专利名称：一种双螺杆空气压缩机的制作方法
技术领域：
本发明属于空气压缩机技术领域，具体涉及一种通过永磁同步电机直接驱动阳转子轴的直联式双螺杆空气压缩机，是对现有双螺杆空气压缩机的驱动部件结构之改进。
背景技术：
传统的螺杆空气压缩机的原动机通常采用异步电机，在驱动方式上通常采用通过 联轴器驱动或者利用皮带、或齿轮的增速驱动。用异步电机来驱动的缺点是第一，异步电 机的转速是固定的，在压缩机满载工作时，异步电机工作效率达到最高，在压缩机部分负载 或者无载荷工作时，异步电机仍以满载时的转速工作，效率降低甚至处于空转，而压缩机使 用的负载率几乎不可能超过90%，所以其整机能耗高，效率低；第二，由于异步电机体积比 较大，而且需要通过联轴器来驱动压缩机主机工作，导致整机外形尺寸比较大，从制造小体 积的整个压缩机单元的角度考虑，其中压缩机单元内包括用于固定电机的支座，显然这种 压缩机是不合理的。利用皮带或齿轮的增速驱动的缺点是所述的压缩机除了需要一个用 于容纳增速齿轮的齿轮箱外，还需要许多部件，例如用于旋转和支撑增速齿轮的轴承、用于 安装该增速齿轮的旋转轴，具有增速作用并用于传递动力的皮带和皮带轮等等，因而使得 压缩机的成本增加。又如，中国实用新型专利授权公告号CN2568841Y公开了一种“螺杆压缩机变速传 动机构”，它包括螺杆压缩机机身及与机身相连的齿轮箱，位于齿轮箱内的主动齿轮和从动 齿轮，从动齿轮固定在阳转子轴端，主动齿轮通过内置的轴承安装在阴转子轴端，主动齿轮 与齿轮轴固接成一体，齿轮轴轴伸端可安装弹性联轴器，与驱动机(电机)相联。此结构具 有的优点是该螺杆压缩机传动机构由于主、从动齿轮均安装在阴、阳转子轴上，可安装弹 性联轴器，可减少齿轮工作时产生的冲击，使齿轮副的装配精度有了提高和保证，寿命相应 延长，可广泛用于需要变速传动的螺杆压缩机上。但是，上述结构在实际使用中还存在下列 欠缺首先，在安装空间有限的情况下，需要压缩机单元结构更加简单和紧凑，该螺杆压缩 机由于安装了齿轮箱、联轴器和体积较大的异步电机，使得压缩机外形齿轮比较大，紧凑性 也较差，因此不适合小空间安装；其次，该螺杆压缩机需要安装齿轮箱、联轴器等装置，从节 约成本的角度考虑不太合理；再次，该螺杆压缩机是用异步电机作为驱动部件的，所以效率 低、不节能。
发明内容
本发明的任务是要提供一种结构简单紧凑、体积小、传动总效率高、成本低、节能 效果好、且易于布置和安装的双螺杆空气压缩机。本发明的任务是这样完成的，一种双螺杆空气压缩机，包括压缩机主机部件和驱 动部件，所述的压缩机主机部件包括机体、阳转子、阴转子、吸气端盖、排气端盖、和排气盖， 所述的吸气端盖、排气端盖分别固定在机体长度方向的左、右端端口上，所述的阳转子置于 机体的型腔内，阳转子的两端通过阳转子轴分别转动地置于吸气端盖和排气端盖的轴承座中，所述的阴转子置于机体的型腔内且与阳转子相互啮合，阴转子的两端通过阴转子轴分别转动地置于吸气端盖和排气端盖的轴承座中，所述的排气盖固定在排气端盖长度方向的 右端端口上，其特点是所述的驱动部件为永磁同步电机，该永磁同步电机包括电机壳、电 机后盖、电机前盖、定子部件、转子部件、和电机轴，所述的电机后盖、电机前盖分别安装在 电机壳长度方向的左、右端端口上，所述的电机壳通过电机前盖固定在压缩机主机部件的 吸气端盖上，所述的定子部件置于电机壳的型腔内并与电机壳的内壁相固定；所述的电机 轴直接由阳转子上的阳转子轴向电机壳的型腔方向延伸而构成，电机轴的轴端转动地置于 电机后盖的轴承座中，所述的转子部件安装在电机轴上且与所述的定子部件相对应。在本发明的一个具体的实施例中，所述的转子部件包括压盖、转子体、冲片、永磁 体、和风扇，所述的转子体是由隔磁材料铸造成环状，该转子体套设在所述的电机轴上，在 转子体的外圆周上沿长度方向套设有复数枚冲片，在每一冲片的径向开设有呈间隔状分布 的长槽，每一冲片上的长槽的位置相对应，在长槽内嵌设有永磁铁，在永磁体长度方向的两 端分别设置有用于固定永磁体的压盖和风扇。在本发明的另一个具体的实施例中，所述的电机轴在靠近吸气端盖的一端端部安 装有起密封作用的第一油封、第二油封，所述的第一油封、第二油封固定于电机前盖的油封 安装座中。在本发明的还一个具体的实施例中，所述的电机轴在安装上转子部件后，用锁紧 螺母将转子部件固定在电机轴上。