一種雙螺杆空氣壓縮機的製作方法

2023-10-26 02:59:42 2

專利名稱：一種雙螺杆空氣壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明屬於空氣壓縮機技術領域，具體涉及一種通過永磁同步電機直接驅動陽轉子軸的直聯式雙螺杆空氣壓縮機，是對現有雙螺杆空氣壓縮機的驅動部件結構之改進。
背景技術：
傳統的螺杆空氣壓縮機的原動機通常採用異步電機，在驅動方式上通常採用通過 聯軸器驅動或者利用皮帶、或齒輪的增速驅動。用異步電機來驅動的缺點是第一，異步電 機的轉速是固定的，在壓縮機滿載工作時，異步電機工作效率達到最高，在壓縮機部分負載 或者無載荷工作時，異步電機仍以滿載時的轉速工作，效率降低甚至處於空轉，而壓縮機使 用的負載率幾乎不可能超過90%，所以其整機能耗高，效率低；第二，由於異步電機體積比 較大，而且需要通過聯軸器來驅動壓縮機主機工作，導致整機外形尺寸比較大，從製造小體 積的整個壓縮機單元的角度考慮，其中壓縮機單元內包括用於固定電機的支座，顯然這種 壓縮機是不合理的。利用皮帶或齒輪的增速驅動的缺點是所述的壓縮機除了需要一個用 於容納增速齒輪的齒輪箱外，還需要許多部件，例如用於旋轉和支撐增速齒輪的軸承、用於 安裝該增速齒輪的旋轉軸，具有增速作用並用於傳遞動力的皮帶和皮帶輪等等，因而使得 壓縮機的成本增加。又如，中國實用新型專利授權公告號CN2568841Y公開了一種「螺杆壓縮機變速傳 動機構」，它包括螺杆壓縮機機身及與機身相連的齒輪箱，位於齒輪箱內的主動齒輪和從動 齒輪，從動齒輪固定在陽轉子軸端，主動齒輪通過內置的軸承安裝在陰轉子軸端，主動齒輪 與齒輪軸固接成一體，齒輪軸軸伸端可安裝彈性聯軸器，與驅動機(電機)相聯。此結構具 有的優點是該螺杆壓縮機傳動機構由於主、從動齒輪均安裝在陰、陽轉子軸上，可安裝彈 性聯軸器，可減少齒輪工作時產生的衝擊，使齒輪副的裝配精度有了提高和保證，壽命相應 延長，可廣泛用於需要變速傳動的螺杆壓縮機上。但是，上述結構在實際使用中還存在下列 欠缺首先，在安裝空間有限的情況下，需要壓縮機單元結構更加簡單和緊湊，該螺杆壓縮 機由於安裝了齒輪箱、聯軸器和體積較大的異步電機，使得壓縮機外形齒輪比較大，緊湊性 也較差，因此不適合小空間安裝；其次，該螺杆壓縮機需要安裝齒輪箱、聯軸器等裝置，從節 約成本的角度考慮不太合理；再次，該螺杆壓縮機是用異步電機作為驅動部件的，所以效率 低、不節能。

發明內容
本發明的任務是要提供一種結構簡單緊湊、體積小、傳動總效率高、成本低、節能 效果好、且易於布置和安裝的雙螺杆空氣壓縮機。本發明的任務是這樣完成的，一種雙螺杆空氣壓縮機，包括壓縮機主機部件和驅 動部件，所述的壓縮機主機部件包括機體、陽轉子、陰轉子、吸氣端蓋、排氣端蓋、和排氣蓋， 所述的吸氣端蓋、排氣端蓋分別固定在機體長度方向的左、右端埠上，所述的陽轉子置於 機體的型腔內，陽轉子的兩端通過陽轉子軸分別轉動地置於吸氣端蓋和排氣端蓋的軸承座中，所述的陰轉子置於機體的型腔內且與陽轉子相互嚙合，陰轉子的兩端通過陰轉子軸分別轉動地置於吸氣端蓋和排氣端蓋的軸承座中，所述的排氣蓋固定在排氣端蓋長度方向的 右端埠上，其特點是所述的驅動部件為永磁同步電機，該永磁同步電機包括電機殼、電 機後蓋、電機前蓋、定子部件、轉子部件、和電機軸，所述的電機後蓋、電機前蓋分別安裝在 電機殼長度方向的左、右端埠上，所述的電機殼通過電機前蓋固定在壓縮機主機部件的 吸氣端蓋上，所述的定子部件置於電機殼的型腔內並與電機殼的內壁相固定；所述的電機 軸直接由陽轉子上的陽轉子軸向電機殼的型腔方向延伸而構成，電機軸的軸端轉動地置於 電機後蓋的軸承座中，所述的轉子部件安裝在電機軸上且與所述的定子部件相對應。