专利名称：单螺杆压缩机柔性啮合副的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单螺杆压縮机啮合副，具体地涉及一种单螺杆压 縮机柔性啮合副。
背景技术：
单螺杆压縮机是一种较新型的回转式压縮机械，其结构十分简单， 仅具有一根螺杆和数个星轮。单螺杆压縮机具有体积小、容量大、压 比高、噪音低、震动小、出气脉动小等一系列优点，能够满足各行各 业的要求，可以作为其它形式压縮机的升级换代产品。和其他类型的 压縮机类似，单螺杆压縮机在反向时也可以作为膨胀机使用。
单螺杆压縮机的效率受螺杆螺槽与星轮的啮合间隙和摩擦的控 制，其中，啮合间隙又受啮合副型线和加工精度的控制。单螺杆压縮 机螺杆螺槽齿面与星轮工作齿面构成一对啮合副，啮合副的型线包括 螺杆螺槽齿面型线和星轮工作面型线。目前，单螺杆压縮机有以下四 种类型的啮合副
1. 直线——直线包络面啮合副。星轮型线是一条直线或曲线，螺 杆齿曲面是以此直线或曲线作为母线形成的轨迹面。
2. 圆柱——圆柱包络面啮合副。星轮工作面是圆柱面的一部分， 螺杆齿曲面是此圆柱面的包络面。
3. 直线包络面啮合副。螺杆齿曲面是星轮齿侧母线所行成的轨迹 面，星轮工作齿面是螺杆齿曲面的包络面。
4. 圆柱二次包络面啮合副。螺杆齿曲面是圆柱面的包络面，星轮
工作齿面是螺杆齿面的包络面。
在上述现有的四种啮合副中，第一种啮合副参与啮合的母线始终 是一条直线，磨损部位固定，导致磨损大，寿命短，泄漏会随时间逐 渐变大。第二种啮合副虽然啮合接触线不断变化，磨损小，但泄漏孔 较大，容积效率低，另外，在加工时存在一定的分度误差，加工精度 差。因此，这两种啮合副现在均已被淘汰不用。第三种啮合副没有分度误差，啮合副的啮合精度高，除母线是一个一直啮合的啮合线之外， 在其上、下的螺杆齿曲面反包络面上还分别有一条不断变化的接触线 与螺杆齿曲面接触。这种啮合副中星轮齿侧工作面需要用与螺杆齿曲 面相同的螺杆滚刀加工，但滚刀的制作和批量化较为困难。第四种啮 合副螺杆齿曲面可用铣刀进行加工，因而也可以磨削，齿面质量有所 改善，但星轮的加工与第三种啮合副一样，需要使用与螺杆齿曲面相 同的螺杆滚刀。
目前，在螺杆压縮机的制造过程中，新机的啮合间隙完全受型线 和加工精度的控制，因此，型线和加工精度也完全控制了单螺杆压縮 机新机的效率。而新机在使用过程中的不断磨损，则控制了压縮机在 开始使用之后的效率。
发明内容
本发明提供了一种单螺杆压縮机柔性啮合副。其目的在于减少新
机受型线和加工精度的控制程度，并在其后的使用过程中减少由于磨
损而造成的压縮机效率降低。
本发明的一种单螺杆压縮机柔性啮合副，其由螺杆螺槽齿面和星
轮的工作齿面构成，星轮的工作齿面为在其法线方向上可以作微小位
移的柔性工作齿面。
对于上述单螺杆压縮机柔性啮合副，在星轮的每个工作齿面上可 以都具有一个伸出的折边。
对于上述单螺杆压縮机柔性啮合副，折边可以直接在星轮的工作 齿面处向外伸出。
对于上述单螺杆压縮机柔性啮合副，折边还可以通过在星轮上设 置一个沟槽而形成。
对于上述单螺杆压縮机柔性啮合副，折边也可为包括直接在星轮 的工作齿面处向外伸出的部分和通过在星轮上设置一个沟槽而形成的 部分。
对于上述单螺杆压縮机柔性啮合副，折边沿其伸出方向是厚度渐 变的，其厚度从折边根部到折边顶缘逐渐变薄。
对于上述单螺杆压縮机柔性啮合副，星轮工作齿面在星轮厚度方向上大于或等于星轮的厚度。
对于上述单螺杆压縮机柔性啮合副，星轮工作齿面在星轮厚度方 向上可以是星轮厚度的三倍以下。
本发明的单螺杆压縮机柔性啮合副，其星轮的结构使工作齿面具 有一定的柔性，能够在其法线方向上作微小的位移，因此，能够自动 地弥补由于机械加工精度不足造成的螺杆螺槽曲面与星轮工作齿面间 的间隙，也可以自动补偿由于星轮工作齿面磨损而造成的啮合间隙， 这样，保证星轮工作齿面与螺杆螺槽曲面完全啮合，从而保证压縮机 一直有最高的效率。
图1是常规的星轮工作齿面和与螺杆螺槽面啮合时的示图。
图2是常规的星轮工作齿面在加工精度不够或磨损后与螺杆螺槽 面啮合的示图。
图3是柔性星轮工作齿面与螺杆螺槽面啮合的示图。 图4是柔性星轮工作齿面与螺杆螺槽面啮合的示图。
具体实施例方式
