CN106939887A - 一种直连无油空气压缩机及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种直连无油空气压缩机及其装配方法，包括压缩装置、动力传递装置和驱动装置，压缩装置包括进气口、排气口、动涡盘和静涡盘，驱动装置包括电机，动力传递装置包括压缩机曲轴。压缩机曲轴的一端与电机转子进行连接，另一端与所述轴承座进行连接，轴承座与动涡盘相连接，所述电机的启动带动压缩机曲轴转动从而驱动所述动涡盘进行转动，所述动涡盘与静涡盘相互啮合，动涡盘相对于静涡盘沿一定半径作平面运动时，动涡盘与静涡盘间形成容积变化的压缩腔，实现对空气的压缩。本发明提供的直连无油空气压缩机，减小了压缩机体积，提高了驱动效率和准确性，降低了维修率。

Description

一种直连无油空气压缩机及其装配方法

技术领域

本发明涉及空气压缩机及其装配方法，尤其涉及一种直连无油空气压缩机及其装配方法。

背景技术

空气压缩机是一种将机械能转化为气体压力能的装置，广泛应用于工业领域中。由于有油空气压缩机存在污染大、维护周期短、占用空间大等缺点，目前无油空气压缩机正在逐步取代有油空气压缩机，如何采取其它有效方法实现无油空气压缩机的润滑、密封、降温等功能便成为重点。同时为了延长空气压缩机的维护周期，应尽可能的减少空气压缩机的零部件，现有的空气压缩机的驱动装置和压缩装置需要通过电机轴和曲轴相连接，如专利“一种车载直流直联式无油涡旋空气压缩机(专利号CN201620082221.2)”中，其压缩机曲轴的输入端与电机轴的输出端是通过花键咬合连接的，花键在长时间工作下特别是在接触不良时容易磨损，这在一定程度上缩短了维护周期、降低了驱动效率、增大了驱动误差。

发明内容

为了克服现有空气压缩机的上述缺陷，本发明提供了一种直连无油涡旋式空气压缩机及其装配方法，一方面可以解决由无油替代有油产生的问题，另一方面可以实现延长维护周期、提高驱动效率、减小驱动误差等功能，同时也能节省空间。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种直连无油空气压缩机，包括气体压缩装置、动力传递装置和驱动装置，所述气体压缩装置包括进气口、排气口、动涡盘和静涡盘，所述驱动装置为电机；所述动力传递装置包括压缩机曲轴，所述压缩机曲轴的一端与电机转子进行连接，所述压缩机曲轴的另一端伸入到轴承座中心轴承室驱动轴承内，动涡盘与轴承座连接，所述电机的启动直接带动压缩机曲轴转动从而驱动动涡盘运动，所述动涡盘相对所述静涡盘沿着一定圆周轨迹作平面运动时，所述动涡盘和静涡盘之间形成容积变化的压缩腔，实现对空气的压缩。

进一步地，所述动力传递装置还包括设置于所述压缩机曲轴上的冷却风扇，所述冷却风扇通过通导风罩将空气输送到所述气体压缩装置中对所述动涡盘和静涡盘进行冷却。

进一步地，所述动涡盘包括设置于一侧的动涡旋齿和设置于另一侧的散热筋，所述动涡盘与轴承座通过螺栓固定连接，所述压缩机曲轴固定在所述轴承座上。

进一步地，所述静涡盘包括设置于一侧的静涡旋齿和设置于另一侧的散热筋，所述静涡盘上设置若干个进排气口，经压缩后的空气从排气口进入冷却器进行冷却。

进一步地，所述动涡旋齿及静涡旋齿端面设有密封槽，所述密封槽里设置有耐磨密封垫，密封垫端面与动涡旋盘或静涡旋盘底面紧密接触，形成轴向端面密封，密封垫侧面与密封槽侧壁紧密接触，形成侧向密封。

进一步地，所述轴承座包括四个轴承室，其位于中心的轴承室安装驱动轴承，用于连接压缩机曲轴的动力输出端，其余三个均布于中心轴承室周边的轴承室对应设有曲柄轴通孔，用于安装防自转机构。

进一步地，所述防自转机构是为了防止动涡盘自转,保证动涡盘和静涡盘的正确啮合,使空气压缩机工作稳定可靠，其由三个曲柄轴及安装在曲柄轴两端的三组轴承组成。

进一步地，所述曲柄轴包括第一圆柱和第二圆柱，第一圆柱伸入轴承座的周边轴承室，通过第一轴承和第二轴承固定连接，第二圆柱伸入机壳轴承室，通过第三轴承和第四轴承固定连接，第二圆柱内部设置为带有螺纹的空心孔，第三轴承和第四轴承的内圈与曲柄轴的第二圆柱通过螺栓紧固连接，第三轴承和第四轴承的外圈通过轴承孔端面的压盖用螺栓锁紧压死来实现与机壳的紧固连接，第三轴承和第四轴承内圈与曲柄轴一起转动，第三轴承和第四轴承外圈固定在机壳上。

