CN104989642A - 一种多层螺杆轴 - Google Patents

Abstract

一种多层螺杆轴，为了解决现有技术加工螺杆轴时工艺复杂、加工时间长、加工难度大、加工成本高，尤其涉及一种由多片淬火的带齿的薄片零件套入轴后叠加而成的且以金属溶液填充间隙的螺杆轴，螺杆轴包括薄片零件、轴，薄片零件的外部有齿底啮合部和齿顶啮合部，薄片零件内有轴孔，轴孔内至少有一个齿形凸出，轴的外部至少有一条螺旋形的凹槽，薄片零件轴孔内的齿形凸出的数量和轴的外部螺旋形的凹槽的数量相同，且相互配合，轴的外部紧密有序的套有多片薄片零件，轴和多片薄片零件之间的相对位置固定，轴和多片薄片零件之间相互的间隙内填充有金属，达到低成本、快速制造高物理性能螺杆轴的技术目的。

Description

一种多层螺杆轴

技术领域

本发明涉及一种多层螺杆轴，尤其涉及一种由多片淬火的带齿的薄片零件套入轴后叠加而成的且以金属溶液填充间隙的螺杆轴。

背景技术

螺杆压缩机，也称螺旋式压缩机，包括螺杆空气压缩机和螺杆工艺压缩机（氯乙烯压缩机等），螺杆压缩机分为单螺杆压缩机及双螺杆压缩机，螺杆压缩机是利用螺杆轴形转子在缸体内作回转运动来压缩和输送介质。

螺杆压缩机具有可靠性高，零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长，一般螺杆机主机头设计寿命达30年；操作维护方便，自动化程度高，操作人员无需经过长时间专业培训，实现无人值守运转；动力平衡性好，没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，实现无基础运转；适应性强，具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽广的工况范围内能保持较高的效率，在压缩机结构不做任何改动的情况下，适用于多种工况，所以易于 定型批量生产；多相混输 ，转子齿面间实际上留有间隙，因而能耐液体冲击，可压送含液体的气体，含粉尘气体，易聚合气体等；滑阀流量调节，不需要打回流，可以有效的降低能耗等优点，因此，螺杆压缩机被广泛应用。

目前遏制螺杆压缩机发展的主要问题是螺杆压缩机的造价高，由于螺杆机的螺杆轴转子的齿面是一空间曲面，其截面的外轮廓线是由多个复杂的曲线连接而成，整体螺杆轴转子的齿面的曲面由上述复杂曲线的外轮廓经螺旋拉伸形成，螺杆轴转子的齿面是一个复杂的立体三维的曲面，因此，在机械加工中普通的车削及铣削设备不能胜任，目前一般的数控车削及铣削设备不能加工，在机械加工中需利用特制刀具在价格昂贵的专用设备上进行加工。

螺杆轴转子的加工，从产品材质划分，一般分为铸件切削加工和锻钢件切削加工。

铸件切削加工成形的螺杆轴转子，必须先铸造成形，然后以加工中心和专用刀具切削加工，产品的刚性强度、耐磨性等质量相对锻钢件切削的螺杆轴转子差一些。

锻钢件切削的螺杆轴转子加工时，必须先将钢材锻打成形，然后以加工中心和专用刀具多次切削加工，加工成形后再进行淬火处理和表面精加工，因此，工艺要求高、工艺流程复杂、加工速度缓慢、生产成本高。

在实际生产中，生产型企业常采用进口加工中心和进口刀具完成加工，企业在采购高端的进口加工中心时，受到发达国家的技术限制，同时，进口设备和进口刀具大大提高了生产成本。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为了解决现有技术加工螺杆轴时工艺复杂、加工时间长、加工难度大、加工成本高等技术缺陷，提供一种螺杆轴，尤其涉及一种由多片淬火的带齿的薄片零件套入轴后叠加而成的且以金属溶液填充间隙的螺杆轴，达到低成本、快速制造高物理性能螺杆轴的技术目的。

本发明解决技术问题的技术方案是：

为了达到本发明的技术目的，本发明提供的一种多层螺杆轴，所述的螺杆轴包括薄片零件、轴，薄片零件的外部有齿底啮合部和齿顶啮合部，薄片零件内有轴孔，轴孔内至少有一个齿形凸出，轴的外部至少有一条螺旋形的凹槽，薄片零件轴孔内的齿形凸出的数量和轴的外部螺旋形的凹槽的数量相同，且相互配合，轴的外部紧密有序的套有多片薄片零件，轴和多片薄片零件之间的相对位置固定，轴和多片薄片零件之间相互的间隙内填充有金属，并采用如下加工步骤：

