CN113565772A - 一种具有小间隙型环配合结构的空压机及型环加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有小间隙型环配合结构的空压机及型环加工方法，包括驱动电机、涡壳、叶轮和型环，涡壳与驱动电机的外壳固定，叶轮和型环设置在涡壳内，叶轮设置在型环内侧，叶轮与驱动电机的输出轴同轴固定，型环与涡壳固定，型环的内表面与叶轮的外表面之间设有间隙，所述间隙的宽度小于0.3mm，所述型环的材料为高分子材料。本发明提供了一种具有小间隙型环配合结构的空压机及型环加工方法，在不增加加工成本的情况下，使型环的内表面与叶轮的外表面之间的间隙可以设计的更小，增加空压机的效率。

Description

一种具有小间隙型环配合结构的空压机及型环加工方法
技术领域
本发明涉及空压机技术领域，尤其是涉及一种具有小间隙型环配合结构的空压机及型环加工方法。
背景技术
离心式空气压缩机的原理是由叶轮带动气体做高速旋转，使气体产生离心力，由于气体在叶轮里的扩压流动，从而使气体通过叶轮后的流速和压力得到提高，连续地生产出压缩空气。为了保证叶轮运行时不会碰撞外部结构，叶轮与叶轮外侧的型环之间都需要设置一定的间隙，空压机效率越高，但是间隙越小叶轮和型环的尺寸精度要求和安装精度要求就越高，制造成本也越高。因此，需要设计一种具有小间隙型环配合结构的空压机，以解决上述矛盾。
中国专利申请公开号CN208221133U，公开日为2018年12月11日，名称为“一种具有小间隙型环配合结构的空压机”，公开了一种背靠背式燃料电池离心空压机，包括双出轴电机和位于双出轴电机两侧对称布置的空压机，所述双出轴电机和空压机通过法兰螺栓连接并通过O型圈密封，所述双出轴电机上安装有冷却水管，所述双出轴电机两侧的输出轴上分别安装有一级叶轮和二级叶轮，所述一级叶轮的外部安装有一级蜗壳，所述一级叶轮靠近双出轴电机的一侧设置有一级迷宫密封，所述二级叶轮的外部安装有二级蜗壳，所述二级叶轮靠近双出轴电机的一侧设置有二级迷宫密封。但是该空压机仍未解决上述问题。
发明内容
本发明为了克服现有技术中空压机的叶轮与叶轮外侧的型环之间的间隙越小，空压机效率越高，但是间隙越小叶轮和型环的尺寸精度要求和安装精度要求就越高，制造成本也越高的矛盾，提供一种具有小间隙型环配合结构的空压机，在不增加加工成本的情况下，使型环的内表面与叶轮的外表面之间的间隙可以设计的更小，增加空压机的效率。
本发明的第二发明目的是：提供一种空压机型环加工方法，可以对型环进行精确的加工，且不需要高精度加工设备即可实现，加工成本低，提高定型加工和上机磨合的加工方式，可以保证型环的内表面与叶轮的外表面之间的间隙尽可能的小，且在正式运行时，两者之间不会出差严重的摩擦。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有小间隙型环配合结构的空压机，包括驱动电机、涡壳、叶轮和型环，涡壳与驱动电机的外壳固定，叶轮和型环设置在涡壳内，叶轮设置在型环内侧，叶轮与驱动电机的输出轴同轴固定，型环与涡壳固定，型环的内表面与叶轮的外表面之间设有间隙，所述间隙的宽度小于0.3mm，所述型环的材料为高分子材料。
上述技术方案中，型环的内表面与叶轮的外表面之间的间隙可以设计的很小，由于将型环更换为高分子材料，即使加工过程中，叶轮与型环的尺寸存在一定的误差，也可以在运行过程中，通过叶轮与型环之间摩擦，将高分子材料的型材表面磨合到合适的尺寸，同时保证叶轮不受损。型环的采用高分子材料制造，相对金属件，还具有更好的缓冲抗震和减少噪音的效果。型环的内表面与叶轮的外表面之间的间隙缩小后可以增加空压机的效率，且不易增加型环和叶轮的加工精度，不会额外增加加工成本。
作为优选，所述间隙的宽度小于0.1mm。
作为优选，所述型环的材料为尼龙。
作为优选，所述叶轮上设有弧形导风槽，弧形导风槽的进口尺寸大于弧形导风槽的出口尺寸，弧形导风槽内部的尺寸由进口向出口渐变，弧形导风槽的进口方向为叶轮的轴向，弧形导风槽的出口方向为叶轮的径向。进口大可以起到更好的吸风效果，出口尺寸小可以使经过叶轮加速的气体进一步加速喷出。
作为优选，所述型环靠近弧形导风槽的出口，且位于弧形导风槽的出口外的位置上设有缩口。所述缩口可以将高速出口处的气体进行进一步加速。
作为优选，所述涡壳内设有整流罩，整流罩与叶轮同轴固定。所述整流罩可以起到整流效果，提高空压机效率。
作为优选，所述驱动电机的外壳与叶轮之间固定有密封垫，密封垫靠近叶轮的表面上设有锯齿结构。所述结构可以增加驱动电机外壳与叶轮之间的密封效果，锯齿结构可以在保证密封效果的同时降低密封垫与叶轮之间的摩擦。