在本发明的又一个具体的实施例中，所述电机轴的轴端通过轴承转动地置于电机 后盖的轴承座中，在所述的轴承的径向外圈上增设有0型圈。在本发明的再一个具体的实施例中，所述的阳转子轴的一端通过阳转子第一轴承 转动地安装在吸气端盖的轴承座中；所述的阳转子轴的另一端通过阳转子第二轴承、阳转 子第三轴承转动地安装在排气端盖的轴承座中，并且在轴端用阳转子锁紧螺母锁紧后再套 上阳转子轴承挡圈。在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的阴转子轴的一端通过阴转子第一轴 承转动地安装在吸气端盖的轴承座中，并在轴端用挡圈固定住所述的阴转子第一轴承；所 述的阴转子轴的另一端通过阴转子第二轴承、阴转子第三轴承转动地安装在排气端盖的轴 承座中，并且在轴端用阴转子锁紧螺母锁紧后再套上阴转子轴承挡圈。在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的冲片上开设的长槽的形状为正多边 形。在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的机体与排气端盖为一体制作而 成。在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的机体与排气端盖为分体制作后通 过紧固件相固定。本发明由于采用上述结构后，具有的有益效果第一，将永磁同步电机作为压缩机 主机部件的驱动部件，是一种高效率、通过控制可改变转速的驱动电机，当压缩机满载工作 时，永磁电机能高效运行，当压缩机部分负载或者无负载工作时，永磁电机能调节转速或者 停止转动，并且在调节过程中仍能保持高的效率，降低能耗，所以解决了原有异步电机效率 低下的缺点；第二，将永磁同步电机的电机轴与压缩机主机部件的阳转子轴采用同一根旋转轴，节约了原有异步电机的一端轴承，使整机在外形尺寸上实现最小化，特别是长度方向上缩短了 40%，不仅降低了成本，同时对于客户的使用由于体积小，可实现多种灵活的布 置；第三，转子体由隔磁材料铸造而成，避免电机轴被磁化；第四，如果电机轴悬空，那么由 于转子部件的重力作用电机轴会产生挠曲变形，从而可能会使转子部件与定子部件产生摩 擦，烧毁定子，缩短电机使用寿命，所以在电机轴的轴端安装轴承，再在轴承的外圈上增设O 型圈，这样能克服电机轴的挠曲变形，减小转子部件与定子部件之间间隙的不均勻度，使电 机正常工作；最后，省略了已有技术中的增速齿轮、皮带和类似的增速装置，从而使该压缩 机整机结构紧凑、轻便，从而使压缩机装置价格低廉并可改善其稳定性。
图1为本发明的一实施例结构示意2为本发明所述的驱动部件为永磁同步电机的截面中1.电机后盖；2.电机壳；3.定子部件；4.转子部件；5.电机前盖；6.吸气 端盖；7.阳转子第一轴承；8.机体；9.阳转子；10.排气端盖；11.阳转子第二轴承；12.阳 转子第三轴承；13.阳转子锁紧螺母；14.阳转子轴承挡圈；15.排气盖；16.阴转子轴承挡 圈；17.阴转子锁紧螺母；18.阴转子第三轴承；19.阴转子第二轴承；20.阴转子；21.阳转 子轴；22.阴转子轴；23.阴转子第一轴承；24.挡圈；25.第二油封；26.第一油封；27.电机 轴；28.压盖；29.转子体；30.冲片；31.永磁体；32.锁紧螺母；33.风扇；34.轴承；35. 0 型圈；36.端盖；37.长槽。
具体实施例方式为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有 益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明，但是对实施例的描述均不 是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效 变换都应视为本发明的技术方案范畴。