CN110454396B - 一种涡旋盘及其加工方法、涡旋压缩机 - Google Patents

一种涡旋盘及其加工方法、涡旋压缩机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涡旋压缩机领域，公开了一种涡旋盘及其加工方法、涡旋压缩机。其中涡旋盘包括呈螺旋状的涡齿，涡齿包括沿螺旋方向由内到外依次设置的第一涡旋体和第二涡旋体；第一涡旋体沿其延伸方向的壁厚不同，第二涡旋体沿其延伸方向至少其齿顶的壁厚相等。本发明中第二涡旋体沿其延伸方向至少其齿顶的壁厚相等，可以对第二涡旋体等壁厚位置上任意点的壁厚进行测量以获取实际壁厚，并根据实际壁厚与理论壁厚的关系确定是否需要对刀具进行补偿。相比现有技术中测量变壁厚涡齿的壁厚而言，涡齿等壁厚位置的壁厚测量更加简单、快捷，提高了涡旋盘的加工速度。

Description

一种涡旋盘及其加工方法、涡旋压缩机
技术领域
本发明涉及涡旋压缩机领域，尤其涉及一种涡旋盘及其加工方法、涡旋压缩机。
背景技术
涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机，压缩部件包括动涡盘和静涡盘。为了增大容积比，通常将动涡盘和静涡盘中至少一个涡旋盘的涡旋体的中心卷边厚度增加形成一种变壁厚的涡旋盘。鉴于变壁厚的涡旋盘具有增大容积比的效果，所以目前已普遍应用于涡旋压缩机。
通常采用铣刀加工涡旋盘的涡齿，由于加工涡旋盘的涡齿时会磨损加工涡齿的铣刀，因此，需要先对涡齿进行试加工，测量试加工前后的厚度变化，以确定是否需要对铣刀进行补偿，之后再对涡齿进行正式加工。
如图1所示，试加工时在涡齿的一侧选择点X1作为测量起点，采用感应头寻找另一侧对应的点X2作为终点，寻找点X2的原则是离点X1最近，点X2和点X1之间的距离等于未加工时的壁厚W1。在该段涡齿加工后，需要寻找原来的点X1对应的加工后的点X1＇以及点X2，从而根据点X1＇和点X2之间的距离得到加工后的壁厚W2，计算得到铣刀的实际铣削量(W1-W2)/2，将理论铣削量与实际铣削量的差值即为铣刀的补偿量。
但采用上述方式获取铣刀的补偿量时，由于涡旋盘为变壁厚涡旋盘，点X1＇的位置获取比较难，降低了测量速度，从而大大地降低了涡旋盘的加工效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涡旋盘及其加工方法、涡旋压缩机，能够解决变壁厚涡旋盘的加工效率较低的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种涡旋盘，包括呈螺旋状的涡齿，所述涡齿包括沿螺旋方向由内到外依次设置的第一涡旋体和第二涡旋体；
所述第一涡旋体沿其延伸方向的壁厚不同，所述第二涡旋体沿其延伸方向至少其齿顶的壁厚相等。
作为上述的涡旋盘的一种优选技术方案，所述第二涡旋体沿其高度方向的壁厚相等。
作为上述的涡旋盘的一种优选技术方案，所述第二涡旋体的齿顶壁厚小于所述第一涡旋体的齿顶壁厚的平均值。
作为上述的涡旋盘的一种优选技术方案，所述第二涡旋体的齿顶壁厚为所述第一涡旋体的齿顶壁厚的平均值的1/5-2/3。
本发明还提供了一种上述涡旋盘的加工方法，
铣刀沿预设轨迹运动以对等壁厚的涡齿进行铣削；
获取铣削形成的第二涡旋体等壁厚位置的实际壁厚；
根据实际壁厚和第二涡旋体等壁厚位置的理论壁厚的大小确定是否对铣刀的铣削量进行补偿，其中理论壁厚表示在铣刀无磨损的前提下，铣刀沿预设轨迹运动对等壁厚的涡齿进行铣削形成的涡齿在任一点i的壁厚。
作为上述的涡旋盘的加工方法的一种优选技术方案，根据实际壁厚和第二涡旋体等壁厚位置的理论壁厚的大小确定是否对铣刀的铣削量进行补偿的步骤，包括：
