用于离心式空气压缩机的转轴以及离心式空气压缩机的制作方法

1.本技术涉及一种离心式空气压缩机，尤其涉及用于离心式空气压缩机的转轴。


背景技术：

2.电动空气压缩机在各行各业都得到了非常广泛的应用，尤其是离心式空气压缩机，不仅适于低、中压力和大流量的场合，而且随着油封技术的提高，使其应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机而大大地扩大了应用范围。在现有的离心式空气压缩机中，转动部件的冷却是通过冷却空气的流动来实现的，在离心式空气压缩机中，在转轴的飞盘的两侧，分别设置有推力轴承，以支承转轴进行正常旋转，为了对旋转部件进行冷却，通常，会将冷却空气通入转轴处，空气流过推力轴承与转轴的飞盘之间，从而带走推力轴承和飞盘处所产生的热量，但是，这种冷却往往不够高效，使得在推力轴承和飞盘之间的空气温度非常高，导致推力轴承的涂层会发生融化，进而导致整个压缩机的失效。
3.因此，需要对现有离心式空气压缩机的冷却结构进行改进，从而提供一种能减小推力轴承周围的温度从而防止推力轴承的涂层发生融化的离心式空气压缩机。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种对可用于离心式空气压缩机的转轴的飞盘以及相配合的推力轴承进行有效冷却的结构。
5.为此，本技术提供一种用于离心式空气压缩机的转轴，包括：位于转轴的一端且供所述离心式空气压缩机的叶轮组件相耦合以将转轴的转动传递到所述离心式空气压缩机的叶轮组件的叶轮连接部；位于转轴的另一端且供电机的输出轴相耦合以接收传递自所述电机的动力的电机连接部，以及位于所述叶轮连接部和所述电机连接部之间的飞盘，其中所述飞盘具有沿圆周方向布置的冷却通孔或凹槽以及沿径向延伸并与所述冷却通孔或凹槽相连通的多个通道。
6.其中，所述冷却通孔包括沿转轴的纵向贯穿飞盘的两个表面延伸的多个通孔，所述多个通道分别与每个通孔相连通且位于飞盘内部并通向所述飞盘的侧壁。
7.或者，所述凹槽包括两个凹槽，分别位于所述飞盘的两个表面，所述通道包括两组通道，分别位于所述两个表面上。
8.可选地，所述多个通孔沿着所述飞盘的圆周方向均匀地布置。
9.可选地，所述多个通道的数量与所述多个通孔的数量相同。
10.可选地，所述多个通道每个的横截面形状与所述多个通孔每个的横截面形状相同。
11.可选地，所述飞盘靠近所述叶轮连接部的表面上延伸出台阶部以抵靠叶轮组件，所述通孔或凹槽靠近所述台阶部布置。
12.可选地，所述多个通孔在所述飞盘的厚度方向上居中地设置于所述飞盘中。
13.可选地，所述通孔和所述通道为10个或以上。
14.本技术还涉及一种离心式空气压缩机，其包括如前所述的转轴。
15.本技术中采用具有上述结构的转轴，通过在转轴的飞盘中设置周向分布的通孔或凹槽以及与通孔或凹槽相通的通向侧壁的通道，增加了整个飞盘表面以及飞盘内部的冷却气体流动路径，降低了推力轴承所受的增高的温度，避免了轴承的失效，提高了整个离心式空气压缩机的使用寿命。
附图说明
16.从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本技术的前述及其它方面。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本技术的理解。在附图中：
17.图1为根据本技术的用于离心式空气压缩机的转轴的正视图；
18.图2为图1所示转轴的左侧视图；以及
19.图3为图1所示转轴的透视图。
具体实施方式
20.在本技术的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示，附图并非严格按比例绘制，而是为了清楚起见有所夸大。
21.在离心式空气压缩机中，转轴通常一端与叶轮组件耦合，另一端与电机耦合，以在旋转时带动叶轮组件旋转，从压缩机进口吸入空气，经过压缩，然后从压缩机出口排出经压缩的空气。
22.图1示出了根据本技术的用于离心式空气压缩机的转轴，所述转轴具有纵向轴线x-x，转轴的一端处(例如图1中的左手侧)具有与压缩机的叶轮耦合的叶轮连接部1，另一端处(图1中的右手侧)具有与电机耦合的电机连接部2，以及位于叶轮连接部1和电机连接部2之间的飞盘3。
23.叶轮连接部1的端部处具有外螺纹11，用于与螺母接合。飞盘3具有面向所述叶轮连接部1的第一表面31和面向所述电机连接部2的第二表面32，从所述第一表面31沿着纵向轴线x-x朝叶轮连接部1延伸有台阶部33，在组装离心式空气压缩机的叶轮时，台阶部33用于抵靠叶轮的端面，并与螺合于叶轮连接1端部的外螺纹11处的螺母共同作用，将叶轮固定于转轴的叶轮连接部1上，从而在转轴的旋转下带动叶轮一起旋转，对空气进行压缩。
