CN105041646B - 一种无油涡旋空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无油涡旋空气压缩机，包括静涡旋盘、动涡旋盘、曲轴、机架、主平衡块、皮带轮、吸气口和排气口，所述的动涡旋盘与静涡旋盘啮合形成空气的压缩腔；曲轴以主轴承和副轴承安装在机架内，在动涡旋盘和机架之间设有一滚珠圆盘结构，该滚珠圆盘结构包括有安装在机架的一固定座，固定座上设有一向心轴承和一推力轴承，所述固定座设有一安装孔，向心轴承固定在安装孔内，安装在曲轴一端的偏心轴上；所述推力轴承固定在固定座一侧，贴紧在机架一侧；所述的向心轴承和推力轴承为同心轴，推力轴承环套在向心轴承外侧，使动涡旋盘与静涡旋盘相对转动时，动涡旋盘通过偏心轴上向心轴承带动偏心转动，且通过推力轴承定位旋转，使动涡旋盘和静涡旋盘之间保持良好的相位差。本发明具有结构简单、成本低、且转动性能稳定等特点。

Description

一种无油涡旋空气压缩机

技术领域

本发明涉及一种空气压缩机，具体涉及于一种无油涡旋空气压缩机。

背景技术

涡旋空气压缩机以其效率高、噪音低、体积小、有利于节能及保护环境等优点而广泛应用于工业、农业、交通运输等行业需要压缩空气的场合。涡旋空气压缩机主要运行件涡盘啮合，不产生磨损，因而寿命比活塞式、螺杆式压缩机更长，是风动机械理想动力源。在涡旋空气压缩机中，主要运行件涡盘分为动涡旋盘和静涡旋盘，动涡旋盘和静涡旋盘内设涡旋片，通常，由动涡旋盘和静涡旋盘彼此结合形成压缩腔，当动涡旋盘由曲轴带动沿着一定圆周轨迹作平动时，动涡旋盘涡旋片相对静涡旋盘涡旋片移动，即由两者所形成的压缩腔移动并改变其容积，从而进行吸入、压缩、排放，完成压缩空气的过程，但动涡旋盘和静涡旋盘依靠在曲轴上设置两个轴承固定，在高速转动时，动涡旋盘和静涡旋盘之间的配合受到影响位移，导致相互之间的摩擦力增大，影响动涡旋盘转动稳定性。

传统喷油空气涡旋压缩机,压缩腔需要喷油进行润滑和冷却,各轴承部也需要润滑油的润滑和冷却,润滑油和压缩气体一起排出压缩机排气口。压缩空气中的润滑油需要采用分离和过滤的手段将其从压缩空气中分离出来，这样系统设计就必须考虑油的分离和冷却，在使用压缩空气前必须采用数级处理才能达到压缩空气含油要求。喷油空气涡旋压缩机系统设计复杂，低含油压缩空气需要耗费较多的成本，并且润滑油会造成环境的破坏。

发明内容

本发明的目的是，为了解决现有空气涡旋压缩机具有上述的不足之处，提供一种无油涡旋空气压缩机。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种无油涡旋空气压缩机，包括静涡旋盘、动涡旋盘、曲轴、机架、主平衡块、皮带轮、吸气口和排气口，所述的动涡旋盘与静涡旋盘啮合形成空气的压缩腔；曲轴以主轴承和副轴承安装在机架内，在动涡旋盘和机架之间设有一滚珠圆盘结构，该滚珠圆盘结构包括有安装在机架的一固定座，固定座上设有一向心轴承和一推力轴承，所述固定座设有一安装孔，向心轴承固定在安装孔内，安装在曲轴一端的偏心轴上；所述推力轴承固定在固定座一侧，贴紧在机架一侧；所述的向心轴承和推力轴承为同心轴，推力轴承环套在向心轴承外侧，使动涡旋盘与静涡旋盘相对转动时，动涡旋盘通过偏心轴上向心轴承带动偏心转动，且通过推力轴承定位旋转，使动涡旋盘和静涡旋盘之间保持良好的相位差。