图1是常规的星轮工作齿面与螺杆螺槽曲面啮合时的情况。其中， 1为星轮，2是星轮的工作齿面，3是螺杆螺槽工作面。星轮工作面2 与螺杆螺槽工作面3的啮合间隙由加工精度所确定。当加工精度不够， 或者是压縮机在工作一段时间之后星轮或螺杆螺槽有磨损时，星轮工 作面2与螺杆螺槽工作面3之间会存在固定的啮合间隙，这个间隙是 不可消除的(参见图2)。
图3和图4表示了本发明提出的柔性啮合副的结构形式，其主要 特征是，在星轮的每个工作齿面上都有一个厚度渐变的折边5。折边5 可以直接在星轮的工作齿面处向外伸出(参见图3)，也可以在星轮上 设置一个沟槽6 (参见图4)以进一步扩展折边5的长度。折边5从其 根部向顶缘逐渐变薄。
星轮采用具有一定弹性的材料，如合金钢、合金铜、合金铝等金 属材料，或是PEEK、碳纤维等工程塑料或无机材料。
在星轮制造完成后，星轮工作齿面的自由位置位于曲面4(参见图3、图4)，而当星轮工作齿面与螺杆螺槽曲面啮合时，星轮工作齿面的
啮合位置位于曲面2 (参见图3、图4)。当星轮的工作齿面从自由位置
4被压縮到啮合位置2时，由于材料的弹性，星轮工作齿面与螺杆螺槽
曲面完全啮合。因此，即使在加工星轮时有一定的误差，或者压縮机
在工作一定时间后出现磨损，仍然能保证星轮的柔性工作齿面4在位
置2处与螺杆螺槽曲面完全啮合，从而保证压縮机一直有最高的效率。 本发明中，伸长的折边5 (参见图3、图4)及其沿长度方向上的
厚度变化，以及设置的沟槽6 (参见图4)，都用于调整星轮工作齿面4
(参见图3、图4)沿齿面长度方向上不同位置的弹性强度。
在上述实施方式中，在单螺杆压縮机反向用作膨胀机时，本发明
的单螺杆压縮机柔性啮合副同样可以使用。
与现有的星轮相比，本实施方式所述的星轮具有一个厚度渐变的 折边5 (参见图3、图4)，而星轮工作齿面4 (参见图3、图4)的长 度大于常规星轮的厚度。由于星轮的工作齿面的自由位置4 (参见图3、 图4)与星轮工作齿面的啮合位置2 (参见图3、图4)之间有一个微 小的位移，因此，由于材料的弹性，星轮工作齿面与螺杆螺槽曲面能 够完全啮合。因此，本实施方式的柔性工作齿面能自动补偿星轮加工 中出现的误差，也能自动弥补压縮机在工作一定时间后由于磨损而出 现的星轮工作齿面和螺杆螺槽曲面间的间隙，保证星轮工作齿面与螺 杆螺槽曲面完全啮合，从而保证压縮机一直有最高的效率。
权利要求
1.一种单螺杆压缩机柔性啮合副，其由螺杆螺槽齿面和星轮的工作齿面构成，其特征在于星轮的工作齿面为在其法线方向上可以作微小位移的柔性工作齿面。
2. 根据权利要求书l所述的单螺杆压縮机柔性啮合副，其特征在 于在所述星轮的每个工作齿面上都具有一个伸出的折边。
3. 根据权利要求书2所述的单螺杆压縮机柔性啮合副，其特征在 于所述折边直接在星轮的工作齿面处向外伸出。
4. 根据权利要求书2所述的单螺杆压縮机柔性啮合副，其特征在 于所述折边为通过在星轮上设置一个沟槽而形成。
5. 根据权利要求书2所述的单螺杆压縮机柔性啮合副，其特征在 于所述折边包括直接在星轮的工作齿面处向外伸出的部分和通过在 星轮上设置一个沟槽而形成的部分。
6. 根据权利要求书2至4任一所述的单螺杆压縮机柔性啮合副， 其特征在于所述折边沿其伸出方向是厚度渐变的，其厚度从折边根 部到折边顶缘逐渐变薄。
7. 根据权利要求书l所述的单螺杆压縮机柔性啮合副，其特征在于所述星轮工作齿面在星轮厚度方向上大于或等于星轮的厚度。
8. 根据权利要求书7所述的单螺杆压縮机柔性啮合副，其特征在 于所述星轮工作齿面在星轮厚度方向上是星轮厚度的三倍以下。
全文摘要
本发明提出了一种单螺杆压缩机柔性啮合副。其由螺杆螺槽齿面和星轮的工作齿面构成，星轮的工作齿面为在其法线方向上可以作微小位移的柔性工作齿面。本发明的单螺杆压缩机柔性啮合副可以自动弥补由于机械加工精度不足造成的螺杆螺槽面与星轮工作齿面间的间隙，也可以自动补偿由于星轮工作齿面磨损而造成的啮合间隙增大，这样，保证星轮工作齿面与螺杆螺槽曲面完全啮合，从而保证压缩机一直有最高的效率。
文档编号F04C18/00GK101660526SQ20091009274
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者刘建军, 国相杰, 王晓宇 申请人:北京力通高科技发展有限公司