请参阅图1并结合图2，一种双螺杆空气压缩机，包括压缩机主机部件和驱动部 件，所述的压缩机主机部件包括机体8、阳转子9、阴转子20、吸气端盖6、排气端盖10、和排 气盖15，所述的吸气端盖6、排气端盖10分别固定在机体8长度方向的左、右端端口上，其 中所述的机体8与排气端盖10可以是两者一体制作而成，也可以是两者分体制作后再通 过紧固件联接固定；所述的阳转子9置于机体8的型腔内，阳转子9的两端分别具有阳转子 轴21，其中阳转子轴21的一端通过阳转子第一轴承7转动地安装在吸气端盖6的轴承座 中；所述的阳转子轴21的另一端通过阳转子第二轴承11、阳转子第三轴承12转动地安装 在排气端盖10的轴承座中，并且在轴端用阳转子锁紧螺母13锁紧后再套上阳转子轴承挡 圈14 ；所述的阴转子20置于机体8的型腔内且与阳转子9相互啮合，阴转子20的两端分 别具有阴转子轴22，其中所述的阴转子轴22的一端通过阴转子第一轴承23转动地安装 在吸气端盖6的轴承座中，并在轴端用挡圈24固定住所述的阴转子第一轴承23 ；所述的阴 转子轴22的另一端通过阴转子第二轴承19、阴转子第三轴承18转动地安装在排气端盖10 的轴承座中，并且在轴端用阴转子锁紧螺母17锁紧后再套上阴转子轴承挡圈16 ；所述的排 气盖15固定在排气端盖10长度方向的右端端口上。所述的驱动部件为永磁同步电机，该永磁同步电机包括电机壳2、电机后盖1、电机前盖5、定子部件3、转子部件4、和电机轴27， 所述的电机后盖1、电机前盖5分别通过联接件安装在电机壳2长度方向的左、右端端口上； 所述的电机壳2通过电机前盖5固定在压缩机主机部件的吸气端盖6上；所述的定子部件 3置于电机壳2的型腔内并与电机壳2的内壁相固定；所述的电机轴27直接由阳转子9的 阳转子轴21向电机壳2的型腔方向延伸而构成，并且电机轴27的轴端转动地置于电机后 盖1的轴承座中，即电机轴27与阳转子轴21采用同一根旋转轴，在电机轴27靠近于吸气 端盖6的一端端部安装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固定于电机前盖5的油封安装座中，第一油封26、第二油封25主要用于防止机体8 内的润滑油外漏和外界尘埃进入机体8内，在电机轴27的轴端端部安装有轴承34，轴承34 的径向外圈上套设有O型圈35，起到支撑和减振的作用，再在轴承34的轴向外侧通过联结 件把端盖36安装到电机后盖1上；所述的转子部件4安装在电机轴27上且与所述的定子 部件3相对应，具体是将转子部件4套装在电机轴27上后再用锁紧螺母32将转子部件4 固定在电机轴27上；所述的转子部件4包括压盖28、转子体29、冲片30、永磁体31、和风扇 33，所述的转子体29位于转子部件4的中部，它是由隔磁材料铸造成环状，该转子体29套 设在所述的电机轴27上，在转子体29的外圆周上沿长度方向套设有复数枚冲片30，在每一 冲片30的径向开设有呈间隔状分布的长槽37，长槽37的形状不受任何限制，可以优选为正 多边形，在本实施例(图2所示)中优选的正多边形为长方形，每一冲片30上的长槽37的 位置相对应，在长槽37内嵌设有永磁铁31，在永磁体31长度方向的两端分别设置有用于固 定永
请继续参阅图1并结合图2，本发明的压缩机在工作时，永磁同步电机的定子部件 3通电产生交变磁场与转子部件4上的永磁体31产生的磁场相互作用，产生转矩，转矩通过 键连接带动阳转子9旋转，阳转子9的旋转又带动与之啮合的阴转子20旋转，阴转子20、阳 转子9相互啮合旋转压缩气体，从而使螺杆压缩机正常工作。在工作过程中，大量的润滑油 被喷入所压缩的气体介质中，起着润滑、冷却和降低噪声的作用，并随压缩空气排入油分离 系统中，经油气分离、冷却、过滤后又循环使用。本发明由于采用永磁同步电机直接驱动阳转子的直联驱动方式，不再需要诸如增 速齿轮、皮带和类似的增速装置，从而使该压缩机单元紧凑、轻便和廉价，电机轴与阳转子 轴采用同一根旋转轴，从而使压缩机装置价格低廉并可改善其稳定性。
权利要求
一种双螺杆空气压缩机，包括压缩机主机部件和驱动部件，所述的压缩机主机部件包括机体(8)、阳转子(9)、阴转子(20)、吸气端盖(6)、排气端盖(10)、和排气盖(15)，所述的吸气端盖(6)、排气端盖(10)分别固定在机体(8)长度方向的左、右端端口上，所述的阳转子(9)置于机体(8)的型腔内，阳转子(9)的两端通过阳转子轴(21)分别转动地置于吸气端盖(6)和排气端盖(10)的轴承座中，所述的阴转子(20)置于机体(8)的型腔内且与阳转子(9)相互啮合，阴转子(20)的两端通过阴转子轴(22)分别转动地置于吸气端盖(6)和排气端盖(10)的轴承座中，所述的排气盖(15)固定在排气端盖(10)长度方向的右端端口上，其特征在于所述的驱动部件为永磁同步电机，该永磁同步电机包括电机壳(2)、电机后盖(1)、电机前盖(5)、定子部件(3)、转子部件(4)、和电机轴(27)，所述的电机后盖(1)、电机前盖(5)分别安装在电机壳(2)长度方向的左、右端端口上，所述的电机壳(2)通过电机前盖(5)固定在压缩机主机部件的吸气端盖(6)上，所述的定子部件(3)置于电机壳(2)的型腔内并与电机壳(2)的内壁相固定；所述的电机轴(27)直接由阳转子(9)上的阳转子轴(21)向电机壳(2)的型腔方向延伸而构成，电机轴(27)的轴端转动地置于电机后盖(1)的轴承座中，所述的转子部件(4)安装在电机轴(27)上且与所述的定子部件(3)相对应。