在本發明的一個具體的實施例中，所述的轉子部件包括壓蓋、轉子體、衝片、永磁 體、和風扇，所述的轉子體是由隔磁材料鑄造成環狀，該轉子體套設在所述的電機軸上，在 轉子體的外圓周上沿長度方向套設有複數枚衝片，在每一衝片的徑向開設有呈間隔狀分布 的長槽，每一衝片上的長槽的位置相對應，在長槽內嵌設有永磁鐵，在永磁體長度方向的兩 端分別設置有用於固定永磁體的壓蓋和風扇。在本發明的另一個具體的實施例中，所述的電機軸在靠近吸氣端蓋的一端端部安 裝有起密封作用的第一油封、第二油封，所述的第一油封、第二油封固定於電機前蓋的油封 安裝座中。在本發明的還一個具體的實施例中，所述的電機軸在安裝上轉子部件後，用鎖緊 螺母將轉子部件固定在電機軸上。在本發明的又一個具體的實施例中，所述電機軸的軸端通過軸承轉動地置於電機 後蓋的軸承座中，在所述的軸承的徑向外圈上增設有0型圈。在本發明的再一個具體的實施例中，所述的陽轉子軸的一端通過陽轉子第一軸承 轉動地安裝在吸氣端蓋的軸承座中；所述的陽轉子軸的另一端通過陽轉子第二軸承、陽轉 子第三軸承轉動地安裝在排氣端蓋的軸承座中，並且在軸端用陽轉子鎖緊螺母鎖緊後再套 上陽轉子軸承擋圈。在本發明的進而一個具體的實施例中，所述的陰轉子軸的一端通過陰轉子第一軸 承轉動地安裝在吸氣端蓋的軸承座中，並在軸端用擋圈固定住所述的陰轉子第一軸承；所 述的陰轉子軸的另一端通過陰轉子第二軸承、陰轉子第三軸承轉動地安裝在排氣端蓋的軸 承座中，並且在軸端用陰轉子鎖緊螺母鎖緊後再套上陰轉子軸承擋圈。在本發明的更而一個具體的實施例中，所述的衝片上開設的長槽的形狀為正多邊 形。在本發明的又進而一個具體的實施例中，所述的機體與排氣端蓋為一體製作而 成。在本發明的又更而一個具體的實施例中，所述的機體與排氣端蓋為分體製作後通 過緊固件相固定。本發明由於採用上述結構後，具有的有益效果第一，將永磁同步電機作為壓縮機 主機部件的驅動部件，是一種高效率、通過控制可改變轉速的驅動電機，當壓縮機滿載工作 時，永磁電機能高效運行，當壓縮機部分負載或者無負載工作時，永磁電機能調節轉速或者 停止轉動，並且在調節過程中仍能保持高的效率，降低能耗，所以解決了原有異步電機效率 低下的缺點；第二，將永磁同步電機的電機軸與壓縮機主機部件的陽轉子軸採用同一根旋轉軸，節約了原有異步電機的一端軸承，使整機在外形尺寸上實現最小化，特別是長度方向上縮短了 40%，不僅降低了成本，同時對於客戶的使用由於體積小，可實現多種靈活的布 置；第三，轉子體由隔磁材料鑄造而成，避免電機軸被磁化；第四，如果電機軸懸空，那麼由 於轉子部件的重力作用電機軸會產生撓曲變形，從而可能會使轉子部件與定子部件產生摩 擦，燒毀定子，縮短電機使用壽命，所以在電機軸的軸端安裝軸承，再在軸承的外圈上增設O 型圈，這樣能克服電機軸的撓曲變形，減小轉子部件與定子部件之間間隙的不均勻度，使電 機正常工作；最後，省略了已有技術中的增速齒輪、皮帶和類似的增速裝置，從而使該壓縮 機整機結構緊湊、輕便，從而使壓縮機裝置價格低廉並可改善其穩定性。