步骤1):金属板材机械加工成薄片零件；

步骤2):对成型后的薄片零件进行淬火处理；

步骤3): 然后将多片薄片零件套在轴的外部，薄片零件轴孔内的齿凸和轴的外部螺旋形的槽相互配合，形成螺旋形轴的造形；

步骤4): 然后将上述造型后的螺旋形轴的多片薄片零件及轴进行外形的相对位置固定，固定后形成螺杆轴体；

步骤5):对所述的螺杆轴体进行半成品检验，达到图纸外形设计要求的合格螺杆轴体进入下一步骤，不合格螺杆轴体进入螺杆轴形的模具挤压整形后再次检验，合格后进入下一步骤；

步骤6):然后将上述螺杆轴体的表面涂助焊剂；

步骤7):然后将表面涂有助焊剂的螺杆轴体浸入金属溶液；

步骤8):然后将螺杆轴体从金属溶液中取出，进行冷却工艺；

步骤9):然后将上述经冷却后的螺杆轴进行成品检验，合格成品螺杆轴入库，不合格螺杆轴进行螺杆轴的外轮廓表面处理后再次检验，合格后的成品螺杆轴入库；

制成的螺杆轴。

一种更加优选的多层螺杆轴，采用冲压、线切割、激光切割、等离子切割、高压液体力切割的其中一种方法，将金属板材加工成型带齿的薄片零件。

一种更加优选的多层螺杆轴，淬火采用高频淬火、中频淬火或热处理炉淬火的其中一种方法。

一种更加优选的多层螺杆轴，在真空箱内完成螺杆轴体浸入金属溶液工艺。

一种更加优选的多层螺杆轴，螺杆轴体浸入的金属溶液选自以下的任意一种或两种以上的任意比例的混合：铅液、锡液、铜液、铜液、铝液。

一种更加优选的多层螺杆轴，在真空箱内螺杆轴体浸入金属溶液工艺过程中，关闭真空泵，快速打开进气阀，使真空箱内快速进气，等到真空箱内压力和常压平衡时，关闭进气阀重新打开真空泵进行负压抽吸，上述快速升压和快速减压过程交替进行一次以上。

一种更加优选的多层螺杆轴，所述的薄片零件的轴孔内有一个齿形凸出，轴的螺旋形的槽是一条螺旋形的齿形的凹槽。

一种更加优选的多层螺杆轴，所述的薄片零件内轴孔内有多个齿形凸出，轴的螺旋形的槽是螺旋形的多个齿形的凹槽。

一种更加优选的多层螺杆轴，所述的将造型后的螺旋形轴的多片薄片零件及轴进行外形的相对位置固定的方法是：在轴上以轴向力夹紧薄片零件，并且固定相对位置。

一种更加优选的多层螺杆轴，所述的将造型后的螺旋形轴的多片薄片零件及轴进行外形的相对位置固定的方法是：采用辅助夹具，夹紧轴的同时轴向夹紧薄片零件，并且固定相对位置。

与目前的螺杆轴加工技术比较，本发明取得的有益技术效果是：通过先将薄片零件进行淬火，然后形成螺杆轴后，整体浸入金属溶液，零件单个的个体小，便于淬火工艺，便于生产大型零件，与现有技术整体螺杆轴淬火工艺相比较，减小了淬火炉的体积，尤其是厚度大的大型螺杆轴，现有技术淬火时加温时间很长才能使整个螺杆轴加温至淬火所需要的温度，因此，薄片零件进行淬火的工艺，缩短了加温时间，便于产品质量控制，降低了淬火工艺的难度，金属液凝固后都是柔性金属材料，受力挤压后，柔性金属会从齿面挤出或简单去除，便于控制产品外形精度，不影响齿面硬度和齿面物理参数，在真空箱内完成螺杆轴体浸入金属溶液工艺，真空状态可以排出螺杆轴体内金属溶液的气体，在真空箱内螺杆轴体浸入金属溶液工艺过程中，快速升压和快速减压过程交替进行，使金属溶液在螺杆轴体内产生运动，加速螺杆轴体内空气排出，使螺杆轴体内更加致密，提高螺杆轴体机械性能，本发明简化加工工艺、缩短加工时间、减小加工难度，达到低成本、快速制造高物理性能螺杆轴的技术目的，解决了现有技术加工螺杆轴时工艺复杂、加工时间长、加工难度大、加工成本高等技术缺陷，以及生产大型螺杆轴时更加突出的上述的技术缺陷，实用性大。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1：是本发明的工艺流程图。