本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：

进一步的，所述滚珠圆盘结构的固定座为一环形件，该环形件的内孔为固定座的安装孔，环形件一侧设有与安装孔同轴心的环形安装槽，所述的向心轴承安装在环形件的内孔位置处，推力轴承安装在环形安装槽上。

进一步的，所述的推力轴承包括有设在环形安装槽的多个钢珠，钢珠上设有一上环形定位片和下环形定位片，该上环形定位片和下环形定位片均环形分布有固定钢珠的定位通孔，所述的钢珠设在上环形定位片和下环形定位片对应的定位通孔之间位置。

进一步的，所述的上环形定位片通过螺丝固定在固定座上，下环形定位片通过螺丝固定在机架上。

进一步的，所述的上环形定位片内侧还设有硬质耐磨的上光滑环形底片，该上光滑环形底片设在固定座的环形安装槽底部，下环形定位片内侧还设有硬质耐磨的下光滑环形底片，该下环形定位片设在机架上设的圆形安装孔底部。

进一步的，所述的曲轴上设有一风扇，该风扇为安装在曲轴上的叶片，该叶片随曲轴的转动而转动，风扇位于滚珠圆盘结构一侧，作用于滚珠圆盘结构内部快速散热。

进一步的，所述的滚珠圆盘结构由高强度钢材料制作而成，并且热处理硬度值在HRC50以上。

本发明的有益效果：

1、本发明中的动涡旋盘通过滚珠圆盘结构配合转动连接，由向心轴承和推力轴承带动动涡旋盘在机架上的曲轴转动。由此，可保持动涡旋盘和静涡旋盘的相位角度，减少摩擦，具有结构简单、成本低、且转动性能稳定等特点。

2、本发明的滚珠圆盘结构包括有固定座、向心轴承和推力轴承，其结构简单，安装方便快捷，压缩机结构紧凑，因此，可有效的降低本发明的制作成本。

3、本发明的推力轴承包括有设在环形安装槽的多个钢珠，钢珠上设有一上环形定位片和下环形定位片，该上环形定位片和下环形定位片均环形分布有固定钢珠的定位通孔，所述的钢珠设在上环形定位片和下环形定位片对应的定位通孔之间位置。所述的上环形定位片通过螺丝固定在固定座上，下环形定位片通过螺丝固定在机架上。所述的上环形定位片内侧还设有硬质耐磨的上光滑环形底片，该上光滑环形底片设在固定座的环形安装槽底部，下环形定位片内侧还设有硬质耐磨的下光滑环形底片，该下环形定位片设在机架上设的圆形安装孔底部。由此，在使用时，推力轴承更好的使动涡旋盘在机架上转动，同时保证其之间的相位差，使其转动性能更加稳定。

4、本发明的在运转过程中设有冷却风扇对压缩腔和轴承运动部位进行冷却，主轴承和副轴承采用密封脂润滑深沟球轴承，滚珠圆盘结构中采用定期注入和更换润滑脂。由此可有效提高使用效果，以致达到节能环保的功效。

附图说明

图1是本发明压缩机整体示意图。

图2是本发明滚珠圆盘结构的结构示意图。

图3为图2的安装示意图。

图4是本发明滚珠圆盘结构安装在机架上的结构示意图。

图5为图4的安装示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1至图5所示的一种无油涡旋空气压缩机，包括静涡旋盘1、动涡旋盘2、曲轴4、机架5、主平衡块6、皮带轮9、吸气口和排气口，所述的动涡旋盘2与静涡旋盘1啮合形成空气的压缩腔；曲轴4以主轴承18和副轴承17安装在机架5内，在动涡旋盘2和机架5之间设有一滚珠圆盘结构3，该滚珠圆盘结构3包括有安装在机架5的一固定座31，固定座31上设有一向心轴承32和一推力轴承33，所述固定座31设有一安装孔312，向心轴承32固定在安装孔312内，安装在曲轴4一端的偏心轴34上；所述推力轴承33固定在固定座31一侧，贴紧在机架5一侧；所述的向心轴承32和推力轴承33为同心轴，推力轴承33环套在向心轴承32外侧，使动涡旋盘2与静涡旋盘1相对转动时，动涡旋盘2通过偏心轴34上向心轴承32带动偏心转动，且通过推力轴承33定位旋转，使动涡旋盘2和静涡旋盘1之间保持良好的相位差。

