[發明專利]星輪組件及包含該組件的單螺桿空氣壓縮機

有效

• 申請號: 201811314314.3
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109236644B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 劉小寧;白俊蘭;蒙秋民
• 申請（專利權）人: 西安交大思源科技股份有限公司
• 主分類號: F04C18/107
• 分類號: F04C18/107;F04C29/00;F04C29/02;F04C29/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種星輪組件，包括星輪軸、星輪支架以及星輪片，星輪軸的定位端以雙列角接觸球軸承安裝固定在星輪定位軸承座上，星輪軸的浮動端以滑動軸承安裝在滑動軸承座上，星輪軸與星輪支架均為獨立部件，星輪支架和星輪片套裝在星輪軸上，星輪支架與星輪片接觸的一側平面上，從外圓端面沿每個齒的齒中心位置設置有徑向的燕尾槽，星輪片與星輪支架接觸的一側平面上設置有與燕尾槽匹配的燕尾棱，各燕尾棱分別卡在一個相應的燕尾槽中，實現星輪片與星輪支架的緊固連接。本發明還要求保護一種包含星輪組件的單螺桿空氣壓縮機。本發明通過改進現有星輪組件結構，同時在機殼上增設噴水孔，大大提升了單螺桿空氣壓縮機的整機穩定性能。

技術領域

本發明屬于壓縮機技術領域，特別涉及一種星輪組件及包含該組件的單螺桿空氣壓縮機。

背景技術

壓縮機是一種常見的通用機械設備。單螺桿空氣壓縮機因其結構緊湊、振動小、噪音低，穩定性好，得到了廣泛應用。單螺桿空氣壓縮機由一個圓柱形螺桿和兩個對稱布置的平面型星輪組成嚙合副，裝在機殼內。螺桿的螺槽、機殼內腔和星輪前后齒，頂面構成工作容積。運行時，電機的動力通過聯軸器傳到螺桿軸上，由螺桿帶動星輪旋轉，氣體由吸氣腔進入螺槽內，經壓縮后通過機殼上的排氣口排出。機殼上開有噴液孔，將制冷液噴入工作容積內，起到冷卻、密封、潤滑作用。

星輪組件是單螺桿空氣壓縮機的重要部件，現有技術中，星輪組件主要由星輪片、支架、星輪軸、星輪片周向定位銷、O型圈、壓圈、止動墊、圓螺母組成，其中支架上的支撐平面和星輪片的接觸面要求加工精度很高，且星輪片厚度較薄，即使勉強保證它們之間微間隙接觸，運行過程中由于星輪片在支架上沒有軸向約束，只有一個周向定位銷，運行一段時間星輪片就會出現不同程度的變形，使星輪片和機殼分割面處于相對嚙合運動產生微顆粒磨損，這些磨粒對運動零件表面會產生微顆粒擠壓拉傷，對冷卻系統的過濾裝置產生堵塞，以致使零件磨損周期加快或拉傷，使冷卻液性能變差，控制閥體動作失效。

另一方面，星輪組件上支架和星輪軸是鑄造復合件，即合二為一，該鑄造件因形狀較為復雜，鑄造缺陷較多，如：夾砂、氣孔、冷隔等。在后續加工中報廢率較高，且在裝配復檢時支架支撐平面有不同程度的變形，經力學測試為鑄造內應力釋放不徹底，后經多次人工時效和震動去應力工藝才使變形基本符合設計技術要求，處理周期較長。

上述星輪片、星輪支架的變形等問題，直接影響單螺桿空氣壓縮機穩定性能，星輪片變形嚴重時會出現星輪片打碎故障。

而在星輪軸的軸端，現有技術中都采用一端固定，一端浮動的兩端單列滾動軸承的支承方式，并利用機械密封來將螺桿軸、星輪軸進行密封，避免冷卻水滲漏到軸承上，螺桿軸也同樣采取該方式。單螺桿壓縮機運轉速度較高(3000轉/分左右)，實際使用時頻繁啟動、停止的頻率較高，兩個支承點距離較遠，工作時壓縮氣體使得軸上會產生一定的徑向力和軸向力。單列滾動軸承具有結構簡單使用方便的特點，但其承載能力較小，只能承受一定的徑向載荷，抗沖擊能力差、高速時噪音大、易損壞，長時間使用則會嚴重影響壓縮機的排氣量，甚至導致星輪磨損快，效能和流量快速下降。

另外，隨著螺桿繼續轉動，螺桿齒槽內氣體受星輪轉動擠壓，壓力升大，溫度隨之繼續升高。過高的溫度容易使螺桿與機殼受熱膨脹或抱死，或損壞零部件，而依靠增大配合間隙避免抱死又會增加氣量損耗，降低效能。在無油水潤滑單螺桿壓縮機機殼內壁上設置有兩個噴水口，噴口位置對稱設置在螺桿中部，能夠在一定程度上降低溫升，然而隨著對壓縮機工作要求的提高，在長時間運行的情況下，該種結構已經無法均勻降低運行中的螺桿溫度，且潤滑效果無法保證，導致產生螺桿抱死現象。

綜上，星輪片、星輪支架的變形，星輪軸、螺桿軸的不當安裝方式，以及螺桿的降溫不暢，已經成為制約單螺桿空氣壓縮機整機穩定性能的重要因素。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種星輪組件及包含該組件的單螺桿空氣壓縮機，通過改進現有星輪組件結構，大大提升了單螺桿空氣壓縮機的整機穩定性能。