进一步地，所述驱动装置为交流永磁变频电动机，其外表面设置散热筋，尾部设置轴流风扇对电机进行主动式气流散热；机壳外设置安装架，安装架底部设置减震安装脚。

进一步地，所述静涡盘其配合安装面与对应机壳安装面分别通过定位销孔及定位销柱进行连接，并通过定位销孔、定位销柱固定动涡盘与静涡盘之间的径向啮合间隙。

一种直连无油空气压缩机的装配方法，包括步骤：

步骤1：将压缩机曲轴的主轴通过轴承固定在机壳轴承座上，压缩机曲轴的偏心轴伸入轴承座的中心轴承室内与滚柱轴承内孔松配，将动涡盘用螺栓固定在轴承座上，通过偏心轴驱动轴承座带动动涡盘运动；

步骤2：将三个曲柄轴的第一圆柱用轴承固定在轴承座的三个周边轴承室上，曲柄轴的第二圆柱用轴承固定在机壳上；

步骤3：将冷却风扇通过平衡块、平键装在压缩机曲轴上并置于风扇壳体内，风扇壳体连接通导风罩将风导至动涡盘及静涡盘进行冷却，风扇壳体一端与机壳通过定位销孔及定位销柱进行连接，另一端与马达前盖通过螺栓进行连接；

步骤4：将电机转子安装在压缩机曲轴上，并置于马达壳体内。

步骤5：将静涡盘其配合安装面与对应机壳分别通过定位销孔及定位销柱进行连接，并通过定位销孔、定位销柱固定动涡盘与静涡盘之间的径向啮合间隙，经过压缩装置压缩出来的空气从静涡盘的排气口通过铜管进入冷却器进行冷却。

有益效果：本发明提供的直连无油空气压缩机中驱动装置与压缩装置通过压缩机曲轴直接相连，驱动力通过压缩机曲轴直接传递给压缩机的动涡盘，减少了中间零部件的使用，降低了维修率，缩短了维护周期，节约了空间，同时减小了驱动误差；根据所需要的压力值，电动机通过变频器进行调频调速，在提供稳定的压力的同时降低了故障率，可节约能源；设置密封垫可解决泄露的问题；设置冷却风扇可解决动涡盘及静涡盘的散热问题；本发明提供的直连无油空气压缩机由于紧凑而精密的结构设计，实现了工作稳定，工作效率高，维护周期长，工作过程中无油分排放的技术效果。

附图说明

图1是本发明的一种直连式无油空气压缩机的立体结构示意图

图2是图1所示直连式无油空气压缩机的分解示意图

图3是本发明中的直连式无油空气压缩机的静涡旋盘结构示意图

图4是本发明中的直连式无油空气压缩机的动涡旋盘结构示意图

图5是本发明中的直连式无油空气压缩机的轴承座结构示意图

图6是本发明中的直连式无油空气压缩机曲轴的结构示意图

图7是本发明中的直连式无油空气压缩机曲柄轴的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的、技术方案和有益效果作进一步说明：

请参照图1和图2，本发明提供一种直连无油空气压缩机，包括气体压缩装置100、动力传递装置200和驱动装置300，其中，气体压缩装置100包括进气口45、排气口46、动涡盘6和静涡盘4，动涡盘6与静涡盘4相互啮合；驱动装置300为交流永磁变频电机，包括电机转子17、马达壳体19、马达前盖16、马达后盖20、轴流风扇21和风扇外壳23；动力传递装置200包括轴承座7、通导风罩8、压缩机曲轴9、轴承10、机壳11、冷却风扇15、风扇壳12、平衡块13、平键14；冷却风扇15、电动机的电机转子17和轴流风扇21通过平衡块13、平键14依次安装在压缩机曲轴9的输入端，压缩机曲轴9的动力输出端伸入到与动涡盘6连接的轴承座7上，静涡盘4其配合安装面与机壳11通过定位销孔及定位销柱进行连接，并通过定位销孔及定位销柱固定动涡盘6与静涡盘4之间的径向啮合间隙，机壳11通过定位销孔及定位销柱与风扇壳体12连接，压缩机曲轴9安装在机壳11中，冷却风扇15通过通导风罩8对动涡盘6和静涡盘4进行冷却。马达前盖16通过定位销孔及定位销柱与风扇壳体连接，马达壳体19与马达前盖16连接，马达后盖20装配于马达壳体19上，马达冷却风扇21装配于曲轴9上，风扇外壳23装配于马达后盖20上。