具体的，所述滚珠圆盘结构3的固定座31为一环形件，该环形件的内孔为固定座31的安装孔312，环形件一侧设有与安装孔312同轴心的环形安装槽311，所述的向心轴承32安装在环形件的内孔位置处，推力轴承33安装在环形安装槽311上。

所述的推力轴承33包括有设在环形安装槽311的多个钢珠3-3，钢珠3-3上设有一上环形定位片3-2和下环形定位片3-4，该上环形定位片3-2和下环形定位片3-4均环形分布有固定钢珠3-3的定位通孔3-41，所述的钢珠3-3设在上环形定位片3-2和下环形定位片3-4对应的定位通孔3-41之间位置。所述的上环形定位片3-2通过螺丝3-6固定在固定座31上，上环形定位片3-2内侧还设有硬质耐磨的上光滑环形底片3-1，上光滑环形底片3-1设在固定座31的环形安装槽311底部。所述的下环形定位片3-4通过螺丝3-6固定在机架5上。下环形定位片3-4内侧还设有硬质耐磨的下光滑环形底片3-5，该下环形定位片3-4设在机架5上设的圆形安装孔51底部。

为了增加压缩机的使用寿命及效果，在所述的曲轴4上设有用于散热的一风扇7，该风扇7为安装在曲轴上的叶片，该叶片随曲轴4的转动而转动，风扇7设置一风扇罩8，该风扇7位于滚珠圆盘结构3一侧，作用滚珠圆盘结构3内部快速散热。所述的滚珠圆盘结构3由高强度钢材料制作而成，并且热处理硬度值在HRC50以上。具体是，所述的固定座31、上环形定位片3-2、下环形定位片3-4、螺丝3-6、上光滑环形底片3-1、光滑环形底片3-5和下环形定位片3-4等各部件均由高强度钢材料制作而成，各部件的热处理硬度值在HRC50以上。

本发明使用时，当曲轴4一端的偏心轴34驱动动涡旋盘2的轮毂转动时，所述滚珠圆盘结构3的钢珠3-3在滚珠圆盘结构3内部作绕圆周平动，在滚珠圆盘结构外侧的动涡旋盘2和机架4之间安装有密封环。

本发明中，滚珠圆盘结构3安装在机架5和动涡旋盘2之间，滚珠圆盘结构3包含安装于动涡旋盘2上的上环形定位片3-2和上光滑环形底片3-1、安装于机架5上的下环形定位片3-4和光滑环形底片3-5、以及固定座31和机架5之间的钢珠3-3。动涡旋盘2在作圆周运动时，动涡旋盘2在压缩腔轴向气体力作用下靠向机架5，滚珠圆盘结构3作为轴向支撑轴承轴向支撑动涡旋盘2。钢珠3-3放置于固定座31上的环形定位片3-2和机架5上的下环形定位片3-4的定位通孔3-41之间，由于特定的设计使动涡旋盘2相对于机架5的相位差始终保持不变，也就保证了动涡旋盘2相对于静涡旋盘1的相位差不变。

如图1所示，滚珠圆盘结构3安装于机架5和动涡旋盘2之间，上光滑底片3-1和上环形定位片3-2通过固定螺钉3-6固结于动涡旋盘2上，下环形定位片3-4和下光滑底片3-5通过固定螺钉3-6固结于机架5上。在滚珠圆盘结构3的空腔50内注入润滑油脂，以润滑滚珠圆盘结构。动涡旋盘2在曲轴4的偏心部的驱动下作绕圆周平动，动涡旋盘2轮毂在滚珠圆盘结构3内部运动，动涡旋盘2在压缩腔气体轴向压力作用下靠向机架5，滚珠圆盘结构3轴向支撑动涡旋盘2以保持轴向位置始终不变。动涡旋盘2作圆周平动时，需要保证其与机架5相位差始终不变(静涡旋盘1相对机架5相位差始终不变，这样就保证了动涡旋盘2与静涡旋盘1相位差始终部变)，钢珠3-3限制了滚珠圆盘结构3中上光滑底片3-1和下环形定位片3-4的相位差，这样就保证了动涡旋盘2与机架5的相位差始终不变。

