本发明涉及螺杆式压缩机。
背景技术：
广泛已知螺杆式压缩机作为工厂等的高压空气的供给源而使用。螺杆式压缩机具备马达、齿轮箱以及压缩机主体。来自马达的动力经由齿轮箱内的齿轮而传递至压缩机主体。在传递来的动力的作用下，压缩机主体内的螺杆转子旋转，从而对空气等流体进行压缩。此时，螺杆转子在两端部被轴承轴支承的状态下进行高速旋转。因此，要求难以损坏轴承的设计，优选轴承部的振动尽可能小。
另外，压缩机主体以及齿轮箱具有多个固有振动频率。当固有振动频率与压缩机主体的转数一致时，发生谐振现象，从而压缩机主体的轴承部的振动增大。为了防止该振动增大，优选将固有振动频率设为压缩机主体的转数范围外。但是，使多个固有振动频率全部脱离压缩机主体的转数范围这一方案在现实中是不可能实现的。因此，关于不可能脱离的固有振动频率，优选设计为尽可能减小谐振时的振动。
例如在专利文献1中公开了一种利用齿轮箱(结合件)的构造而使齿轮箱传递的振动降低的压缩机。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-318159号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的压缩机中，未对固有振动模式进行详细研究，未能实现有效的振动降低。
本发明的课题在于使螺杆式压缩机的振动有效地降低。
解决方案
本发明人进行了与螺杆式压缩机的振动相关的各种实验和解析，其结果是，确定出多个固有振动模式中的振动显著的固有振动模式(以后称为特定固有振动模式)。具体而言，特定固有振动模式是第一级压缩机主体以及第二级压缩机主体反复接近与分离的水平方向的振动模式。本发明基于上述新的见解而实现的。
本发明提供一种螺杆式压缩机，其中，所述螺杆式压缩机具备：第一级压缩机主体及第二级压缩机主体，它们利用螺杆转子对流体进行压缩；电动机，其对所述第一级压缩机主体及所述第二级压缩机主体进行驱动；以及齿轮箱，其与所述第一级压缩机主体及所述第二级压缩机主体和所述电动机连接，将所述电动机的驱动力传递至所述螺杆转子，所述齿轮箱具有供所述第一级压缩机主体安装的第一安装孔以及供所述第二级压缩机主体安装的第二安装孔，且设置有包围所述第一安装孔及所述第二安装孔这两者的环状肋。
根据上述结构，能够有效地降低特定固有振动模式的振动。具体而言，通过在齿轮箱的第一安装孔以及第二安装孔的周边设置环状肋而提高针对特定固有振动模式的刚性，从而能够使螺杆式压缩机低振动化，能够难以发生损坏。
优选的是，所述环状肋具备：第一肋区域，其是在所述第一安装孔的周围设置的部分；第二肋区域，其是在所述第二安装孔的周围设置的部分；以及第三肋区域，其是所述第一肋区域与所述第二肋区域之间的区域，构成所述第一肋区域的第一肋部之间的上下方向的最大间隔为第一间隔，构成所述第二肋区域的第二肋部之间的上下方向的最大间隔为第二间隔，构成所述第三肋区域的第三肋部之间的上下方向的最大间隔为第三间隔，所述第三间隔为所述第一间隔以下且为所述第二间隔以下，所述第三肋部的上侧的肋即中央上侧肋配置在比连结所述第一安装孔的中心与所述第二安装孔的中心的假想中心线靠上侧的位置，所述第三肋部的下侧的肋即中央下侧肋配置在比所述假想中心线靠下侧的位置。
通过所述第三间隔为所述第一间隔以下且为所述第二间隔以下，从而能够提高第三肋部的针对特定固有振动模式的刚性，能够抑制特定固有振动模式的振动。这是因为，对第三间隔宽的情况与第三间隔窄的情况进行比较的话，在第三间隔窄的情况下能够提高针对特定固有振动模式的刚性。另外，通过将中央上侧肋配置在比所述假想中心线靠上侧的位置，将中央下侧肋配置在比所述假想中心线靠下侧的位置，能够取得上下方向的肋配置的平衡，能够抑制齿轮箱的第一级压缩机主体以及第二级压缩机主体的安装面上的扭曲。需要说明的是，安装孔的中心是指，对安装孔填充了均匀密度的质量体时的质量体的重心位置。
