[实用新型]用于单螺杆压缩机的复合星轮片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单螺杆压缩机，尤其涉及该单螺杆压缩机中星轮片。

背景技术

单螺杆压缩机是一种用途广泛的流体机械，用来压缩气体，借以提高气体压力。它主要用于化学工业的气体合成；石油炼制中的催化、裂化、脱硫、加氢控制；采油工业的钻井、油田注气；钢铁工业中的焦炉气氢分；制冷行业中的空调、冷冻、冷藏；气体输送，气体分离；并大量用于空气动力领域，如风力机械、仪表控制、车辆制动、喷涂、喷雾及军事武器系统。

单螺杆压缩机具有工作可靠、噪音低、振动小、节能、寿命长、维修少且费用低等一系列优点，被国外称作“21世纪战略产品”。

由图1A、图1B、图1C可见：单螺杆压缩机主要由机壳4、螺杆3与一对星轮片1组成的啮合付、轴承油封6、传动轴2、传动壳体5、联轴器7等组成。

由图2可见：单螺杆压缩机的核心部分是螺杆3和一对星轮片1组成的啮合副。

单螺杆压缩机主要依靠螺杆与星轮的精确啮合运动来实现其工作过程，啮合副是单螺杆压缩机的心脏，由于啮合副几何形状复杂，因此星轮片在工作中受到热和力的作用而产生的弹性变形的控制至关重要，由于弹性变形造成啮合副传动误差，会使星轮产生附加的加速减速运动，星轮齿在螺杆槽中产生颤振，啮合作用力增大，动压油膜遭到破坏，轻则使啮合副磨损加剧，整机摩擦功耗增加，重则造成星轮齿折断，压缩机失效。因此保证星轮片具有一定的刚性，保持啮合副的传动精度，具有重要的工程价值。

由图3A、图3B、图3C可见：现有技术中广泛使用的星轮片为整体式工程塑料、尼龙酚酸树脂、或者是价格昂贵的聚芬醚酮PEEK热塑性树脂100。

这些材料虽摩擦系数较小，但是弹性模量较小，抗变形能力差，不能长期保持星轮片的加工精度，影响了螺杆星轮片的啮合寿命。另外，PEEK树脂目前还只能依赖进口，它价格昂贵，高达100万/t，每只整体星轮片的材料费就达到1000元-2000元，因星轮片容易磨损，这就大大增加了制造成本与维修费用。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供了一种用于单螺杆压缩机的复合星轮片，旨在解决上述的缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：内层是合金钢芯板、外层是PEEK碳纤聚合物；所述的PEEK碳纤聚合物覆盖在合金钢芯板上、并与其牢固结合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：增加了星轮片的刚性、强度及抗变形能力，提高了星轮片的啮合精度及主机使用寿命；同时也大幅度降低了生产成本，增加了效益。

附图说明

图1A是单螺杆压缩机的结构示意图；

图1B是图1A中B-B向视图；

图1C是图1A中A-A向视图；

图2是图1A中螺杆和一对星轮片组成的啮合副示意图；

图3A是现有技术中星轮片结构示意图；

图3B是图3A中A-A向视图；

图3C是图3B中B-B向视图；

图4A是本实用新型结构示意图；

图4B是图4A中A-A向视图；

图4C是图4B中C-C向视图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

由图4A、图4B、图4C可见：本实用新型包括：内层是合金钢芯板200、外层是PEEK碳纤聚合物300；所述的PEEK碳纤聚合物300覆盖在合金钢芯板200上、并与其牢固结合。

本实用新型根据星轮片和螺杆的啮合曲面，设计制作一钢质芯板，芯板并热处理增加其刚度，并做成相应啮合曲面，在芯板的外面模压一层PEEK碳纤聚合物，模压时芯板须预热，尽量使温度接近PEEK碳纤聚合物的结晶温度。制作成形后并进行定性处理，定性温度一般等于或大于制作的工作温度，定性处理时，炉子的升温、保温、降温的时间须按照严格的工艺要求，一般不少于16个小时。

制作做好后需进行物理性能和机械性能的测试，主要检测参数是：密度、典型结晶度、热膨胀系数、拉伸强度、抗拉延伸量、洛氏硬度等。在制作抽样检测后即在专用机床上用展成法加工啮合曲面。

本实用新型中间是合金钢芯板，外面包复一层PEEK碳纤聚合物，选择一定的锁模力和注射力，保证PEEK碳纤聚合物的密度。由于钢芯板的刚性较好，不易变形，并事先钻11孔使PEEK树脂注入其中，保证钢芯板与PEEK的牢固结合，受力后不会错位。这种结构既保证了星轮片的刚度和强度及原始加工精度，又保留了PEEK碳纤聚合物的耐高温和耐磨自润滑特性。

应用本实用新型能大幅度降低生产成本。由于本实用新型所用的PEEK树脂只有整体PEEK星轮片材料的三分之一，大大地节约了生产成本，如年产二千台单螺杆压缩机的厂家，选用复合星轮片就可以节约成本近二百万元，所以本实用新型的推广使用具有很大的经济意义。