螺旋压缩机及其转子的制造方法

1.一种螺旋压缩机，包括：
至少一对凸形和凹形转子，其相互啮合；
一轴承件，用于支承转子；
一电机，用于驱动转子；和
一外壳件，其容纳转子，轴承件和电机，其中
该电机驱动凹形转子，使得凸形转子由凹形转子驱动，和
至少凸形转子和凹形转子中的一个包括一个由铸铁制造并受到 淬火处理的件，
其中所述凹形转子被构制成其齿数大于所述凸形转子的齿数，
所述淬火处理是一种盐浴，该盐浴温度为200-270℃，并且包括盐。
2.根据权利要求1的螺旋压缩机，其特征在于：在温度为 200-270℃的盐浴中淬火之前，所述铸铁在抗氧化环境中被加热到温度 为800-900℃。
3.一种螺旋压缩机转子的制造方法，其中具有比凸形转子多的 齿数的凹形转子被电机驱动，凸形转子由凹形转子驱动，该方法包括 以下步骤：
用延性铁制造转子；
将转子加热；
对转子在温度为200-450℃的盐浴中进行淬火处理；和
然后转子被保持在200-450℃的盐浴炉中，保持5-240分钟。
4.根据权利要求3的螺旋压缩机转子的制造方法，其特征在于 包括以下步骤：
将用延性铁制造的所述转子在抗氧化环境中被加热到 800-900℃，
在所述淬火处理以后，将转子保持在200-270℃，保持5-30分钟， 和
然后冲洗转子。

技术领域\n本发明涉及一种螺旋压缩机，和一种制造螺旋压缩机转子的制造 方法，特别是涉及一种没有同步齿轮的油冷的螺旋压缩机，当确保转 子的齿表面的可靠性时改善其性能。\n背景技术\n在常规的油冷压缩机中，通常将一凸形转子直接连接或者经过一 联轴器连接到一驱动电机，使得该凸形转子作为驱动轴而操作，使凹 形转子转动。而且，为了构成凸形和凹形转子，考虑几何方面，凸形 转子的齿数小于凹形转子的齿数。而且，铸造金属如延性铁被机加工， 用作转子的材料。\n在现有技术中，因为凸形转子的转速被固定，凸形转子的齿数比 凹形转子的齿数小，凹形转子的周边速度慢，因此存在问题，泄漏相 对增加，性能降低。相反，当采用凹形转子作为驱动轴时，周边速度 能够增加，使得泄漏减小。这样的例子在JP-A-11-62860或类似文件 中公开了。\n但是，已经发现，如果铸铁用作转子材料，以及凸形转子由凹形 转子驱动，强度不足以支承施加到凹形转子驱动表面的负荷，从而齿 表面发生损坏，如咬住或者裂缝。\n发明内容\n因此，本发明的目的是提供一种螺旋压缩机，其能够改善压缩机 的性能，降低泄漏，并且还能够确保转子齿表面的可靠性。\n为了实现上述目的，根据本发明，提供一种螺旋压缩机，包括：\n至少一对凸形和凹形转子，其相互啮合；\n一轴承件，用于支承转子；\n一电机，用于驱动转子；和\n一外壳件，其容纳转子，轴承件和电机，其中\n该电机驱动凹形转子，使得凸形转子由凹形转子驱动，和\n至少凸形转子和凹形转子中的一个包括一个由铸铁制造并受到 淬火处理的件，其中所述凹形转子被构制成其齿数大于所述凸形转子 的齿数，\n所述淬火处理是一种盐浴，该盐浴温度为200-270℃，并且包括 盐。\n现在较佳的是，在温度为200-270℃的盐浴中淬火之前，所述铸 铁在抗氧化环境中被加热到温度为800-900℃。\n根据本发明的第二特征，提供一种螺旋压缩机转子的制造方法， 其中具有比凸形转子多的齿数的凹形转子被电机驱动，凸形转子由凹 形转子驱动，该方法包括以下步骤：用延性铁制造转子；将转子加热； 将转子在温度为200-450℃的盐浴中进行淬火处理；和然后转子被保 持在200-450℃的盐浴炉中，保持5-240分钟。\n更佳的是，上述由球墨铸铁制造的转子即用延性铁制造的所述转 子在抗氧化环境中被加热到800-900℃，在所述淬火处理以后，将转 子保持在200-270℃，保持5-30分钟，和然后冲洗转子。\n通过下面结合附图对本发明实施例的描述，本发明的其它目的、 特征和优点将变得更明显。\n附图说明\n图1是本发明的一实施例的螺旋压缩机的垂直的横剖图；和\n图2是图1中的螺旋压缩机沿A-A线的横剖图。\n具体实施方式\n本发明的实施例将参照附图进行描述。\n图1和2是本发明的一实施例的油冷的螺旋压缩机的视图，其中， 螺旋压缩机包括一个外壳1，一个有吸气口8的电机盖2，和增压室蜗壳 3，其以密封的关系一个与另一个相连，还包括一具有一排气口14的排 气空间4。在外壳1内，容纳有一驱动电机7，形成有一圆筒孔5和一用 于将气体引入到圆筒孔5中的吸气孔(未示出)。