2.根据权利要求1所述的一种双螺杆空气压缩机，其特征在于所述的转子部件(4)包 括压盖(28)、转子体(29)、冲片(30)、永磁体(31)、和风扇(33)，所述的转子体(29)是由隔 磁材料铸造成环状，该转子体(29)套设在所述的电机轴(27)上，在转子体(29)的外圆周 上沿长度方向套设有复数枚冲片(30)，在每一冲片(30)的径向开设有呈间隔状分布的长 槽(37)，每一冲片(30)上的长槽(37)的位置相对应，在长槽(37)内嵌设有永磁铁(31)， 在永磁体(31)长度方向的两端分别设置有用于固定永磁体(31)的压盖(28)和风扇(33)。
3.根据权利要求1所述的一种双螺杆空气压缩机，其特征在于所述的电机轴(27)在靠 近吸气端盖(6)的一端端部安装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)固定于电机前盖(5)的油封安装座中。
4.根据权利要求1所述的一种双螺杆空气压缩机，其特征在于所述的电机轴(27)在安 装上转子部件(4)后，用锁紧螺母(32)将转子部件(4)固定在电机轴(27)上。
5.根据权利要求1所述的一种双螺杆空气压缩机，其特征在于所述电机轴(27)的轴端 通过轴承(34)转动地置于电机后盖(1)的轴承座中，在所述的轴承(34)的径向外圈上增 设有0型圈(35)。
6.根据权利要求1所述的一种双螺杆空气压缩机，其特征在于所述的阳转子轴(21) 的一端通过阳转子第一轴承(7)转动地安装在吸气端盖(6)的轴承座中；所述的阳转子 轴(21)的另一端通过阳转子第二轴承(11)、阳转子第三轴承(12)转动地安装在排气端盖 (10)的轴承座中，并且在轴端用阳转子锁紧螺母(13)锁紧后再套上阳转子轴承挡圈(14)。
7.根据权利要求1所述的一种双螺杆空气压缩机，其特征在于所述的阴转子轴(22) 的一端通过阴转子第一轴承(23)转动地安装在吸气端盖(6)的轴承座中，并在轴端用挡圈 (24)固定住所述的阴转子第一轴承(23)；所述的阴转子轴(22)的另一端通过阴转子第二 轴承(19)、阴转子第三轴承(18)转动地安装在排气端盖(10)的轴承座中，并且在轴端用阴 转子锁紧螺母(17)锁紧后再套上阴转子轴承挡圈(16)。
8.根据权利要求2所述的一种双螺杆空气压缩机，其特征在于所述的冲片(30)上开设 的长槽(37)的形状为正多边形。
9.根据权利要求1所述的一种双螺杆空气压缩机，其特征在于所述的机体(8)与排气 端盖(10)为一体制作而成。
10.根据权利要求1所述的一种双螺杆空气压缩机,其特征在于所述的机体(8)与排气 端盖(10)为分体制作后通过紧固件相固定。
全文摘要
一种双螺杆空气压缩机，属于空气压缩机。包括压缩机主机部件和驱动部件，压缩机主机部件包括机体、阳转子、阴转子、吸气端盖、排气端盖、和排气盖，特点是驱动部件为永磁同步电机，包括电机壳、电机后盖、电机前盖、定子部件、转子部件、和电机轴，电机后盖、电机前盖安装在电机壳长度方向的左、右端端口上，电机壳固定在吸气端盖上，定子部件置于电机壳的型腔内并与电机壳的内壁相固定；电机轴由阳转子的阳转子轴向电机壳的型腔方向延伸而构成，转子部件安装在电机轴上且与定子部件相对应。优点解决了原有异步电机效率低下的缺点；整机体积小，可实现多种灵活的布置；避免电机轴被磁化；使电机正常工作；价格低廉并可改善压缩机运行的稳定性。
文档编号F04C18/16GK101886630SQ20101023696
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者周健, 张鹤, 房文娜, 曹建文, 顾学科 申请人:苏州通润驱动设备股份有限公司