在铣削形成的第二涡旋体等壁厚位置的内壁和外壁中的其中一个上任意选择一点作为第一点，在另一个上寻找与第一点对应的第二点，第一点和第二点的连线垂直于第二涡旋体等壁厚位置的内壁和外壁；
实际壁厚等于第一点和第二点之间的距离W实际，在W实际与理论壁厚W理论的差值大于第一预设差值时，铣刀在任一点的铣削量ΔWi调整为ΔW理论i+(W实际-W理论)/2，其中ΔW理论i为理论铣削量，表示在铣刀无磨损的前提下，对涡齿进行铣削时在任一点i对应的理论壁厚所对应的理论铣削量。
作为上述的涡旋盘的加工方法的一种优选技术方案，在W实际与W理论的差值大于等于第二预设差值且小于等于第一预设差值时，铣刀在任一点的铣削量等于当前涡齿上每个点对应的理论铣削量。
作为上述的涡旋盘的加工方法的一种优选技术方案，在W实际与W理论的差值小于第二预设差值时，则加工存在故障。
作为上述的涡旋盘的加工方法的一种优选技术方案，每加工完成预设数量的涡旋盘，根据上一个涡旋盘的第二涡旋体等壁厚位置的实际壁厚和第二涡旋体等壁厚位置的理论壁厚的大小确定是否对铣刀的铣削量进行补偿。
本发明还提供了一种涡旋压缩机，包括静涡盘和与其啮合的动涡盘，所述静涡盘和所述动涡盘中的至少一个为上述的涡旋盘。
本发明的有益效果：本发明中第二涡旋体沿其延伸方向至少其齿顶的壁厚相等，可以对第二涡旋体等壁厚位置上任意点的壁厚进行测量以获取实际壁厚，并根据实际壁厚与理论壁厚的关系确定是否需要对刀具进行补偿。相比现有技术中测量变壁厚涡齿的壁厚而言，涡齿等壁厚位置的壁厚测量更加简单、快捷，提高了涡旋盘的加工速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的涡旋盘的局部结构示意图；
图2是本发明实施例提供的涡旋盘的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的涡旋压缩机的剖视图；
图4是图3中所示静涡盘和动涡盘的啮合示意图；
图5是图2中I处的局部放大示意图。
图中：
1、涡齿；11、第一涡旋体；12、第二涡旋体；
2、静涡盘；21、中心孔；3、动涡盘；31、凸盘；4、曲轴；5、偏心轮；51、偏心孔；6、安装支架；7、外壳；8、第一轴承；9、第二轴承；10、压缩腔；11、吸气腔；12、排气腔；13、防磨板。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
如图2所示，本实施例提供了一种涡旋盘，包括呈螺旋状的涡齿1，涡齿1包括沿螺旋方向由内到外依次设置的第一涡旋体11和第二涡旋体12；第一涡旋体11沿其延伸方向的壁厚不同，第二涡旋体12沿其延伸方向至少其齿顶的壁厚相等。
采用铣刀加工涡旋盘的涡齿1时，铣刀存在磨损，本实施例中第二涡旋体12沿其延伸方向至少其齿顶的壁厚相等，可以对第二涡旋体12等壁厚位置上任意点的壁厚进行测量以获取实际壁厚，并根据实际壁厚与理论壁厚的关系确定是否需要对刀具进行补偿。相比现有技术中测量变壁厚涡齿1的壁厚而言，涡齿1等壁厚位置的壁厚测量更加简单、快捷，提高了涡旋盘的加工速度。
可以仅让第二涡旋体12齿顶的壁厚相等，也可以将第二涡旋体12沿其高度方向的壁厚相等。本实施例中，仅让第二涡旋体12齿顶的壁厚相等，第二涡旋体12的齿顶壁厚小于第一涡旋体11的齿顶壁厚的平均值。优选地，第二涡旋体12齿顶的壁厚为第一涡旋体11的齿顶壁厚的平均值的1/5-2/3，具体可以根据实际需求确定。
