)是整體性能較好、 高速性能較好，缺點(diǎn)是材料單件較大、均用性要求較高、加工設(shè)備要求較高、 渦輪轉(zhuǎn)子價(jià)格昂貴。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，針對(duì)已有制作方法的不足，提供既能減小渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量、提高分子泵速度、減小啟動(dòng)時(shí)間，又能降低加工難度、降低加工成本 的方法。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的渦輪轉(zhuǎn)子制作方法為首先通過普通車床、銑床加工單級(jí)葉片和內(nèi)芯連接件，再進(jìn)行焊前清洗，清洗后把每個(gè)單級(jí)葉片安裝在內(nèi)芯上，利用真空電 子束焊接，使之形成一個(gè)整體渦輪轉(zhuǎn)子的方法。所述的總體結(jié)構(gòu)為若干級(jí)單級(jí)葉片和內(nèi)芯連接件通過定位和焊接形成一個(gè)整體，該整體是10~13級(jí)單級(jí)葉片按照一定間距、 一定順序排列，并與內(nèi)芯共 同構(gòu)成一個(gè)多級(jí)葉輪整體。所述的單級(jí)葉片結(jié)構(gòu)總體為圓盤狀，中心圓孔，圓盤從邊緣到中心為階梯 狀分布，邊緣薄，中心厚，圓盤邊緣為均勻分布葉齒，葉齒與盤面呈20 40度。所述的內(nèi)芯為圓柱形階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯厚度為1S 22mm，階梯軸直徑差為 6mm,階梯軸中心為錐形安裝孔。所述的電子束焊接為利用周向焊接的辦法焊接組裝后的零件，焊接深度為 3 18mm。由于本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案，在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得渦輪轉(zhuǎn) 子重量得以大大減輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大大減小，提高了轉(zhuǎn)子的整體性，有利于提高 運(yùn)轉(zhuǎn)速度，增大抽速，明顯提高了運(yùn)轉(zhuǎn)壽命；該方法簡(jiǎn)便易行，降低了制造費(fèi) 用和制造難度，便于推廣應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，其中 圖1是渦輪轉(zhuǎn)子制作方法工藝流程圖。 圖2是內(nèi)芯結(jié)構(gòu)剖面圖。 圖3是單級(jí)葉片主視圖、側(cè)視圖。圖4是本發(fā)明的渦輪轉(zhuǎn)子總體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。附圖1是制作方法工藝流程圖。 如該圖所示首先通過普通車床、銑床加工單級(jí)葉片和內(nèi)芯連接件，再進(jìn)行焊前 清洗，清洗后把每個(gè)單級(jí)葉片安裝在內(nèi)芯上，利用真空電子束焊接，使之形成一個(gè)整體渦輪轉(zhuǎn)子的方法。附圖2是內(nèi)芯結(jié)構(gòu)剖面圖。如該圖所示，內(nèi)芯為圓 柱形階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯厚度為18~22mm,階梯軸直徑差為6mm，階梯軸中心為 錐形安裝孔。附圖3是單級(jí)葉片主視圖、側(cè)視圖。如該圖所示，單擊葉片結(jié)構(gòu) 總體為圓盤狀，中心圓孔，圓盤從邊緣到中心為階梯狀分布，邊緣薄，中心厚， 圓盤邊緣為均勻分布葉齒，葉齒與盤面之間角度d為20 40度。附圖4是本發(fā) 明的渦輪轉(zhuǎn)子總體結(jié)構(gòu)示意圖。如該圖所示，總體結(jié)構(gòu)為若干級(jí)單級(jí)葉片和內(nèi) 芯通過過渡配合定位焊接形成一個(gè)整體，該整體是10 13級(jí)單級(jí)葉片按照一定 間距、 一定順序排列，并與內(nèi)芯共同構(gòu)成一個(gè)多級(jí)葉輪整體；圖中A、 B、 C的 位置為電子束焊接位置，其中A位置處焊接深度不得小于15 18mm， B位置處 焊接深度為3 5mm， C位置處焊接深度為lt) 12mm。在一個(gè)具體實(shí)例中，渦輪轉(zhuǎn)子制作方法為首先通過普通車床、銑床加工11 個(gè)單級(jí)葉片和1個(gè)內(nèi)芯，再進(jìn)行焊前清洗，清洗后先把上面4個(gè)單級(jí)葉片逐一 安裝在內(nèi)芯上，利用真空電子束焊接，然后再把其余7個(gè)單級(jí)葉片一次裝配， 一次焊接，從而使之形成一個(gè)整體渦輪轉(zhuǎn)子的方法。所述的單級(jí)葉片結(jié)構(gòu)總體 為圓盤狀，中心圓孔，圓盤從邊緣到中心為階梯狀分布，邊緣薄，中心厚，圓 盤邊緣為均勻分布葉齒，葉齒與盤面所呈角度a分別為40° 、 30° 、 20° 。所 述的內(nèi)芯為圓柱形階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯厚度L1、 L2、 L3分別為18mm、 19.5mm、 22mm，階梯軸直徑差為6mm,階梯軸中心是錐度為1: IO錐形安裝孔。