[發明專利]一種空心內支撐螺桿轉子及其加工方法

在審

• 申請號: 202010340487.3
• 申請日: 2020-04-26
• 公開（公告）號: CN111502984A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 李志峰;王智博;侯紅玲;趙永強;王長乾
• 申請（專利權）人: 陜西理工大學
• 主分類號: F04C2/16
• 分類號: F04C2/16;F04C18/16;B23P15/10
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本發明涉及一種空心內支撐螺桿轉子及其加工方法，螺桿轉子包括：螺旋工作段，其包括螺旋殼體和內支撐體，螺旋殼體內部形成等螺距的螺旋空腔；內支撐體連接于螺旋空腔內、且與螺旋殼體形成一體結構；螺旋殼體兩端面分別通過兩個固定片封堵；兩個固定片上分別對應固定有輸入軸和輸出軸，且輸入軸、輸出軸、螺旋殼體及內支撐體中心線處于同一直線上。本發明螺旋工作段內部形成空腔，降低了轉子質量，節省了螺桿轉子的制造材料，進而降低了螺桿轉子的轉動慣量和制造成本，最大幅度的節約能源，由于螺旋工作段需要與其他配合螺旋工作面咬合，在其內部增加了內支撐體，保證螺旋工作段內部的支撐強度。本發明中提供的方法提供了加工效率。

技術領域

本發明涉及螺桿式空壓機技術領域，更具體的說是涉及一種空心內支撐螺桿轉子及其加工方法。

背景技術

螺桿空壓機和螺桿泵都是利用多個平行布置并相互嚙合的螺旋形轉子在機殼內高速旋轉，使機組內部容積發生變化，進而獲取壓縮空氣和壓縮液體。由于雙螺桿空壓機和雙螺桿泵具有適應性強、動力脈沖沖擊小、可靠性高等優點，已經成為國內外研究熱點。因此如何提高螺桿空壓機和螺桿泵的工作效能，降低能耗和制造成本是本行業內的努力方向。目前，現有技術中一般涉及的螺桿泵和螺桿空壓機等的螺桿轉子普遍采用金屬實心結構，其制造工藝一般采用圓柱形毛坯，通過普通機床或者數控機床進行切削加工成型，而螺桿的最終表面采用磨削方法，其加工周期長、加工成本高。現有的實心螺桿轉子的重量大，轉動慣量大，材料的利用率不高。為了解決現有實心螺桿轉子的缺陷，如何提供一種空心內支撐螺桿轉子及其加工方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

為此，本發明的一個目的在于提出一種空心內支撐螺桿轉子，克服了現有實心轉子的缺陷。

本發明提供了一種空心內支撐螺桿轉子，包括：

螺旋工作段，螺旋工作段包括螺旋殼體和內支撐體，螺旋殼體內部形成等螺距的螺旋空腔；內支撐體連接于螺旋空腔內、且與螺旋殼體形成一體結構；螺旋殼體兩端面分別通過兩個固定片封堵；

以及輸入軸和輸出軸，兩個固定片上分別對應固定有輸入軸和輸出軸，且輸入軸、輸出軸、螺旋殼體及內支撐體中心線處于同一直線上。

經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開提供了一種空心內支撐螺桿轉子，螺旋工作段內部形成空腔，降低了轉子質量，節省了螺桿轉子的制造材料，進而降低了螺桿轉子的轉動慣量和制造成本，最大幅度的節約能源，由于螺旋工作段需要與其他配合螺旋工作面咬合，在其內部增加了內支撐體，保證螺旋工作段內部的支撐強度。

進一步地，內支撐體截面為星形，其長度方向形成有與螺旋殼體同向、等螺距的螺旋結構；由此增加螺旋工作段的支撐強度，進而提高空心內支撐螺桿轉子的強度。

進一步地，固定片為鋼板，其形狀與螺旋工作段端面形狀一致。鋼片與螺旋工作段端面焊接。

本發明的另一個目的在于提供一種加工上述空心內支撐螺桿轉子的方法，包括以下步驟：

S1、在三維軟件中建模形成空心內支撐螺桿轉子實體模型；然后將螺旋工作段內部抽殼，導入流場分析軟件中加壓分析，獲得螺旋工作段內部無支撐情況下螺旋工作段外螺旋面在受壓后變形最大的區域，然后根據變形區域，增加支撐，進一步進行加壓分析，然后將螺旋工作段外螺旋面內部有支撐和無支撐的變形區域和變形量進行對比，通過改變內支撐體的截面面積及支撐位置，獲得滿足設計要求的模型；

S2、根據S1中獲得的滿足設計要求的模型，加工拉拔模具，拉拔模具的端面形狀與帶內支撐空心螺桿轉子的螺紋工作段端面形狀相同；

S3、采用等螺距螺旋拉拔方式形成一根帶內支撐體的空心螺桿轉子螺旋工作段的型材；

S4、按照螺桿轉子螺紋工作段的實際長度將S3中形成的型材裁切；

S5、將S4中裁切后的螺旋工作段兩端封堵固定片；