CN204843160U - 一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床，包括床头、刀杆轴、压柱及铣刀组件，其中，上述刀杆轴固定在床头的一端，上述压柱固定在床头的另一端；上述铣刀组件设置在刀杆轴与压柱之间，铣刀组件又包括左刀及右刀，两者固定在刀杆轴上，并随刀杆轴运动，左刀与右刀之间设有标准块，以便调节左刀与右刀的距离，左刀与右刀随刀杆轴旋转以加工星轮齿。本实用新型突出的有点体现在生产效率高，节约能耗。

Description

一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床

技术领域

本实用新型涉及管路控制设备，特别指一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床。

背景技术

单螺杆空气压缩机关键零件有螺杆、星轮和机壳。CP型单螺杆空气压缩机由一水平主轴组件放置机壳内，安置1或2件圆柱螺杆和2或4件水平中心对称布置的星轮组件组成单螺杆空气压缩机1个主机。螺杆1或2件，每件有6条螺旋槽、机壳内壁、星轮2或4件，每件有11个齿的星轮片下上密封面其下上齿两侧低高约1mm处，在沿齿高h方向上的长直母线l及其上、下两包络曲面构成封闭基元容积，动力传到螺杆上，由螺杆螺旋槽带动2或4件星轮片齿转动，使空气通过螺杆倒角端面进入吸气腔后，被转动的2或4个星轮片齿封闭，压缩至设计压力时，额定压力热空气由开在机壳内壁的2或4个相同或2种不同中心对称的特殊直角三角形排气孔口，经排气通道向上集中顺畅排出。

CP型单螺杆空气压缩机螺杆头数Z1＝6、星轮片齿数Z2＝11、齿高h、齿宽b、齿片厚Δ＝5-8.5mm、啮合副中心距A、轮心杆径距a、传动比i＝11/6。

星轮齿侧型线的加工方法：

1.单齿分度液压靠模仿形，用圆柱铣刀仿形加工星轮齿侧型线及齿根，齿侧型线有理论误差，仅密封面以上下约1mm乘齿高hmm的面积F’参与啮合，更大的啮合面积为避免干涉而被人为加工掉，啮合面积F′小，约为展成法啮合面积F的1/5-1/8.5，压强较大、寿命较短、排量较小、比功率较差。

2.单齿分度数控模拟法，用圆柱铣刀数控模拟法加工星轮齿侧型线，型线精度、加工效率较高，仍同样有理论误差，啮合面积F′＝F(1/5-1/8.5)，压强较大、寿命较短、排量较小、比功率较差。