圖1為本發明的一實施例結構示意2為本發明所述的驅動部件為永磁同步電機的截面中1.電機後蓋；2.電機殼；3.定子部件；4.轉子部件；5.電機前蓋；6.吸氣 端蓋；7.陽轉子第一軸承；8.機體；9.陽轉子；10.排氣端蓋；11.陽轉子第二軸承；12.陽 轉子第三軸承；13.陽轉子鎖緊螺母；14.陽轉子軸承擋圈；15.排氣蓋；16.陰轉子軸承擋 圈；17.陰轉子鎖緊螺母；18.陰轉子第三軸承；19.陰轉子第二軸承；20.陰轉子；21.陽轉 子軸；22.陰轉子軸；23.陰轉子第一軸承；24.擋圈；25.第二油封；26.第一油封；27.電機 軸；28.壓蓋；29.轉子體；30.衝片；31.永磁體；32.鎖緊螺母；33.風扇；34.軸承；35. 0 型圈；36.端蓋；37.長槽。
具體實施例方式為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發明的技術實質和有 益效果，申請人將在下面以實施例的方式結合附圖作詳細說明，但是對實施例的描述均不 是對本發明方案的限制，任何依據本發明構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效 變換都應視為本發明的技術方案範疇。請參閱圖1並結合圖2，一種雙螺杆空氣壓縮機，包括壓縮機主機部件和驅動部 件，所述的壓縮機主機部件包括機體8、陽轉子9、陰轉子20、吸氣端蓋6、排氣端蓋10、和排 氣蓋15，所述的吸氣端蓋6、排氣端蓋10分別固定在機體8長度方向的左、右端埠上，其 中所述的機體8與排氣端蓋10可以是兩者一體製作而成，也可以是兩者分體製作後再通 過緊固件聯接固定；所述的陽轉子9置於機體8的型腔內，陽轉子9的兩端分別具有陽轉子 軸21，其中陽轉子軸21的一端通過陽轉子第一軸承7轉動地安裝在吸氣端蓋6的軸承座 中；所述的陽轉子軸21的另一端通過陽轉子第二軸承11、陽轉子第三軸承12轉動地安裝 在排氣端蓋10的軸承座中，並且在軸端用陽轉子鎖緊螺母13鎖緊後再套上陽轉子軸承擋 圈14 ；所述的陰轉子20置於機體8的型腔內且與陽轉子9相互嚙合，陰轉子20的兩端分 別具有陰轉子軸22，其中所述的陰轉子軸22的一端通過陰轉子第一軸承23轉動地安裝 在吸氣端蓋6的軸承座中，並在軸端用擋圈24固定住所述的陰轉子第一軸承23 ；所述的陰 轉子軸22的另一端通過陰轉子第二軸承19、陰轉子第三軸承18轉動地安裝在排氣端蓋10 的軸承座中，並且在軸端用陰轉子鎖緊螺母17鎖緊後再套上陰轉子軸承擋圈16 ；所述的排 氣蓋15固定在排氣端蓋10長度方向的右端埠上。所述的驅動部件為永磁同步電機，該永磁同步電機包括電機殼2、電機後蓋1、電機前蓋5、定子部件3、轉子部件4、和電機軸27， 所述的電機後蓋1、電機前蓋5分別通過聯接件安裝在電機殼2長度方向的左、右端埠上； 所述的電機殼2通過電機前蓋5固定在壓縮機主機部件的吸氣端蓋6上；所述的定子部件 3置於電機殼2的型腔內並與電機殼2的內壁相固定；所述的電機軸27直接由陽轉子9的 陽轉子軸21向電機殼2的型腔方向延伸而構成，並且電機軸27的軸端轉動地置於電機後 蓋1的軸承座中，即電機軸27與陽轉子軸21採用同一根旋轉軸，在電機軸27靠近於吸氣 端蓋6的一端端部安裝有起密封作用的第一油封26、第二油封25，所述的第一油封26、第二 油封25固定於電機前蓋5的油封安裝座中，第一油封26、第二油封25主要用於防止機體8 內的潤滑油外漏和外界塵埃進入機體8內，在電機軸27的軸端端部安裝有軸承34，軸承34 