作为优选，所述密封垫的由弹性材料制作。
一种空压机型环加工方法，包括以下步骤：
a.粗加工：根据型环最终的尺寸，利用机床进行粗加工，预留加工余量；
b.定型安装：将型环安装在定型抛光设备上，定型抛光设备根据空压机的尺寸进行设计，定型抛光设备上设有抛光轮，抛光轮的外轮廓形状与大小与空压机的叶轮相同，在定型抛光设备中，型环与抛光轮相对安装，在空压机中，型环与叶轮相对安装；
c.定型加工：启动定型抛光设备，利用抛光轮对型环的内表面进行定型加工，定型加工完成后将型环取下；
e.上机磨合：将型环安装在空压机上，打开空压机进行上机磨合，上机磨合完成后即完成型环的加工。
通过上述技术方案，可以对型环进行精确的加工，且不需要高精度加工设备即可实现，加工成本低，通过定型加工和上机磨合的加工方式，可以保证型环的内表面与叶轮的外表面之间的间隙尽可能的小，且在正式运行时，两者之间不会出差严重的摩擦。
作为优选，还包括步骤d，步骤d设置在步骤c与步骤e之间，
d.沟槽加工：在定型加工的型环与叶轮相对的内表面上，径向加工若干个浅槽，若干个浅槽沿型环的轴线周向均布，浅槽的深度为0.05mm-0.1mm。由于叶轮本身也存在一定的加工误差，定型加工后的型环尺寸并不适配每一个叶轮，因此，在抛光轮进行定型加工时，可以根据叶轮本身的公差留下一定的余量，使定型加工后的型环与叶轮过渡配合或少量的过盈配合，在步骤e上机磨合中，通过叶轮外表面与型环内表面之间的摩擦使型环内表面软化形变，部分材料挤入浅槽，从而使型环和叶轮安装在空压机上后可以完全匹配，做到最小间隙。
作为优选，所述抛光轮与型环接触的外表面上设有抛光颗粒。
本发明的有益效果是：（1）型环的采用高分子材料制造，型环的内表面与叶轮的外表面之间的间隙可以设计的更小，增加空压机的效率，还具有更好的缓冲抗震和减少噪音的效果；（2）缩口可以将高速出口处的气体进行进一步加速；（3）可以对型环进行精确的加工，且不需要高精度加工设备即可实现，加工成本低，提高定型加工和上机磨合的加工方式，可以保证型环的内表面与叶轮的外表面之间的间隙尽可能的小，且在正式运行时，两者之间不会出差严重的摩擦。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大图。
图中：驱动电机1、涡壳2、叶轮3、弧形导风槽3.1、型环4、缩口4.1、整流罩5、密封垫6、锯齿结构6.1。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1：
如图1和图2所示，一种具有小间隙型环配合结构的空压机，包括驱动电机1、涡壳2、叶轮3和型环4，涡壳2与驱动电机1的外壳固定，叶轮3和型环4设置在涡壳2内，叶轮3设置在型环4内侧，叶轮3与驱动电机1的输出轴同轴固定，型环4与涡壳2固定，所述涡壳2内设有整流罩5，整流罩5与叶轮3同轴固定。型环4的内表面与叶轮3的外表面之间设有间隙，所述间隙的宽度小于0.3mm，所述型环4的材料为尼龙。所述叶轮3上设有弧形导风槽3.1，弧形导风槽3.1的进口尺寸大于弧形导风槽3.1的出口尺寸，弧形导风槽3.1内部的尺寸由进口向出口渐变，弧形导风槽3.1的进口方向为叶轮3的轴向，弧形导风槽3.1的出口方向为叶轮3的径向。所述型环4靠近弧形导风槽3.1的出口，且位于弧形导风槽3.1的出口外的位置上设有缩口4.1。所述驱动电机1的外壳与叶轮3之间固定有密封垫6，密封垫6靠近叶轮3的表面上设有锯齿结构6.1，密封垫6的由弹性材料制作。
上述技术方案中，型环4的内表面与叶轮3的外表面之间的间隙可以设计的很小，由于将型环4更换为高分子材料，即使加工过程中，叶轮3与型环4的尺寸存在一定的误差，也可以在运行过程中，通过叶轮3与型环4之间摩擦，将高分子材料的型材表面磨合到合适的尺寸，同时保证叶轮3不受损。型环4的采用高分子材料制造，相对金属件，还具有更好的缓冲抗震和减少噪音的效果。型环4的内表面与叶轮3的外表面之间的间隙缩小后可以增加空压机的效率，且不易增加型环4和叶轮3的加工精度，不会额外增加加工成本。
实施例2：
一种空压机型环加工方法，包括以下步骤：
a.粗加工：根据型环4最终的尺寸，利用机床进行粗加工，预留加工余量；
b.定型安装：将型环4安装在定型抛光设备上，定型抛光设备根据空压机的尺寸进行设计，定型抛光设备上设有抛光轮，抛光轮的外轮廓形状与大小与空压机的叶轮3相同，在定型抛光设备中，型环4与抛光轮相对安装，在空压机中，型环4与叶轮3相对安装；