优选的是，所述中央上侧肋与所述中央下侧肋之间的所述齿轮箱的板厚比所述齿轮箱的其他部分的板厚的平均值厚。
由于中央上侧肋与中央下侧肋之间的齿轮箱的部分在特定固有振动模式的振动中与其他齿轮箱的部分相比变形量较大，因此，通过增加该部分的板厚，能够提高针对特定固有振动模式的刚性，能够抑制特定固有振动模式的振动。
优选的是，所述螺杆式压缩机具备：第四肋部，其将所述第一肋部和所述中央上侧肋的连接部与所述第一肋部和所述中央下侧肋的连接部连接；以及第五肋部，其将所述第二肋部和所述中央上侧肋的连接部与所述第二肋部和所述中央下侧肋的连接部连接。
通过设置第四肋部以及第五肋部，能够提高第一安装孔以及第二安装孔的周围的刚性，能够提高针对特定固有振动模式的刚性，并且，也能够提高针对第一级压缩机主体以及第二级压缩机主体的安装面上的扭曲的刚性。因此，能够抑制特定固有振动模式的振动以及扭曲这两者。
优选的是，所述螺杆式压缩机具备第六肋部，该第六肋部将所述第一安装孔的外周与所述第一肋部或所述第四肋部连接。另外，优选的是，所述螺杆式压缩机具备第七肋部，该第七肋部将所述第二安装孔的外周与所述第二肋部或所述第五肋部连接。
通过设置第六肋部以及第七肋部，能够提高第一安装孔以及第二安装孔的周围的刚性以及针对第一级压缩机主体以及第二级压缩机主体的安装面上的扭曲的刚性。因此，能够抑制特定固有振动模式的振动以及扭曲这两者。
优选的是，在所述中央上侧肋与所述中央下侧肋之间设置有第八肋部，该第八肋部沿着所述中央上侧肋或所述中央下侧肋延伸、或者在所述中央上侧肋与所述中央下侧肋所成的角度的范围内沿着所述中央下侧肋延伸。
通过设置第八肋部，能够抑制针对特定固有振动模式的刚性，能够抑制特定固有振动模式的振动。
所述第一肋部的一部分也可以与所述齿轮箱的侧壁成为一体。另外，所述第二肋部的一部分也可以与所述齿轮箱的侧壁成为一体。另外，所述第一肋部的一部分、所述第二肋部的一部分或所述中央上侧肋的一部分也可以与所述齿轮箱的顶板成为一体。
通过第一肋部的一部分以及第二肋部的一部分与齿轮箱的侧壁成为一体，能够提高第一肋部以及第二肋部的刚性。另外，通过使环状肋的上侧部分的一部分与齿轮箱的顶板形成为一体，能够提高环状肋的上侧部分的刚性，能够提高针对特定固有振动模式的刚性。因此，能够抑制特定固有振动模式的振动以及扭曲这两者。
所述螺杆式压缩机也可以具备将所述第一肋部与所述齿轮箱的侧壁连接的第九肋部。另外，所述螺杆式压缩机也可以具备将所述第二肋部与所述齿轮箱的侧壁连接的第十肋部。另外，所述螺杆式压缩机也可以具备将所述第一肋部、所述第二肋部或所述中央上侧肋与所述齿轮箱的顶板连接的第十一肋部。
通过设置第九肋部以及第十肋部，从而将第一肋部以及第二肋部与齿轮箱的侧壁连接，能够提高第一肋部以及第二肋部的刚性。另外，通过设置第十一肋部，将第一肋部、第二肋部以及第三肋部中的至少一个与齿轮箱的顶板连接，能够提高环状肋的刚性。因此，能够抑制特定固有振动模式的振动以及扭曲这两者。
优选的是，所述环状肋的高度比所述齿轮箱的板厚的平均值大。
具体而言，通过将肋的高度规定为一定以上，能够具体地实现刚性的提高，并且，通过对肋的高度的最小值进行规定，能够确保最低限度的刚性。
发明效果
根据本发明，在螺杆式压缩机中，通过在齿轮箱的第一安装孔以及第二安装孔的周边设置环状肋，提高针对特定固有振动模式的刚性，从而能够有效地降低振动。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的螺杆式压缩机的俯视图。