的徑向外圈上套設有O型圈35，起到支撐和減振的作用，再在軸承34的軸向外側通過聯結 件把端蓋36安裝到電機後蓋1上；所述的轉子部件4安裝在電機軸27上且與所述的定子 部件3相對應，具體是將轉子部件4套裝在電機軸27上後再用鎖緊螺母32將轉子部件4 固定在電機軸27上；所述的轉子部件4包括壓蓋28、轉子體29、衝片30、永磁體31、和風扇 33，所述的轉子體29位於轉子部件4的中部，它是由隔磁材料鑄造成環狀，該轉子體29套 設在所述的電機軸27上，在轉子體29的外圓周上沿長度方向套設有複數枚衝片30，在每一 衝片30的徑向開設有呈間隔狀分布的長槽37，長槽37的形狀不受任何限制，可以優選為正 多邊形，在本實施例(圖2所示)中優選的正多邊形為長方形，每一衝片30上的長槽37的 位置相對應，在長槽37內嵌設有永磁鐵31，在永磁體31長度方向的兩端分別設置有用於固 定永
請繼續參閱圖1並結合圖2，本發明的壓縮機在工作時，永磁同步電機的定子部件 3通電產生交變磁場與轉子部件4上的永磁體31產生的磁場相互作用，產生轉矩，轉矩通過 鍵連接帶動陽轉子9旋轉，陽轉子9的旋轉又帶動與之嚙合的陰轉子20旋轉，陰轉子20、陽 轉子9相互嚙合旋轉壓縮氣體，從而使螺杆壓縮機正常工作。在工作過程中，大量的潤滑油 被噴入所壓縮的氣體介質中，起著潤滑、冷卻和降低噪聲的作用，並隨壓縮空氣排入油分離 系統中，經油氣分離、冷卻、過濾後又循環使用。本發明由於採用永磁同步電機直接驅動陽轉子的直聯驅動方式，不再需要諸如增 速齒輪、皮帶和類似的增速裝置，從而使該壓縮機單元緊湊、輕便和廉價，電機軸與陽轉子 軸採用同一根旋轉軸，從而使壓縮機裝置價格低廉並可改善其穩定性。
權利要求
一種雙螺杆空氣壓縮機，包括壓縮機主機部件和驅動部件，所述的壓縮機主機部件包括機體(8)、陽轉子(9)、陰轉子(20)、吸氣端蓋(6)、排氣端蓋(10)、和排氣蓋(15)，所述的吸氣端蓋(6)、排氣端蓋(10)分別固定在機體(8)長度方向的左、右端埠上，所述的陽轉子(9)置於機體(8)的型腔內，陽轉子(9)的兩端通過陽轉子軸(21)分別轉動地置於吸氣端蓋(6)和排氣端蓋(10)的軸承座中，所述的陰轉子(20)置於機體(8)的型腔內且與陽轉子(9)相互嚙合，陰轉子(20)的兩端通過陰轉子軸(22)分別轉動地置於吸氣端蓋(6)和排氣端蓋(10)的軸承座中，所述的排氣蓋(15)固定在排氣端蓋(10)長度方向的右端埠上，其特徵在於所述的驅動部件為永磁同步電機，該永磁同步電機包括電機殼(2)、電機後蓋(1)、電機前蓋(5)、定子部件(3)、轉子部件(4)、和電機軸(27)，所述的電機後蓋(1)、電機前蓋(5)分別安裝在電機殼(2)長度方向的左、右端埠上，所述的電機殼(2)通過電機前蓋(5)固定在壓縮機主機部件的吸氣端蓋(6)上，所述的定子部件(3)置於電機殼(2)的型腔內並與電機殼(2)的內壁相固定；所述的電機軸(27)直接由陽轉子(9)上的陽轉子軸(21)向電機殼(2)的型腔方向延伸而構成，電機軸(27)的軸端轉動地置於電機後蓋(1)的軸承座中，所述的轉子部件(4)安裝在電機軸(27)上且與所述的定子部件(3)相對應。