c.定型加工：启动定型抛光设备，利用抛光轮对型环4的内表面进行定型加工，定型加工完成后将型环4取下；所述抛光轮与型环4接触的外表面上设有抛光颗粒；
d.沟槽加工：在定型加工的型环4与叶轮3相对的内表面上，径向加工若干个浅槽，若干个浅槽沿型环4的轴线周向均布，浅槽的深度为0.05mm-0.1mm；
e.上机磨合：将型环4安装在空压机上，打开空压机进行上机磨合，上机磨合完成后即完成型环4的加工。
通过上述技术方案，可以对型环4进行精确的加工，且不需要高精度加工设备即可实现，加工成本低，通过定型加工和上机磨合的加工方式，可以保证型环4的内表面与叶轮3的外表面之间的间隙尽可能的小，且在正式运行时，两者之间不会出差严重的摩擦。由于叶轮3本身也存在一定的加工误差，定型加工后的型环4尺寸并不适配每一个叶轮3，因此，在抛光轮进行定型加工时，可以根据叶轮3本身的公差留下一定的余量，使定型加工后的型环4与叶轮3过渡配合或少量的过盈配合，在步骤e上机磨合中，通过叶轮3外表面与型环4内表面之间的摩擦使型环4内表面软化形变，部分材料挤入浅槽，从而使型环4和叶轮3安装在空压机上后可以完全匹配，做到最小间隙。
本发明的有益效果是：（1）型环4的采用高分子材料制造，型环4的内表面与叶轮3的外表面之间的间隙可以设计的更小，增加空压机的效率，还具有更好的缓冲抗震和减少噪音的效果；（2）缩口4.1可以将高速出口处的气体进行进一步加速；（3）可以对型环4进行精确的加工，且不需要高精度加工设备即可实现，加工成本低，提高定型加工和上机磨合的加工方式，可以保证型环4的内表面与叶轮3的外表面之间的间隙尽可能的小，且在正式运行时，两者之间不会出差严重的摩擦。

Claims (10)

1.一种具有小间隙型环配合结构的空压机，其特征是，包括驱动电机、涡壳、叶轮和型环，涡壳与驱动电机的外壳固定，叶轮和型环设置在涡壳内，叶轮设置在型环内侧，叶轮与驱动电机的输出轴同轴固定，型环与涡壳固定，型环的内表面与叶轮的外表面之间设有间隙，所述间隙的宽度小于0.3mm，所述型环的材料为高分子材料。
2.根据权利要求1所述的一种具有小间隙型环配合结构的空压机，其特征是，所述间隙的宽度小于0.1mm。
3.根据权利要求1所述的一种具有小间隙型环配合结构的空压机，其特征是，述型环的材料为尼龙。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种具有小间隙型环配合结构的空压机，其特征是，所述叶轮上设有弧形导风槽，弧形导风槽的进口尺寸大于弧形导风槽的出口尺寸，弧形导风槽内部的尺寸由进口向出口渐变，弧形导风槽的进口方向为叶轮的轴向，弧形导风槽的出口方向为叶轮的径向。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种具有小间隙型环配合结构的空压机，其特征是，所述型环靠近弧形导风槽的出口，且位于弧形导风槽的出口外的位置上设有缩口。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种具有小间隙型环配合结构的空压机，其特征是，所述驱动电机的外壳与叶轮之间固定有密封垫，密封垫靠近叶轮的表面上设有锯齿结构。
7.根据权利要求6所述的一种具有小间隙型环配合结构的空压机，其特征是，所述密封垫的由弹性材料制作。
8.一种空压机型环加工方法，其特征是，包括以下步骤：
a.粗加工：根据型环最终的尺寸，利用机床进行粗加工，预留加工余量；
b.定型安装：将型环安装在定型抛光设备上，定型抛光设备根据空压机的尺寸进行设计，定型抛光设备上设有抛光轮，抛光轮的外轮廓形状与大小与空压机的叶轮相同，在定型抛光设备中，型环与抛光轮相对安装，在空压机中，型环与叶轮相对安装；
c.定型加工：启动定型抛光设备，利用抛光轮对型环的内表面进行定型加工，定型加工完成后将型环取下；
e.上机磨合：将型环安装在空压机上，打开空压机进行上机磨合，上机磨合完成后即完成型环的加工。
9.根据权利要求9所述的一种空压机型环加工方法，其特征是，还包括步骤d，步骤d设置在步骤c与步骤e之间，
d.沟槽加工：在定型加工的型环与叶轮相对的内表面上，径向加工若干个浅槽，若干个浅槽沿型环的轴线周向均布，浅槽的深度为0.05mm-0.1mm。
10.根据权利要求9所述的一种空压机型环加工方法，其特征是，所述抛光轮与型环接触的外表面上设有抛光颗粒。
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