3.用同一高分度精度专机，无理论误差展成加工压缩机关健件：螺杆-星轮，生产单螺杆压缩机。在高分度精度数控螺杆-星轮机床上，用刀杆轴取代螺杆，中部开有平行且垂直于刀杆轴线的长方刀杆通槽，槽上下两面及杆右端面设有螺钉通孔，安装标准齿宽b块对称于转台中心线，两侧水平安装由1条长直母线l刀刃和顶端1条短垂直线t大于1mm顶刃组成的左、右端面成形铣刀(图1、图2)，刀刃与刀杆轴线在同一水平面上，低于转台上星轮片齿上平面约1mm，顶刃回转半径R刀＝A-acos16.36°+(0.5～1)mm，距星轮片齿外径间隙Z，左铣刀左端装一对调整垫块组件、右铣刀右端装一压块、压柱、压紧螺钉。加工前刀杆轴距转台中心距为A+R刀+Z，左右端面铣刀相当于螺杆上一条螺旋槽中唯一的1个在水平面上垂直于螺杆的直线刀刃截面，均分星轮齿宽b余量约1mm，加工时铣刀向下与星轮按传动比i＝6/11都逆时针旋转，对星轮片齿连续径向均匀进刀.每转进刀量S2，进行第二次平面直线包络展成加工，直至到中心距A，停止进刀即时夹紧可移动刀杆轴中心距A部件，继续光刀11个齿，确保星轮齿侧型线和齿根无理论误差和光洁，刀离开星轮后刀垂直向下停止加工，放松移动进刀部件后快速退刀至原位，拆装工件准备加工下一星轮片齿。星轮与螺杆啮合相当于环面蜗杆副是三齿啮合，是椭轮不传递动力但分度精度要求高，啮合后可见星轮片厚Δ上，沿齿高h方向有1条距星轮密封面约1mm的大于齿高h的长直母线l，及其上下两包络曲面全部都参与啮合，啮合面积达最大理想状况。所以高分度精度平面直线刀刃展成加工出的第一次螺杆和第二次用相同高分度精度平面直线刀刃包络展成加工出的星轮，齿侧型线无理论误差，啮合面积达最大，生产出的单螺杆空气压缩机产品排气量大、泄漏噪音小、压强小即：产品节能低碳、静音环保、长寿可靠。唯一不足是生产效率较低，需连续每转进刀量S2小，连续进刀距离需大于齿高h＝25-105mm，直至中心距A后，还要继续光刀11个齿，即转台还须相应转6转生产效率较低图3。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种生产效率高，节约能耗的单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床，包括床头、刀杆轴、压柱及铣刀组件，其中，上述刀杆轴固定在床头的一端，上述压柱固定在床头的另一端；上述铣刀组件设置在刀杆轴与压柱之间，铣刀组件又包括左刀及右刀，两者固定在刀杆轴上，并随刀杆轴运动，左刀与右刀之间设有标准块，以便调节左刀与右刀的距离，左刀与右刀随刀杆轴旋转以加工星轮齿。

优选地，所述的左刀外侧设有调整垫，以便调节左刀位置，上述右刀的外侧设有压块，上述压柱与压块连接，以便压紧右刀。

优选地，所述的压柱的外端设有螺钉，螺钉将压柱固定在床头上。

优选地，所述的刀杆轴的外端连接第二力矩电机，第二力矩电机驱动刀杆轴旋转运动。

优选地，所述的星轮齿包括片，各星轮齿均匀间隔设置在星轮片的周缘，星轮片的厚度范围为5-8.5mm。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型涉及到单螺杆空气压缩机星轮齿侧型线及齿根加工，尤其涉及到星轮片齿侧型线及齿根节能高效展成加工。采用与螺杆相同高分度精度但更节能、生产效率更高的，小功率力矩电机零传动全闭环数控无理论误差展成加工机床，同时配备有高速自转的：小角＜2a、小芯r、大直径Φ圆柱端面铣刀金刚石砂轮。与螺杆机床分度精度相同，但更节能、尤其是生产效率特高，可5分钟生产1件展成星轮齿，是无理论误差展成加工的平面直线二次包络型线，啮合面积达最大F。生产出的单螺杆空气压缩机产品既快又好还节能。

本实用新型用小功率恒扭矩力矩电机节能，零传动全闭环数控展成加工机床，展成分度检测精度±2.5″是当今最高的，与螺杆是匹配的。刀杆轴上刀杆槽中部标准控制块b’对称于转台中心，左右两侧必备微型电机高速逆转，驱动特制不干涉的铣刀金刚石砂轮，高速逆时针自转左刃铣刀，替代长短两垂直的直线刀刃组成的左右端面铣刀，定中心距A，按传动比i＝11/6对星轮进行第二次平面直线包络无理论误差展成铣制(磨制)。刀杆轴上高速逆时针自转左刃铣刀和转台上星轮仅分别各需逆顺各11转和相应各6转，总计刀杆轴共22转、转台相应12转的机动时间，约1分钟，加上装拆工件、刀具、堵和换向停机装拆刀具和堵等辅助时间，约需10分钟效率是当今最高的，工作熟悉后毎5分钟可加工1件。