2.根據權利要求1所述的一種雙螺杆空氣壓縮機，其特徵在於所述的轉子部件(4)包 括壓蓋(28)、轉子體(29)、衝片(30)、永磁體(31)、和風扇(33)，所述的轉子體(29)是由隔 磁材料鑄造成環狀，該轉子體(29)套設在所述的電機軸(27)上，在轉子體(29)的外圓周 上沿長度方向套設有複數枚衝片(30)，在每一衝片(30)的徑向開設有呈間隔狀分布的長 槽(37)，每一衝片(30)上的長槽(37)的位置相對應，在長槽(37)內嵌設有永磁鐵(31)， 在永磁體(31)長度方向的兩端分別設置有用於固定永磁體(31)的壓蓋(28)和風扇(33)。
3.根據權利要求1所述的一種雙螺杆空氣壓縮機，其特徵在於所述的電機軸(27)在靠 近吸氣端蓋(6)的一端端部安裝有起密封作用的第一油封(26)、第二油封(25)，所述的第 一油封(26)、第二油封(25)固定於電機前蓋(5)的油封安裝座中。
4.根據權利要求1所述的一種雙螺杆空氣壓縮機，其特徵在於所述的電機軸(27)在安 裝上轉子部件(4)後，用鎖緊螺母(32)將轉子部件(4)固定在電機軸(27)上。
5.根據權利要求1所述的一種雙螺杆空氣壓縮機，其特徵在於所述電機軸(27)的軸端 通過軸承(34)轉動地置於電機後蓋(1)的軸承座中，在所述的軸承(34)的徑向外圈上增 設有0型圈(35)。
6.根據權利要求1所述的一種雙螺杆空氣壓縮機，其特徵在於所述的陽轉子軸(21) 的一端通過陽轉子第一軸承(7)轉動地安裝在吸氣端蓋(6)的軸承座中；所述的陽轉子 軸(21)的另一端通過陽轉子第二軸承(11)、陽轉子第三軸承(12)轉動地安裝在排氣端蓋 (10)的軸承座中，並且在軸端用陽轉子鎖緊螺母(13)鎖緊後再套上陽轉子軸承擋圈(14)。
7.根據權利要求1所述的一種雙螺杆空氣壓縮機，其特徵在於所述的陰轉子軸(22) 的一端通過陰轉子第一軸承(23)轉動地安裝在吸氣端蓋(6)的軸承座中，並在軸端用擋圈 (24)固定住所述的陰轉子第一軸承(23)；所述的陰轉子軸(22)的另一端通過陰轉子第二 軸承(19)、陰轉子第三軸承(18)轉動地安裝在排氣端蓋(10)的軸承座中，並且在軸端用陰 轉子鎖緊螺母(17)鎖緊後再套上陰轉子軸承擋圈(16)。
8.根據權利要求2所述的一種雙螺杆空氣壓縮機，其特徵在於所述的衝片(30)上開設 的長槽(37)的形狀為正多邊形。
9.根據權利要求1所述的一種雙螺杆空氣壓縮機，其特徵在於所述的機體(8)與排氣 端蓋(10)為一體製作而成。
10.根據權利要求1所述的一種雙螺杆空氣壓縮機,其特徵在於所述的機體(8)與排氣 端蓋(10)為分體製作後通過緊固件相固定。
全文摘要
一種雙螺杆空氣壓縮機，屬於空氣壓縮機。包括壓縮機主機部件和驅動部件，壓縮機主機部件包括機體、陽轉子、陰轉子、吸氣端蓋、排氣端蓋、和排氣蓋，特點是驅動部件為永磁同步電機，包括電機殼、電機後蓋、電機前蓋、定子部件、轉子部件、和電機軸，電機後蓋、電機前蓋安裝在電機殼長度方向的左、右端埠上，電機殼固定在吸氣端蓋上，定子部件置於電機殼的型腔內並與電機殼的內壁相固定；電機軸由陽轉子的陽轉子軸向電機殼的型腔方向延伸而構成，轉子部件安裝在電機軸上且與定子部件相對應。優點解決了原有異步電機效率低下的缺點；整機體積小，可實現多種靈活的布置；避免電機軸被磁化；使電機正常工作；價格低廉並可改善壓縮機運行的穩定性。
文檔編號F04C18/16GK101886630SQ20101023696
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月27日 優先權日2010年7月27日
發明者周健, 張鶴, 房文娜, 曹建文, 顧學科 申請人:蘇州通潤驅動設備股份有限公司