本发明提供的直连无油空气压缩机的电机转子17直接安装在压缩机曲轴9上，压缩机曲轴9的主轴92固定在机壳11上，偏心轴91伸入与动涡盘6连接的轴承座7内，驱动装置300启动直接驱动压缩机曲轴9转动从而使空气压缩装置100开始工作，压缩装置100与驱动装置300无需另行连接，减少了中间零部件的使用，降低了维修率，延长了维护周期。

结合图3，静涡盘4包括连接面41、从连接面41向内凹陷形成的收容腔42、设置于收容腔42内的渐开螺旋线形状的静涡旋齿43、进气口45、排气口46和连接面背面的散热筋，静涡旋齿43的高度低于收容腔42的高度，因此，动涡盘6可收容在该收容腔42内，减小了空气压缩机的体积，压缩后的空气从排气口46进入冷却器5进行冷却。

结合图4，动涡盘6包括设置于一侧的动涡旋齿61与设置于另一侧的散热筋，动涡旋齿61端部设有密封槽611，动涡盘6与轴承座7通过螺栓固定连接。

结合图3和图4，所述动涡旋齿61及静涡旋齿43端面设有密封槽，密封槽里设置有耐磨密封垫，密封垫端面与动涡旋盘及静涡旋盘底面紧密接触，形成轴向端面密封，密封垫侧面与密封槽侧壁紧密接触，形成侧向密封。

具体地，结合图5，所述轴承座7设四个轴承室，其中，四个轴承室中位于中间的轴承室71安装驱动轴承，用于连接压缩机曲轴9的动力输出端；为了防止动涡盘自转,保证动涡盘和静涡盘的正确啮合,使空气压缩机工作稳定可靠，四个轴承室位于周边三个轴承室72对应设置有曲柄轴通孔，用于安装防自转机构，所述防自转机构由三个曲柄轴及安装在曲柄轴两端的三组轴承10组成，轴承采用角接触轴承。

结合图6和图7，压缩机曲轴9包括偏心轴91和主轴92，主轴92的末端为压缩机曲轴9的输入端，与冷却风扇15、电机转子17和轴流风扇21相连接，偏心轴91的末端为压缩机曲轴9的动力输出端，伸入到轴承座7上，轴承座7与动涡盘6相连接。曲柄轴包括第一圆柱93和第二圆柱94，第一圆柱93伸入轴承座7的周边轴承室72，通过第一轴承和第二轴承固定连接，第二圆柱94伸入机壳轴承室，通过第三轴承和第四轴承固定连接，第二圆柱94内部设置为带有螺纹的空心孔941，第三轴承和第四轴承的内圈与曲柄轴的第二圆柱94通过螺栓紧固连接，第三轴承和第四轴承的外圈通过轴承孔端面的压盖用螺栓锁紧压死来实现与机壳11的紧固连接，第三轴承和第四轴承内圈与曲柄轴一起转动，第三轴承和第四轴承外圈固定在机壳上，以限制曲柄轴的滑动，来实现动涡盘6的防自转效果。

压缩机曲轴9的主轴92和偏心轴91的中心线距离为A，曲柄轴第一圆柱与第二圆柱中心线的距离为B，动涡盘以R为半径做平面运动，A＝B＝R。

一种直连无油空气压缩机的装配方法，包括步骤：

步骤1：将压缩机曲轴9的主轴92通过轴承固定在机壳11轴承室上，压缩机曲轴9的偏心轴91伸入轴承座7的中心轴承室71内与滚柱轴承内孔松配，将动涡盘6用螺栓固定在轴承座7上，通过偏心轴91驱动轴承座7带动动涡盘6运动；

步骤2：将三个曲柄轴一端用轴承固定在轴承座7的三个周边轴承室72上，曲柄轴的另一端用轴承固定在机壳11上；

步骤3：将冷却风扇15通过平衡块13、平键14装在压缩机曲轴9上并置于风扇壳体12内，风扇壳体12连接通导风罩8将风导至动涡盘6及静涡盘4进行冷却，风扇壳体12一端与机壳11通过定位销孔及定位销柱进行连接，另一端与马达前盖16通过螺栓进行连接。