24.在组装离心式压缩机时，在飞盘3的第一表面31和第二表面32处都会设置有推力轴承，以支承转轴，使转轴能够进行旋转，随着转轴的转动，在推力轴承和转轴处会产生大量的热量，因此，需要对它们进行冷却，为此，在叶轮和推力轴承之间会设置有冷却通道，通过将冷却气体引入冷却通道中，将运转过程中产生的热量带到压缩机之外。具体而言，空气会穿过冷却通道从压缩机壳体外面进入，然后在推力轴承和飞盘3的两个表面31、32之间流动，带走轴承和飞盘处产生的热量，但如果这种热量的带走不够充分，就会导致轴承和转轴发生不期望的过热。
25.在本技术中，在飞盘3的内部增加了额外的冷却空气流动路径，以提高冷却效率。具体而言，如图2所示，在飞盘3上靠近台阶部33处周向地设置有垂直于飞盘3的表面31、32且贯穿飞盘3的多个通孔34，即多个通孔34沿转轴的纵向延伸，在图2中示出了飞盘3上具有
10个通孔34，这些通孔34沿着飞盘3的圆周方向均匀地分布。虽然图2中示出了飞盘3上具有10个这样的通孔34，但是通孔34的数量并不限于10个，而是可以根据冷却需要设置得更多或者更少，多个通孔34优选均匀地布置，但是也可以不均匀地布置，此外还可以布置在距离台阶部33比图2所示更远的位置。
26.图2中示出通孔34以一圈布置，但也可以设置为多圈。
27.在飞盘3的内部，设置有平行于飞盘的两个表面31、32且沿着径向从飞盘3的侧壁37朝向转轴的中心延伸的多个通道35，如图1中所示，所述通道35的数量与通孔34的数量相同，且每个相应通道35都沿径向延伸至与每个相应通孔34相通，或者，每个相应通道35也可以延伸至沿径向超过每个相应通孔34的位置(即，每个通道35与每个通孔34相连通且更朝向转轴中心延伸)，从而在冷却空气于推力轴承和第一表面31之间以及于推力轴承和第二表面32之间流动的同时，会有一部分按原有路径继续在推力轴承和两个表面之间流动，还有另一部分会分流到通孔34中，然后沿着各个通道35流动，进而从飞盘3的侧壁37处流出，共同汇入到下游的流动路径中。
28.在图1所示飞盘3的局部剖切部分中，可以清楚地看到通孔34与通道35之间的连通。
29.通过这样的设置，使得一方面推力轴承和飞盘的两个表面之间的空气冷却路径得以保持，另一方面，通过在飞盘3中增加贯穿的轴向通孔34和与通孔34连通的径向通道35，增加了冷却空气沿着通孔34和通道35流动的冷却路径，使得推力轴承和飞盘3都能得到最大限度的冷却，提高了冷却效率，这样，推力轴承上的涂层就不会受到高温的影响而融化，导致整个离心式空气压缩机的失效。
30.图1-3中示出的本技术的特定实施例只是示例性的，可以根据实际应用场合的需要对其进行相应的修改，例如，通孔34和通道35的截面可以不为圆形，而是做成椭圆形或其他形状，取决于转轴的材料和所涉及的机械加工过程。
31.例如，如果飞盘3上的通孔34和通道35是通过钻头加工而成，它们的直径会为圆形，如果整个飞盘3是通过铸造或3d打印而成，则通孔34和通道35的截面可以是椭圆形或矩形等其他形状，只要能供冷却空气流动同时保证飞盘3的机械强度即可。
32.飞盘3的台阶部33也可以设置为两级台阶，以最外级台阶抵靠叶轮的端面安装，增大叶轮和飞盘3之间的间隙，从而加大空气流动的面积，提高冷却效率。
33.如图1和2中所示的通孔34的直径和通道35的直径看起来似乎设置为相同，但也可以不同，通孔34的直径可以小于通道35的直径，只要飞盘3的强度能够得到保证即可。
34.飞盘3可以做成转轴的整体部分，一体地形成，也可以是将飞盘3做成单独的部件，然后通过机械连接的方式连接到转轴上，例如通过焊接、压接等。
35.另外，所述多个通孔34和多个通道35的结构也可以被修改为这样的结构：在第一表面31和第二表面32上通孔34的圆心所在的圆周上分别设置一条沿着圆周延伸的环形凹槽，并同时在第一表面31和第二表面32上设置多条沿着径向延伸的长槽，所述长槽的一端都通向所述环形凹槽以与之连通，所述长槽的另一端通向飞盘3的侧壁37，从而形成位于两个表面31、32上的开放式流动路径，与原有的在推力轴承和第一表面、第二表面之间的冷却气流共同流动，同样增加了冷却面积和冷却效率，实现了与前述实施例中相同的技术效果。
36.尽管这里详细描述了本技术的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给
出的，而不应认为它们对本技术的范围构成限制。在不脱离本技术精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。