附图说明

图1为传统左右端面的铣刀结构示意图；

图2为传统左右端面的铣刀背面结构示意图；

图3为传统左右端面的铣刀端部的结构示意图。

图4为传统星轮齿侧型线和齿根展成加工示意图

图5为本实用新型的星轮齿侧型线和齿根展成加工示意图之一；

图6为图5中I处的放大结构图；

图7为本实用新型的星轮齿侧型线和齿根展成加工侧面示意图。

图8为垂直平面直线刀刃两齿端面的圆柱铣刀结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图5-8所示，本实用新型采取的技术方案如下：一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床，包括床头2、刀杆轴3、压柱11及铣刀组件，其中，上述刀杆轴3固定在床头2的一端，上述压柱11固定在床头2的另一端；上述铣刀组件设置在刀杆轴3与压柱11之间，铣刀组件又包括左刀5及右刀9，两者固定在刀杆轴3上，并随刀杆轴3运动，左刀5与右刀9之间设有标准块b’，以便调节左刀5与右刀9的距离，左刀5与右刀9随刀杆轴3旋转以加工星轮齿6。

优选地，左刀5外侧设有调整垫，以便调节左刀5位置，上述右刀9的外侧设有压块13，上述压柱11与压块13连接，以便压紧右刀9。

优选地，压柱11的外端设有螺钉12，螺钉12将压柱11固定在床头(2)上。

优选地，刀杆轴3的外端连接第二力矩电机1，第二力矩电机1驱动刀杆轴3旋转运动。

优选地，星轮齿6包括11片，各星轮齿6均匀间隔设置在星轮片8的周缘，星轮片8的厚度范围为5-8.5mm。

进一步，基于上述现有星轮齿侧型线加工方法的不足之处，本发明人根据星轮主要材料、星轮片厚9mm以下、齿侧余量约1mm，选用当今检测展成分度精度最高为±2.5″，与螺杆展成加工机床相同，但力矩电机功率远小于螺杆-星轮机床，节能设计制作零传动全闭环数控星轮高效率展成加工机床，是国内首台高分度精度节能高效无理论误差展成加工星轮机床，也是世界首台，专为节能和提高生产效率替代我国首台高分度精度、高表面质量、高生产效率的螺杆-星轮机床设计制作。机床同时配备由微型电机驱动高速自转左刀顺右刀逆自转的平面直线两端面铣刀(金刚石砂轮)，不干涉特制小于星轮齿侧最小啮合角a的：小角＜2a、小芯r、大直径Φ左右长短垂直平面直线刀刃两齿圆柱端面铣刀(金刚石砂轮)，展成加工出齿两侧型线和齿根。先定中心距A，按传动比i＝6/11展成加工星轮片齿两侧，安装好铣刀(金刚石砂轮)，开始工作时左刀顺右刀逆高速自转，铣刀顶刃垂直向上，隨刀杆轴低速逆时针由上向下，带着高速自转铣刀与安装在转台上顺时针旋转的星轮齿，进行按传动比i定中心距A的展成加工，是垂直长短直线刃在水平面上替代1个垂直螺槽，对星轮齿进行平面直线二次包络展成加工无理论误差，刀杆轴低速逆转11转，转台上星轮片齿相应顺转6转，完成星轮齿侧型线和齿根的加工，铣刀顶刀垂直向上时停机，拆装星轮成品和毛坯。机动时间约30秒，加上拆装星轮和毛坯等辅助时间不到5分钟，是目前世界效率最高性能最好节能的星轮展成加工机床。可生产排气量1-86m3/min，电机功率15-500KW，排气压力0.7-38MPa全谱系单螺杆压缩机单机一、二级高中低压缩机星轮。亦可用于1m3以下的各种微型单螺杆压缩机。