步骤4：将电机转子17安装在压缩机曲轴9上，并置于马达壳体19内。

步骤5：将静涡盘4其配合安装面与对应机壳11分别通过定位销孔及定位销柱进行连接，并通过定位销孔、定位销柱固定动涡盘6与静涡盘4之间的径向啮合间隙，经过压缩装置压缩出来的空气从静涡盘4的排气口46通过铜管进入冷却器5进行冷却。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种直连无油空气压缩机，包括气体压缩装置、动力传递装置和驱动装置，所述气体压缩装置包括进气口、排气口、动涡盘和静涡盘，所述动力传递装置包括压缩机曲轴和设置于所述压缩机曲轴上的冷却风扇，所述冷却风扇通过导风罩将空气输送到所述气体压缩装置中对所述动涡盘和静涡盘进行冷却，所述驱动装置为交流永磁变频电动机，其外表面设置散热筋，尾部设置轴流风扇进行主动式气流散热，其特征在于：所述压缩机曲轴的一端与电机转子进行连接，另一端与轴承座进行连接，所述动涡盘与所述轴承座连接，所述电机的启动带动压缩机曲轴转动从而驱动所述动涡盘进行转动，所述动涡盘与所述静涡盘相互啮合实现对空气的压缩。

2.一种根据权利要求1所述的直连无油空气压缩机，其特征在于，所述动涡盘包括设置于一侧的动涡旋齿和设置于另一侧的散热筋，所述动涡盘与轴承座通过螺栓固定连接，所述压缩机曲轴一端伸入到所述轴承座中心轴承室驱动轴承内。

3.一种根据权利要求2所述的直连无油空气压缩机，其特征在于，所述静涡盘包括设置于一侧的静涡旋齿和设置于另一侧的散热筋，所述静涡盘上设置若干个进排气口，经压缩后的空气从排气口进入冷却器进行冷却。

4.一种根据权利要求3所述的直连无油空气压缩机，其特征在于，所述动涡旋齿及静涡旋齿端面设有密封槽，所述密封槽里设置有耐磨密封垫，密封垫端面与动涡旋盘或静涡旋盘底面紧密接触，形成轴向端面密封，密封垫侧面与密封槽侧壁紧密接触，形成侧向密封。

5.一种根据权利要求4所述的直连无油空气压缩机，其特征在于，所述轴承座包括四个轴承室，其位于中心的轴承室安装驱动轴承，用于连接压缩机曲轴的动力输出端，其余三个均布于中心轴承室周边的轴承室对应设有曲柄轴通孔，用于安装防自转机构。

6.一种根据权利要求5所述的直连无油空气压缩机，其特征在于，所述防自转机构由三个曲柄轴及安装在曲柄轴两端的三组轴承组成。

7.一种根据权利要求6所述的直连无油空气压缩机，其特征在于，所述曲柄轴包括第一圆柱和第二圆柱，第一圆柱伸入轴承座的周边轴承室，通过第一轴承和第二轴承固定连接，第二圆柱伸入所述动力传递装置的机壳轴承室，通过第三轴承和第四轴承固定连接，第二圆柱内部设置为带有螺纹的空心孔，第三轴承和第四轴承的内圈与曲柄轴的第二圆柱通过螺栓紧固连接，第三轴承和第四轴承的外圈通过轴承孔端面的压盖用螺栓锁紧来实现与机壳的紧固连接，第三轴承和第四轴承内圈与曲柄轴一起转动，第三轴承和第四轴承外圈固定在机壳上。

8.根据权利要求1所述的直连无油空气压缩机,其特征在于，所述静涡盘其配合安装面与对应机壳安装面分别通过定位销孔及定位销柱进行连接，并通过定位销孔、定位销柱固定动涡盘与静涡盘之间的径向啮合间隙。

9.一种根据权利要求7所述的直连无油空气压缩机的装配方法，包括以下步骤：

步骤1：将压缩机曲轴的主轴通过轴承固定在机壳轴承室上，压缩机曲轴的偏心轴伸入轴承座的中心轴承室内与滚柱轴承内孔松配，将动涡盘用螺栓固定在轴承座上，通过偏心轴驱动轴承座带动动涡盘运动；

步骤2：将三个曲柄轴一端用轴承固定在轴承座的三个周边轴承室上，曲柄轴的另一端用轴承固定在机壳轴承室上；

步骤3：将冷却风扇通过平衡块、平键装在压缩机曲轴上并置于风扇壳体内，风扇壳体连接通导风罩将风导至动涡盘及静涡盘进行冷却，风扇壳体一端与机壳通过定位销孔及定位销柱进行连接，另一端与马达前盖通过螺栓进行连接；

步骤4：将电机转子安装在压缩机曲轴的另一端上，并置于马达壳体内；

步骤5：将静涡盘其配合安装面与对应机壳分别通过定位销孔及定位销柱进行连接，并通过定位销孔、定位销柱固定动涡盘与静涡盘之间的径向啮合间隙，经过压缩装置压缩出来的空气从静涡盘的排气口通过铜管进入冷却器进行冷却。