如图3和图4所示，本实施例还提供了一种涡旋压缩机，包括外壳7，及设于外壳7内的动涡盘3、静涡盘2、曲轴4、偏心轮5和安装支架6。其中安装支架6固设于外壳7内，曲轴4贯穿安装支架6设置，曲轴4和安装支架6之间设有第一轴承8，使曲轴4转动连接于安装支架6，偏心轮5的一端设有偏心孔51，曲轴4的端部插接于偏心孔51内。动涡盘3设于安装支架6的一侧，动涡盘3朝向安装支架6的一侧为凸盘31，凸盘31上设有安装孔，偏心轮5安装于安装孔内，偏心轮5与动涡盘3之间安装有第二轴承9。安装支架6抵接于动涡盘3，动涡盘3上的涡齿1和静卧盘上的涡齿1啮合形成多个压缩腔10。
动涡盘3的最外侧设有吸气腔11，外壳7上设有吸气口和排气口，静涡盘2上设有与位于中心的压缩腔10连通的中心孔21，外壳7和静涡盘2之间形成有与中心孔21连通的排气腔12，排气腔12与排气口连通，静涡盘2相对于外壳7静止。
曲轴4转动带动动涡盘3转动，动涡盘3转动的过程中外部的制冷剂通过吸气口进入吸气腔11内，随着动涡盘3的转动，制冷剂逐渐进入位于中心的压缩腔10中并被压缩成高压制冷剂，而后高压制冷剂通过中心孔21进入排气腔12中，再通过排气口排出。
优选地，上述凸盘31外套设有防磨板13，防磨板13夹设于动涡盘3和安装支架6之间，从而避免动涡盘3转动过程中动涡盘3与安装支架6之间发生磨损，起到保护动涡盘3和安装支架6的作用。
上述静涡盘2和动涡盘3中至少一个采用上述涡旋盘。本实施例中，静涡盘2和动涡盘3均采用上述结构的涡旋盘。
本实施例还提供了上述涡旋盘的加工方法，下面以动涡盘3为例对上述涡旋盘的加工方法进行具体介绍。
铣刀沿预设轨迹运动以对等壁厚的涡齿1进行铣削；获取铣削形成的第二涡旋体12等壁厚位置的实际壁厚；根据实际壁厚和第二涡旋体12等壁厚位置的理论壁厚的大小确定是否对铣刀的铣削量进行补偿，其中理论壁厚表示在铣刀无磨损的前提下，铣刀沿预设轨迹运动对等壁厚的涡齿1进行铣削形成的涡齿1在任一点i的壁厚。
具体地，在铣削形成的第二涡旋体12等壁厚位置的内壁和外壁中的其中一个上任意选择一点作为第一点，在另一个上寻找与第一点对应的第二点，第一点和第二点的连线垂直于第二涡旋体12等壁厚位置的内壁和外壁；实际壁厚等于第一点和第二点之间的距离W实际，在W实际与理论壁厚W理论的差值大于第一预设差值时，铣刀在任一点的铣削量ΔWi调整为ΔW理论i+(W实际-W理论)/2，其中ΔW理论i为理论铣削量，表示在铣刀无磨损的前提下，对涡齿1进行铣削时在任一点i对应的理论壁厚所对应的理论铣削量。
示例性地，如图2和图5所示，图中虚线表示加工前的涡齿1，实线表示加工后的涡齿1，在加工涡齿1时可以从外向内切削齿壁，停止切削，再从内向外切削另一侧齿壁，切削路线为D→B→A→C→E，也可以采用E→C→A→B→D的切削路线。
在第二涡旋体12的齿顶外壁上选择任意一点Y1，在第二涡旋体12的齿顶内壁上找到对应的Y2点，测量Y1和Y2之间的距离W3，经过铣刀铣削后，在第二涡旋体12的齿顶外壁上任意选择一点Y1＇，在第二涡旋体12的齿顶内壁找到对应的Y2＇。
根据Y1＇和Y2＇之间的距离W4等于实际壁厚W实际，获取经过同样的铣削加工后形成的第二涡旋体12齿顶的理论壁厚W理论，W理论＝W3-ΔW理论i，在W实际与W理论的差值大于第一预设差值时，则说明铣刀磨损严重，需要对铣刀的铣削量进行调整。此时，将铣刀在任一点的铣削量ΔWi调整为ΔW理论i+(W实际-W理论)/2。
在W实际与W理论的差值大于等于第二预设差值且小于等于第一预设差值时，说明此时铣刀的磨损量在允许范围内，无需调整铣刀的铣削量，铣刀在任一点的铣削量等于当前涡齿1上每个点对应的理论铣削量。