图2是图1的螺杆式压缩机的侧视图。
图3是示出图1的螺杆式压缩机的特定固有振动模式的示意图。
图4是沿着图1的螺杆式压缩机的iv-iv线剖切的剖视图。
图5是示出图4的第八肋部的变形例的剖视图。
图6是沿着图4的螺杆式压缩机的vi-vi线剖切的剖视图。
图7是本发明的第二实施方式的螺杆式压缩机的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
参照图1以及图2，本实施方式的螺杆式压缩机2具备第一级压缩机主体4、第二级压缩机主体6、马达(电动机)8以及齿轮箱10。
第一级压缩机主体4以及第二级压缩机主体6安装于齿轮箱10，且在内部分别具备阴阳一对螺杆转子(未图示)。螺杆转子经由配置在齿轮箱10内的齿轮(未图示)从马达8受到驱动力而被驱动。第一级压缩机主体4的排出口以及第二级压缩机主体6的吸气口由未图示的配管流体连接。空气由第一级压缩机主体4被吸入并在被压缩后向第二级压缩机主体6供给，并由第二级压缩机主体6进一步压缩后被排出。
马达8在安装于齿轮箱10的状态下经由支承构件12以及防振橡胶14a而设置于地面。马达8如上所述对第一级压缩机主体4以及第二级压缩机主体6进行驱动。
齿轮箱10是由前壁10a、后壁10b、两个侧壁10c、10c、底板10d以及顶板10e封闭的箱。在后壁10b设置有用于安装马达8的马达安装孔(未图示)。在前壁10a设置有用于安装第一级压缩机主体4的第一安装孔10f以及用于安装第二级压缩机主体6的第二安装孔10g(参照图4)。齿轮箱10以在底板10d的下方安装有两个防振橡胶14b的状态设置于地面。
通常，当从马达8向安装于齿轮箱10的第一级压缩机主体4以及第二级压缩机主体6传递驱动力时，第一级压缩机主体4以及第二级压缩机主体6以具有多个固有振动模式的方式进行振动。在多个固有振动模式中存在对螺杆式压缩机2尤为造成负担的模式。为了提高耐久性，优选降低这种造成负担的模式的振动。
本发明人进行了各种实验和解析，其结果是，确定出多个固有振动模式中的振动显著的固有振动模式(以后称为特定固有振动模式)。具体而言，如图3所示，特定固有振动模式是第一级压缩机主体4以及第二级压缩机主体6反复接近与分离的水平方向的振动模式(参照箭头a)。本发明是基于上述新的见解而实现的。
参照图4，在本实施方式的螺杆式压缩机2中，为了抑制特定固有振动模式(参照图3)的振动，在齿轮箱10的前壁10a的内表面以有效的配置而设置有肋。以后，对肋的配置详细进行说明。
在齿轮箱10的前壁10a的内表面，在第一安装孔10f以及第二安装孔10g的周围设置有包围该第一安装孔10f以及第二安装孔10g的环状肋20。环状肋20的宽度为前壁10a的板厚的平均值的程度，高度为比前壁10a的板厚的平均值大的程度。环状肋20的形状不特别限定，只要包围第一安装孔10f以及第二安装孔10g即可，但优选形成在第一安装孔10f以及第二安装孔10g的附近。
根据上述结构，能够有效地降低特定固有振动模式的振动。具体而言，在齿轮箱10的第一安装孔10f以及第二安装孔10g的周边设置环状肋20，从而提高针对特定固有振动模式的刚性，因此，能够使螺杆式压缩机2低振动化，难以发生损坏。另外，具体而言，通过将环状肋20的高度规定为一定以上，能够具体地实现刚性的提高，并且，通过对环状肋20的高度的最小值(前壁10a的板厚的平均值)进行规定，能够确保最低限度的刚性。