选用国外顶级产品如：小功率力矩电机、微型电机、轴承等设计制作，全闭环数控零传动‘节能高效星轮齿展成加工机床’。机床展成分度检测精度±2.5″，机床包括床身、转台、头架、活动托座、横梁、立柱、进给装置、控制系统及力矩电机驱动系统，转台固定在床身上，头架固定在横梁上，活动托座通过直线导轨副安装在横梁上，横梁固定在立柱上，立柱和床身之间为大平面矩形导轨副连接，进给装置安装在床身端部，活动托座用油缸驱动，转台主轴与第一力矩电机的转轴和第一角度编码器的光栅鼓集成相连，头架主轴与第二力矩电机的转轴和第二角度编码器的光栅鼓集成相连。刀杆轴安装在头架右端主轴锥孔和右端活动托座间，刀杆轴中部刀杆槽中间安装标准齿宽控制块b’对称于转台中心，左右两侧安置高速逆时针自转的微型电机，驱动特制的小于星轮齿侧最小啮合角a的，小角＜2a、小芯r、大直径Φ左右长短垂直平面直线刀刃两齿端面圆柱铣刀(金刚石砂轮)及驱动座组件(图7-8)。无需进刀只需按传动比i＝11/6，定中心距A，左刀顺右刀逆高速自转，左、右铣刀之间水平距离为齿宽b，均分转台上星轮片齿侧余量，顶刃回转半径R刀＝A-acos16.36°+(0.5～1)mm，顶刃距星轮外径间隙Z，转台上星轮片齿下平面(密封、设计、装配、工艺基准面)，低于刀杆轴水平面约1mm，开始准备首件加工：刀杆轴逆时针向下转270°，顶刀朝上，开机加工需开降尘、冷却、润滑乳化液，左刀顺右刀逆高速自转，隨刀杆轴低速逆转由上向下对转台上顺转星轮齿进行展成加工11转，转台上星轮相应顺转6转，铣刀顶刃垂直向上停机，拆装星轮和星轮毛坯、可加工下一件星轮。机动时间约30秒，加上辅助时间每件不用5分钟。

以上是当今高分度精度星轮展成节能机床与微型电机驱动高速自转特制不干涉的：小角＜2a、小芯r、大直径Φ左右长短垂直平面直线刀刃两齿圆柱端面铣刀(金刚石砂轮)结合，不仅节能，而且使生产效率得到空前的提高，生产1件星轮齿机动时间约30粆，加上辅助等总时间不到5分钟。生产出的星轮齿侧全在齿高h方向和齿片厚Δ＝5-8.5mm上全部都参与啮合，生产出的各类单螺杆空气压缩机产品，才能真正发挥各种单螺杆压缩机产品优异性能：节能低碳；静音环保；长寿可靠；价廉物美。

本实用新型的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本实用新型专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本实用新型专利权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床，其特征在于：包括床头(2)、刀杆轴(3)、压柱(11)及铣刀组件，其中，上述刀杆轴(3)固定在床头(2)的一端，上述压柱(11)固定在床头(2)的另一端；上述铣刀组件设置在刀杆轴(3)与压柱(11)之间，铣刀组件又包括左刀(5)及右刀(9)，两者固定在刀杆轴(3)上，并随刀杆轴(3)运动，左刀(5)与右刀(9)之间设有标准块(b’)，以便调节左刀(5)与右刀(9)的距离，左刀(5)与右刀(9)随刀杆轴(3)旋转以加工星轮齿(6)。

2.根据权利要求1所述的一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床，其特征在于：所述的左刀(5)外侧设有调整垫，以便调节左刀(5)位置，上述右刀(9)的外侧设有压块(13)，上述压柱(11)与压块(13)连接，以便压紧右刀(9)。

3.根据权利要求2所述的一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床，其特征在于：所述的压柱(11)的外端设有螺钉(12)，螺钉(12)将压柱(11)固定在床头(2)上。

4.根据权利要求3所述的一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床，其特征在于：所述的刀杆轴(3)的外端连接第二力矩电机(1)，第二力矩电机(1)驱动刀杆轴(3)旋转运动。

5.根据权利要求4所述的一种单螺杆空气压缩机星轮齿展成加工机床，其特征在于：所述的星轮齿(6)包括11片，各星轮齿(6)均匀间隔设置在星轮片(8)的周缘，星轮片(8)的厚度范围为5-8.5mm。