在W实际与W理论的差值小于第二预设差值时，则加工存在故障。在铣刀对涡齿1进行加工的过程中，由于铣刀的磨损，一般来说W实际大于W理论；当然也可能因为铣刀的安装定位问题或者由铣削量确定的刀具行走轨迹问题等，造成W实际小于W理论，但一旦W实际与W理论的差值小于第二预设差值，则说明此时加工存在故障，需要检查铣刀的具体安装情况以及由刀具的铣削量确定的刀具行走轨迹是否存在问题。
考虑到刀具磨损的时耗问题，为了提高加工效率，可以在每加工完成预设数量的涡旋盘，根据上一个涡旋盘的第二涡旋体12等壁厚位置的实际壁厚和第二涡旋体12等壁厚位置的理论壁厚的大小确定是否对铣刀的铣削量进行补偿。优选地，预设数量大于等于2，当然上述预设数量也可以是1，具体根据实际加工过程中刀具磨损情况确定，可以通过多次重复试验确定。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (8)

1.一种涡旋盘的加工方法，其特征在于，所述涡旋盘包括呈螺旋状的涡齿(1)，所述涡齿(1)包括沿螺旋方向由内到外依次设置的第一涡旋体(11)和第二涡旋体(12)；
所述第一涡旋体(11)沿其延伸方向的壁厚不同，所述第二涡旋体(12)沿其延伸方向至少其齿顶的壁厚相等；
所述加工方法包括以下步骤：铣刀沿预设轨迹运动以对等壁厚的涡齿(1)进行铣削；获取铣削形成的第二涡旋体(12)等壁厚位置的实际壁厚；根据实际壁厚和第二涡旋体(12)等壁厚位置的理论壁厚的大小确定是否对铣刀的铣削量进行补偿，其中理论壁厚表示在铣刀无磨损的前提下，铣刀沿预设轨迹运动对等壁厚的涡齿(1)进行铣削形成的涡齿(1)在任一点i的壁厚；
根据实际壁厚和第二涡旋体(12)等壁厚位置的理论壁厚的大小确定是否对铣刀的铣削量进行补偿的步骤，包括：
在铣削形成的第二涡旋体(12)等壁厚位置的内壁和外壁中的其中一个上任意选择一点作为第一点，在另一个上寻找与第一点对应的第二点，第一点和第二点的连线垂直于第二涡旋体(12)等壁厚位置的内壁和外壁；
实际壁厚等于第一点和第二点之间的距离W实际，在W实际与理论壁厚W理论的差值大于第一预设差值时，铣刀在任一点的铣削量ΔWi调整为ΔW理论i+(W实际-W理论)/2，其中ΔW理论i为理论铣削量，表示在铣刀无磨损的前提下，对涡齿(1)进行铣削时在任一点i对应的理论壁厚所对应的理论铣削量。
2.根据权利要求1所述的涡旋盘的加工方法，其特征在于，所述第二涡旋体(12)沿其高度方向的壁厚相等。
3.根据权利要求1或2所述的涡旋盘的加工方法，其特征在于，所述第二涡旋体(12)的齿顶壁厚小于所述第一涡旋体(11)的齿顶壁厚的平均值。
4.根据权利要求3所述的涡旋盘的加工方法，其特征在于，所述第二涡旋体(12)的齿顶壁厚为所述第一涡旋体(11)的齿顶壁厚的平均值的1/5-2/3。
5.根据权利要求1所述的涡旋盘的加工方法，其特征在于，在W实际与W理论的差值大于等于第二预设差值且小于等于第一预设差值时，铣刀在任一点的铣削量等于当前涡齿(1)上每个点对应的理论铣削量。
6.根据权利要求1所述的涡旋盘的加工方法，其特征在于，在W实际与W理论的差值小于第二预设差值时，则加工存在故障。
7.根据权利要求1所述的涡旋盘的加工方法，其特征在于，每加工完成预设数量的涡旋盘，根据上一个涡旋盘的第二涡旋体(12)等壁厚位置的实际壁厚和第二涡旋体(12)等壁厚位置的理论壁厚的大小确定是否对铣刀的铣削量进行补偿。
8.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括静涡盘(2)和与其啮合的动涡盘(3)，所述静涡盘(2)和所述动涡盘(3)中的至少一个为权利要求1至4任一项中所述的涡旋盘。
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