图2：是本发明左旋阳螺杆轴与右旋阴螺杆轴配合示意图。

图3：是本发明右旋阳螺杆轴与左旋阴螺杆轴配合示意图。

图4：是本发明左旋阳螺杆轴示意图。

图5：是本发明右旋阴螺杆轴示意图。

图6：是本发明右旋阳螺杆轴示意图。

图7：是本发明左旋阴螺杆轴示意图。

图8：是本发明轴孔内有一个齿形凸出的阴螺杆的薄片零件示意图。

图9：是本发明轴孔内有一个齿形凸出的阳螺杆的薄片零件示意图。

图10：是本发明轴孔内有多个齿形凸出的阴螺杆的薄片零件示意图。

图11：是本发明轴孔内有多个齿形凸出的阳螺杆的薄片零件示意图。

图12：是本发明有多条右旋螺旋形齿形凹槽的轴的示意图。

图13：是本发明有多条左旋螺旋形齿形凹槽的轴的示意图。

图14：是本发明有一条右旋螺旋形齿形凹槽的轴的示意图。

图15：是本发明有一条左旋螺旋形齿形凹槽的轴的示意图。

图中：1.薄片零件，2.轴，3.右螺旋键槽，4.左螺旋键槽，5.右螺旋花键槽，6.左螺旋花键槽，7.齿底啮合部，8.齿顶啮合部，9.平键形齿凸孔，10.花键形齿凸孔，11.左旋阳螺杆，12.右旋阴螺杆，13.右旋阳螺杆，14.左旋阴螺杆。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明所要求的保护范围并不局限于具体实施例所描述的范围。

实例1：如图1至图15所示，公开的一种多层螺杆轴，所述的螺杆轴包括薄片零件1、轴2，薄片零件1的外部有齿底啮合部7和齿顶啮合部8，薄片零件1内有轴孔，轴孔内至少有一个齿形凸出，轴2的外部至少有一条螺旋形的凹槽，薄片零件1轴孔内的齿形凸出的数量和轴2的外部螺旋形的凹槽的数量相同，且相互配合，轴2的外部紧密有序的套有多片薄片零件1，轴2和多片薄片零件1之间的相对位置固定，轴2和多片薄片零件1之间相互的间隙内填充有金属，并采用如下加工步骤：

步骤1):金属板材机械加工成薄片零件1；

步骤2):对成型后的薄片零件1进行淬火处理；

步骤3): 然后将多片薄片零件1套在轴2的外部，薄片零件1轴孔内的齿凸和轴2的外部螺旋形的槽相互配合，形成螺旋形轴的造形；

步骤4): 然后将上述造型后的螺旋形轴的多片薄片零件1及轴2进行外形的相对位置固定，固定后形成螺杆轴体；

步骤5):对所述的螺杆轴体进行半成品检验，达到图纸外形设计要求的合格螺杆轴体进入下一步骤，不合格螺杆轴体5进入螺杆轴形的模具挤压整形后再次检验，合格后进入下一步骤；

步骤6):然后将上述螺杆轴体的表面涂助焊剂；

步骤7):然后将表面涂有助焊剂的螺杆轴体浸入金属溶液；

步骤8):然后将螺杆轴体从金属溶液中取出，进行冷却工艺；

步骤9):然后将上述经冷却后的螺杆轴进行成品检验，合格成品螺杆轴入库，不合格螺杆轴进行螺杆轴的外轮廓表面处理后再次检验，合格后的成品螺杆轴入库

制成的螺杆轴。

实例2：如图1至图15及实例1所示，公开的一种多层螺杆轴，采用冲压、线切割、激光切割、等离子切割、高压液体力切割的其中一种方法，将金属板材加工成型带齿的薄片零件1。

实例3：如图1至图15及实例1所示，公开的一种多层螺杆轴，淬火采用高频淬火、中频淬火或热处理炉淬火的其中一种方法。

实例4：如图1至图15及实例1所示，公开的一种多层螺杆轴，在真空箱内完成螺杆轴体浸入金属溶液工艺。

实例5：如图1至图15及实例1所示，公开的一种多层螺杆轴，螺杆轴体浸入的金属溶液选自以下的任意一种或两种以上的任意比例的混合：铅液、锡液、铜液、铜液、铝液。

实例6：如图1至图15及实例4所示，公开的一种多层螺杆轴，在真空箱内螺杆轴体浸入金属溶液工艺过程中，关闭真空泵，快速打开进气阀，使真空箱内快速进气，等到真空箱内压力和常压平衡时，关闭进气阀重新打开真空泵进行负压抽吸，上述快速升压和快速减压过程交替进行一次以上。