所述的 電子束焊接為利用周向焊接的辦法焊接組裝后的零件，A、 B、 C處焊接深度分別為15mm、 3mm、 10mm三禾中。在另一個(gè)具體實(shí)例中，渦輪轉(zhuǎn)子制作方法為首先通過普通車床、銑床加工 11個(gè)單級(jí)葉片和1個(gè)內(nèi)芯，再進(jìn)行焊前清洗，清洗后先把上面4個(gè)單級(jí)葉片逐一安裝在內(nèi)芯上，利用真空電子束焊接，然后再把其余7個(gè)單級(jí)葉片一次裝配， 一次焊接，從而使之形成一個(gè)整體渦輪轉(zhuǎn)子的方法。所述的單級(jí)葉片結(jié)構(gòu)總體 為圓盤狀，中心圓孔，圓盤從邊緣到中心為階梯狀分布，邊緣薄，中心厚，圓 盤邊緣為均勻分布葉齒，葉齒與盤面所呈角度a分別為40° 、 30° 、 20° 。所 述的內(nèi)芯為圓柱形階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯厚度L1、 L2、 L3分別為18mm、 19.5mm、 22mm，階梯軸直徑差為6mm，階梯軸中心是錐度為1: IO錐形安裝孔。所述的 電子束焊接為利用周向焊接的辦法焊接組裝后的零件，A、 B、 C處?kù)探由疃确?別為18mm、 5mm、 12mm三禾中。由于本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案，在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得渦輪轉(zhuǎn) 子重量得以大大減輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大大減小，提高了轉(zhuǎn)子的整體性，有利于提高 運(yùn)轉(zhuǎn)速度，增大抽速，明顯提高了運(yùn)轉(zhuǎn)壽命該方法與已有技術(shù)進(jìn)行了比較試 驗(yàn)，比較對(duì)象為原有螺釘連接的渦輪轉(zhuǎn)子，其重量降低了 40%，同樣轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量降低了 30%，抽速增加了 30%。該方法簡(jiǎn)便易行，降低了制造費(fèi)用和制 造難度，便于推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1. 一種用于大型渦輪分子泵的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，包括以下步驟①通過車床、銑床加工單級(jí)葉片和內(nèi)芯連接件，清洗單級(jí)葉片和內(nèi)芯連接件，清洗后把每個(gè)單級(jí)葉片安裝在內(nèi)芯上；②利用真空電子束焊接，使之形成整體渦輪轉(zhuǎn)子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，所述真空電子 束焊接的焊接深度為3-18mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，所述的電子束 焊接為利用周向焊接的方法焊接組裝后的零件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，所述的渦輪轉(zhuǎn) 子是由10 13級(jí)單級(jí)葉片與內(nèi)芯共同構(gòu)成的多級(jí)葉輪整體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，所述的單級(jí)葉 片結(jié)構(gòu)為圓盤狀，圓盤中心為圓孔，從圓盤邊緣到中心為階梯狀分布，邊緣薄， 中心厚。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，所述圓盤邊緣 為均勻分布葉齒，葉齒與盤面呈2(K40度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，所述內(nèi)芯為圓 柱形階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯厚度為18 22mm，階梯軸直徑差為6mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，所述階梯軸中 心為錐形安裝孔。
全文摘要
一種用于大型渦輪分子泵的渦輪轉(zhuǎn)子的制造方法，其包括以下步驟①通過車床、銑床加工單級(jí)葉片和內(nèi)芯連接件，清洗單級(jí)葉片和內(nèi)芯連接件，清洗后把每個(gè)單級(jí)葉片安裝在內(nèi)芯上；②利用真空電子束焊接，使之形成整體渦輪轉(zhuǎn)子，并且所述真空電子束焊接的焊接深度為3～18mm。
文檔編號(hào)F04D29/32GK101254578SQ200810088958
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者張勤德, 蒙 鄒 申請(qǐng)人:北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司