环状肋20分为第一肋区域20a、第二肋区域20b以及第三肋区域20c。第一肋区域20a是设置在第一安装孔10f的周围的部分，且由第一肋部21构成。第二肋区域20b是设置在第二安装孔10g的周围的部分，且由第二肋部22构成。第三肋区域20c是第一肋区域20a与第二肋区域20b之间的区域，且由第三肋部23构成。将第一肋部21之间的上下最宽的部位的间隔设为第一间隔d1，将第二肋部22之间的上下最宽的部位的间隔设为第二间隔d2，将第三肋部23间的上下最宽的部位的间隔设为第三间隔d3，此时，在本实施方式中，第三间隔d3为第一间隔d1以下且为第二间隔d2以下。即，第三间隔d3最窄，环状肋20为中央部缩窄的形状。
另外，设定将第一安装孔10f的中心g1与第二安装孔10g的中心g2连结而得到的假想中心线lc。在该情况下，第三肋部23的上侧的肋即中央上侧肋23a配置在比假想中心线lc靠上侧的位置，第三肋部23的下侧的肋即中央下侧肋23b配置在比假想中心线lc靠下侧的位置。即，构成为在中央上侧肋23a与中央下侧肋23b之间配置有假想中心线lc。在本实施方式中，中央上侧肋23a与中央下侧肋23b平行地形成。
通过使第三间隔d3比其他间隔d1、d2窄，能够提高第三肋部23的针对特定固有振动模式的刚性，能够抑制特定固有振动模式的振动。这是因为，对第三间隔d3宽的情况与第三间隔d3窄的情况进行比较的话，在第三间隔d3窄的情况下能够提高针对特定固有振动模式的刚性。另外，通过将中央上侧肋23a配置在比假想中心线lc靠上侧的位置，将中央下侧肋23b配置在比假想中心线lc靠下侧的位置，能够取得上下方向的肋配置的平衡，能够抑制齿轮箱10的前壁10a的扭曲。
参照图6，中央上侧肋23a与中央下侧肋23b之间的齿轮箱10的前壁10a的板厚t1形成得比齿轮箱10的其他部分的板厚的平均值ta厚。为了增加前壁10a的该部分的板厚t1，也可以利用其他板状构件来形成抵接板。在本实施方式中，前壁10a的该部分的板厚t1形成得比除此以外的部分的板厚的平均值ta厚1.2倍至2.0倍左右，但数值未限定。
中央上侧肋23a与中央下侧肋23b之间的齿轮箱10的前壁10a的部分在特定固有振动模式的振动中与其他齿轮箱10的前壁10a的部分相比变形量较大，因此，通过增加该部分的板厚，能够提高针对特定固有振动模式的刚性，能够抑制特定固有振动模式的振动。
如图4以及图6一并所示，在齿轮箱10的前壁10a的内表面，设置有将第一肋部21及中央上侧肋23a的连接部与第一肋部21及中央下侧肋23b的连接部连接的第四肋部24。另外，设置有将第二肋部22及中央上侧肋23a的连接部与第二肋部22及中央下侧肋23b的连接部连接的第五肋部25。
通过设置第四肋部24以及第五肋部25，能够提高第一安装孔10f以及第二安装孔10g的周围的刚性，能够提高针对特定固有振动模式的刚性，并且，还能够提高针对前壁10a的扭曲的刚性。因此，能够抑制特定固有振动模式的振动以及扭曲这两者。
另外，在齿轮箱10的前壁10a的内表面设置有将第一安装孔10f的外周与第一肋部21连接的第六肋部26。并且，设置有将第二安装孔10g的外周与第二肋部22连接的第七肋部27。在本实施方式中，第六肋部26设置有两根，第七肋部27设置有一根，但它们的数量不特别限定。另外，第六肋部26也可以将第一安装孔10f的外周与第四肋部24连接，第七肋部27也可以将第二安装孔10g的外周与第五肋部25连接。
通过设置第六肋部26以及第七肋部27，能够提高第一安装孔10f以及第二安装孔10g的周围的刚性以及针对前壁10a的扭曲的刚性。因此，能够抑制特定固有振动模式的振动以及扭曲这两者。