实例7：如图1至图15及实例1所示，公开的一种多层螺杆轴，所述的薄片零件1的轴孔内有一个齿形凸出，轴2的螺旋形的槽是一条螺旋形的齿形的凹槽；

所述的薄片零件1是图8所示的轴孔内有一个齿形凸出的阴螺杆的薄片零件1，轴2是图14所示的有一条右旋螺旋形齿形凹槽的轴2，经加工后形成图5所示的右旋阴螺杆；

所述的薄片零件1是图8所示的轴孔内有一个齿形凸出的阴螺杆的薄片零件1，轴2是图15所示的有一条左旋螺旋形齿形凹槽的轴2，经加工后形成图7所示的左旋阴螺杆；

所述的薄片零件1是图9所示的轴孔内有一个齿形凸出的阳螺杆的薄片零件1，轴2是图14所示的有一条右旋螺旋形齿形凹槽的轴2，经加工后形成图6所示的右旋阳螺杆；

所述的薄片零件1是图9所示的轴孔内有一个齿形凸出的阴螺杆的薄片零件1，轴2是图15所示的有一条左旋螺旋形齿形凹槽的轴2，经加工后形成图4所示的左旋阳螺杆。

实例8：如图1至图15及实例1所示，公开的一种多层螺杆轴，所述的薄片零件1内轴孔内有多个齿形凸出，轴2的螺旋形的槽是螺旋形的多个齿形的凹槽；

所述的薄片零件1是图10所示的轴孔内有多个齿形凸出的阴螺杆的薄片零件1，轴2是图12所示的有多条右旋螺旋形齿形凹槽的轴2，经加工后形成图5所示的右旋阴螺杆；

所述的薄片零件1是图10所示的轴孔内有多个齿形凸出的阴螺杆的薄片零件1，轴2是图13所示的有多条左旋螺旋形齿形凹槽的轴2，经加工后形成图7所示的左旋阴螺杆；

所述的薄片零件1是图11所示的轴孔内有多个齿形凸出的阳螺杆的薄片零件1，轴2是图12所示的有多条右旋螺旋形齿形凹槽的轴2，经加工后形成图6所示的右旋阳螺杆；

所述的薄片零件1是图11所示的轴孔内有多个齿形凸出的阴螺杆的薄片零件1，轴2是图13所示的有多条左旋螺旋形齿形凹槽的轴2，经加工后形成图4所示的左旋阳螺杆。

实例9：如图1至图15及实例1所示，公开的一种多层螺杆轴，所述的将造型后的螺旋形轴的多片薄片零件1及轴2进行外形的相对位置固定的方法是：在轴上以轴向力夹紧薄片零件1，并且固定相对位置。

实例10：如图1至图15及实例1所示，公开的一种多层螺杆轴，所述的将造型后的螺旋形轴的多片薄片零件1及轴2进行外形的相对位置固定，采用：在轴2上以轴向力夹紧薄片零件1，并且固定相对位置，所述的螺旋形的凹槽的两端均有螺纹；所述的螺纹上均安装有螺母，螺母将轴2的和多片薄片零件1之间的相对位置固定。

实例11：如图1至图15及实例1-10所示，公开的一种多层螺杆的压缩机，包括气缸，气缸内有螺杆轴，其特征是：所述的螺杆轴是一种多层螺杆轴，螺杆轴还包括薄片零件1、轴2，薄片零件1的外部有齿底啮合部7和齿顶啮合部8，薄片零件1内有轴孔，轴孔内至少有一个齿形凸出，轴2的外部至少有一条螺旋形的凹槽，薄片零件1轴孔内的齿形凸出的数量和轴2的外部螺旋形的凹槽的数量相同，且相互配合，轴2的外部紧密有序的套有多片薄片零件1，轴2和多片薄片零件1之间的相对位置固定，轴2和多片薄片零件1之间相互的间隙内填充有金属，螺杆轴采用实例1-10的方法生产，气缸内的螺杆轴是图2所示的左旋阳螺杆轴11与右旋阴螺杆轴12相互配合。