本发明的滚珠圆盘结构3的润滑是靠向滚珠圆盘结构空腔50内定期注入和更换润滑油脂保证的，滚珠圆盘结构3内部靠风扇7进行冷却，风扇7固定于曲轴4上，曲轴4作回转运转时，风扇7就运转。本发明的滚珠圆盘结构3(轴向支撑轴承和相位保持结构)具有简单新颖，成本低廉的特点。

Claims (3)

1.一种无油涡旋空气压缩机，包括静涡旋盘(1)、动涡旋盘(2)、曲轴(4)、机架(5)、主平衡块(6)、皮带轮(9)、吸气口和排气口，所述的动涡旋盘(2)与静涡旋盘(1)啮合形成空气的压缩腔；曲轴(4)以主轴承(18)和副轴承(17)安装在机架(5)内，其特征在于：在动涡旋盘(2)和机架(5)之间设有一滚珠圆盘结构(3)，该滚珠圆盘结构(3)包括有安装在机架(5)的一固定座(31)，固定座(31)上设有一向心轴承(32)和一推力轴承(33)，所述固定座(31)设有一安装孔(312)，向心轴承(32)固定在安装孔(312)内，安装在曲轴(4)一端的偏心轴(34)上；所述推力轴承(33)固定在固定座(31)一侧，贴紧在机架(5)一侧；所述的向心轴承(32)和推力轴承(33)为同心轴，推力轴承(33)环套在向心轴承(32)外侧，使动涡旋盘(2)与静涡旋盘(1)相对转动时，动涡旋盘(2)通过偏心轴(34)上向心轴承(32)带动偏心转动，且通过推力轴承(33)定位旋转，使动涡旋盘(2)和静涡旋盘(1)之间保持良好的相位差，所述滚珠圆盘结构(3)的固定座(31)为一环形件，该环形件的内孔为固定座(31)的安装孔(312)，环形件一侧设有与安装孔(312)同轴心的环形安装槽(311)，所述的向心轴承(32)安装在环形件的内孔位置处，推力轴承(33)安装在环形安装槽(311)上,所述的推力轴承(33)包括有设在环形安装槽(311)的多个钢珠(3-3)，钢珠(3-3)上设有一上环形定位片(3-2)和下环形定位片(3-4)，该上环形定位片(3-2)和下环形定位片(3-4)均环形分布有固定钢珠(3-3)的定位通孔(3-41)，所述的钢珠(3-3)设在上环形定位片(3-2)和下环形定位片(3-4)对应的定位通孔(3-41)之间位置，所述的上环形定位片(3-2)通过螺丝固定在固定座(31)上，下环形定位片(3-4)通过螺丝固定在机架(5)上，所述的上环形定位片(3-2)内侧还设有硬质耐磨的上光滑环形底片(3-1)，该上光滑环形底片(3-1)设在固定座(31)的环形安装槽(311)底部，下环形定位片(3-4)内侧还设有硬质耐磨的下光滑环形底片(3-5)，该下环形定位片(3-4)设在机架(5)上设的圆形安装孔(51)底部。

2.根据权利要求1所述一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述的曲轴(4)上设有一风扇(7)，该风扇(7)为安装在曲轴上的叶片，该叶片随曲轴(4)的转动而转动，风扇(7)位于滚珠圆盘结构(3)一侧，作用于滚珠圆盘结构(3)内部快速散热。

3.根据权利要求1所述一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述的滚珠圆盘结构(3)由高强度钢材料制作而成，并且热处理硬度值在HRC50以上。