另外，在齿轮箱10的前壁10a的内表面，在中央上侧肋23a与中央下侧肋23b之间设置有沿着中央上侧肋23a以及中央下侧肋23b延伸的第八肋部28。在本实施方式中，中央上侧肋23a以及中央下侧肋23b平行地形成，因此，第八肋部28沿着中央上侧肋23a以及中央下侧肋23b这两者延伸。但是，如图5所示，在中央上侧肋23a以及中央下侧肋23b不平行地形成的情况下，如虚线所示，第八肋部28沿着中央上侧肋23a以及中央下侧肋23b中的至少一方延伸即可。或者，第八肋部28也可以以相对于中央下侧肋23b而呈中央上侧肋23a与中央下侧肋23b所成的角度θ之间的角度延伸。
通过设置第八肋部28，能够提高针对特定固有振动模式的刚性，能够抑制特定固有振动模式的振动。
另外，在齿轮箱10的前壁10a的内表面设置有将第一肋部21与齿轮箱10的侧壁10c连接的第九肋部29。此外，在齿轮箱10设置有将第二肋部22与齿轮箱10的侧壁10c连接的第十肋部30。在本实施方式中，第九肋部29设置有一根，第十肋部30设置有两根，但它们的数量不特别限定。另外，由于使肋的长度形成得较短，因此优选第九肋部29将图4中的第一肋部21的左侧部分与齿轮箱10的侧壁10c连接。同样地，优选第十肋部30将图4中的第二肋部22的右侧部分与齿轮箱10的侧壁10c连接。
另外，在齿轮箱10中设置有将第一肋部21、第二肋部22以及中央上侧肋23a与齿轮箱10的顶板10e分别连接的三个第十一肋部31。在本实施方式中，第十一肋部31设置有三个，但其数量不限定，只要将第一肋部21、第二肋部22以及中央上侧肋23a中的至少一个与齿轮箱10的顶板10e连接即可。
通过设置第九肋部29以及第十肋部30，能够将第一肋部21以及第二肋部22与齿轮箱10的侧壁10c连接而提高第一肋部21以及第二肋部22的刚性。另外，通过设置第十一肋部31，能够将第一肋部21、第二肋部22以及第三肋部23中的至少一个与齿轮箱10的顶板10e连接而提高环状肋20的刚性。因此，能够抑制特定固有振动模式的振动以及扭曲这两者。
(第二实施方式)
在图7所示的第二实施方式的螺杆式压缩机2中，第一肋部21的一部分以及第二肋部22的一部分与齿轮箱10的顶板10e以及侧壁10c形成为一体。本实施方式除了这一点之外，其余与图4的第一实施方式实质上相同。因此，针对与图1至图6所示的结构同样的部分省略说明。
在本实施方式中，省略了第一实施方式的第九肋部29至第十一肋部31(参照图4)，第一肋部21的一部分以及第二肋部22的一部分与齿轮箱10的顶板10e以及侧壁10c形成为一体。作为本实施方式的变形例，也可以使第三肋部23的一部分与齿轮箱10的顶板10e形成为一体。
通过使第一肋部21的一部分以及第二肋部22的一部分与齿轮箱10的侧壁10c成为一体，能够提高第一肋部21以及第二肋部22的刚性。另外，通过使环状肋20的上侧部分的一部分与齿轮箱10的顶板10e成为一体，能够提高环状肋20的上侧部分的刚性，能够提高针对特定固有振动模式的刚性。因此，能够抑制特定固有振动模式的振动以及扭曲这两者。
附图标记说明：
2螺杆式压缩机；
4第一级压缩机主体；
6第二级压缩机主体；
8马达(电动机)；
10齿轮箱；
10a前壁；
10b后壁；
10c侧壁；
10d底板；
10e顶板；
10f第一安装孔；
10g第二安装孔；
12支承构件；
14a、14b防振橡胶；
20环状肋；
20a第一肋区域；
20b第二肋区域；
20c第三肋区域；
21第一肋部；
22第二肋部；
23第三肋部；
23a中央上侧肋；
23b中央下侧肋；
24第四肋部；
25第五肋部；
26第六肋部；
27第七肋部；
28第八肋部；
29第九肋部；
30第十肋部；
31第十一肋部。