实例12：如图1至图15及实例1-10所示，公开的一种多层螺杆的压缩机，包括气缸，气缸内有螺杆轴，其特征是：所述的螺杆轴是一种多层螺杆轴，螺杆轴还包括薄片零件1、轴2，薄片零件1的外部有齿底啮合部7和齿顶啮合部8，薄片零件1内有轴孔，轴孔内至少有一个齿形凸出，轴2的外部至少有一条螺旋形的凹槽，薄片零件1轴孔内的齿形凸出的数量和轴2的外部螺旋形的凹槽的数量相同，且相互配合，轴2的外部紧密有序的套有多片薄片零件1，轴2和多片薄片零件1之间的相对位置固定，轴2和多片薄片零件1之间相互的间隙内填充有金属，螺杆轴采用实例1-10的方法生产，气缸内的螺杆轴是图3所示的右旋阳螺杆轴13与左旋阴螺杆轴14相互配合。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以做出各种变化，所属技术领域的技术人员从上述的构思出发，不经创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多层螺杆轴，包括薄片零件（1）、轴（2）组成，其特征是：薄片零件（1）的外部有齿底啮合部（7）和齿顶啮合部（8），薄片零件（1）内有轴孔，轴孔内至少有一个齿形凸出，轴（2）的外部至少有一条螺旋形的凹槽，薄片零件（1）轴孔内的齿形凸出的数量和轴（2）的外部螺旋形的凹槽的数量相同，且相互配合，轴（2）的外部紧密有序的套有多片薄片零件（1），轴（2）和多片薄片零件（1）之间的相对位置固定，轴（2）和多片薄片零件（1）之间相互的间隙内填充有金属，并采用如下加工步骤：

步骤1):金属板材机械加工成薄片零件（1）；

步骤2):对成型后的薄片零件（1）进行淬火处理；

步骤3): 然后将多片薄片零件（1）套在轴（2）的外部，薄片零件（1）轴孔内的齿凸和轴（2）的外部螺旋形的槽相互配合，形成螺旋形轴的造形；

步骤4): 然后将上述造型后的螺旋形轴的多片薄片零件（1）及轴（2）进行外形的相对位置固定，固定后形成螺杆轴体；

步骤5):对所述的螺杆轴体进行半成品检验，合格螺杆轴体进入下一步骤，不合格螺杆轴体（5）进入螺杆轴形的模具挤压整形后再次检验，合格后进入下一步骤；

步骤6):然后将上述螺杆轴体的表面涂助焊剂；

步骤7):然后将表面涂有助焊剂的螺杆轴体浸入金属溶液；

步骤8):然后将螺杆轴体从金属溶液中取出，进行冷却工艺；

步骤9):然后将上述经冷却后的螺杆轴进行成品检验，合格成品螺杆轴入库，不合格螺杆轴进行螺杆轴的外轮廓表面处理后再次检验，合格后的成品螺杆轴入库；

制成的螺杆轴。

2.根据权利要求1所述的一种多层螺杆轴，其特征是：采用冲压、线切割、激光切割、等离子切割、高压液体力切割的其中一种方法，将金属板材加工成型带齿的薄片零件（1）。

3.根据权利要求1所述的一种多层螺杆轴，其特征是：淬火采用高频淬火、中频淬火或热处理炉淬火的其中一种方法。

4.根据权利要求1所述的一种多层螺杆轴，其特征是：在真空箱内完成螺杆轴体浸入金属溶液工艺。

5.根据权利要求1所述的一种多层螺杆轴，其特征是：螺杆轴体浸入的金属溶液选自以下的任意一种或两种以上的任意比例的混合：铅液、锡液、铜液、铜液、铝液。

6.根据权利要求4所述的一种多层螺杆轴，其特征是：在真空箱内螺杆轴体浸入金属溶液工艺过程中，关闭真空泵，快速打开进气阀，使真空箱内快速进气，等到真空箱内压力和常压平衡时，关闭进气阀重新打开真空泵进行负压抽吸，上述快速升压和快速减压过程交替进行一次以上。

7.根据权利要求1-6所述的一种多层螺杆轴，其特征是：所述的薄片零件（1）的轴孔内有一个齿形凸出，轴（2）的螺旋形的槽是一条螺旋形的齿形的凹槽。

8.根据权利要求1-7所述的一种多层螺杆轴，其特征是：所述的将造型后的螺旋形轴的多片薄片零件（1）及轴（2）进行外形的相对位置固定，采用：在轴（2）上以轴向力夹紧薄片零件（1），并且固定相对位置。

9.根据权利要求1所述的一种多层螺杆轴，其特征是：所述的将造型后的螺旋形轴的多片薄片零件（1）及轴（2）进行外形的相对位置固定，采用：采用辅助夹具，夹紧轴的同时轴向夹紧薄片零件（1），并且固定相对位置。