一对凸形和凹形的螺 旋转子6(凸形转子用6m表示，凹形转子用6f表示)，在圆筒孔5中相 互接合，并且由滚针轴承10，11和12和球轴承13可转动地支承。凹形 转子6f的轴直接连接到驱动电机7。滚针轴承12和球轴承13容纳在增压 室蜗壳3中，其中形成有气体的排放通道(未示出)与使圆筒孔5与排 放空间4相连通。增压室蜗壳3由螺栓或其它装置固定到外壳1。而且在 增压室蜗壳3的一端安装有一挡板15，用于关闭容纳有滚针轴承12和球 轴承13的轴承室9。在上面描述的外壳1和增压室蜗壳3中，分别形成供 油通道17，并且与设置在排放空间4的下部且设置有相关的轴承部分的 油槽16相连通。\n然后，下面描述各致冷气体和油的流动。\n一种低温低压的致冷气体从吸气口8被吸入，该吸气口设置在电机 盖2上，该致冷气体通过设置在驱动电机7和外壳1之间的气体通道(未 示出)，并且通过一定子和电机转子之间的空气间隙，而冷却电机7， 然后，气体经外壳1中形成的一吸入口吸入到压缩腔，该压缩腔由凸形 和凹形的螺旋转子的齿表面啮合和外壳形成。随着与电机7相连的凹形 转子6f的转动，吸入到压缩腔中的致冷气体被密封在压缩腔中，然后 随着压缩腔的容积的减小而被逐渐压缩，从而变成高温和高压的致冷 气体，其经增压室蜗壳3中形成的排放通道被排放到排放空间4中。油 气混合物由设置在排放空间4中的油气分离装置18(例如，一筛网去雾 器)分别被分离成油和气体，然后油被储存在油槽16中，气体经排放 口14排出。至于在压缩时作用在凸形和凹形螺旋转子上的载荷，径向 载荷由滾针轴承10，11和12支承，轴向载荷由球轴承13支承。用于润滑 和冷却这些轴承的油由高压油槽16经供油通道17通过使用压差而提 供，该油槽16设置在排放空间4的下部，该供油通道17与轴承部件相连 通。然后油与压缩气体一起被排放到排放空间4。\n下面描述凸形转子6m和凹形转子6f的转动。假设凸形转子的齿数 是“Zm”，凹形转子的齿数是“Zf”。现在，螺旋压缩机的凸形和凹 形转子的齿数(Zm，Zf)，在实际使用时采用(5，6)、(5，7)或(4，6)。 在本实施例中，可以采用任何能够构成这些齿形的组合。另外，假设 电机的转动速度是“ω0”，该速度在一个地方是不变的，而“ω0” 在每一地方是可以改变的。通常在现有技术中，凸形转子6m的轴直接 与电机相连，然后凹形转子6f由凸形转子6m驱动。在此情况下，凸形 和凹形的转子的转速分别如下：\n凸形转子6m的转速＝电机的转速＝ω0\n凹形转子6f的转速＝ω0×(Zm/Zf)\n因为“Zm”＜“Zf”，如上所述，所以凹形转子的转速低于“ω0”。\n另一方面，在电机直接与凹形转子6f的轴相连，凸形转子6m由凹 形转子驱动的情况下，转速如下计算：\n凹形转子6f的转速＝电机的转速＝ω0\n凸形转子6m的转速＝ω0×(Zm/Zf)＞ω0\n如上所述，当由凹形转子6f驱动时，凸形和凹形转子6m、6f的转 速能够高于由凸形转子6m驱动的情况，从而改善性能，因为转子与外 壳之间的间隙产生的泄漏能够相对减少。\n而且，通过由凹形转子6f驱动，凸形转子6m的转速增加，使得从 压缩机的排放量能够增加。因此，制造同样排放量的压缩机，能够比 凸形转子驱动的情况下减小体积。\n下面，描述压缩时作用在转子上的力。由于压缩气体产生的反力， 和由驱动轴向被驱动轴传递力矩的负荷作用在转子上。在凸形转子驱 动的情况下，从凸形转子向凹形转子传递的力矩是大约电机向凹形转 子传递的力矩的15％。另一方面，在凹形转子驱动的情况下，传递的 力矩相反地是大约电机向凹形转子传递的力矩的85％。因此，发现在 凹形转子驱动的情况下，转子之间相应于传递力矩的负荷产生得很大， 使得作用在转子齿表面的压力(表面压力)过大。\n常规的是，球墨铸铁已大量地用作转子材料，但是发现在上述的 凹形转子驱动的情况下的表面压力超过球墨铸铁的容许应力，导致齿 表面的损坏，如咬住，或者裂缝。因此，在此实施例中，为了增加表 面硬度，以承受过大的表面应力，转子的齿表面要进行表面硬化处理。\n通常是，表面硬化处理层的深度是几十微米，并且因此在处理以 后很难进行精加工。因此，预先地，由于处理造成的尺寸改变量，处 理前的形状应当被修正地形成。另外，硫氮共渗或者冷渗氮处理可以 进行，其在表面硬化处理时尺寸改变较小。\n通过硫氮共渗处理，一个软的硫化物层被形成为一氮化二铁层的 外层。虽然层的厚度依赖于处理时间、钢的种类或类似物，通常层厚 包括硬层的范围是5-25微米。由于硫氮共渗处理产生的尺寸改变小于 层的厚度，并且在硫化铁插入的摩擦表面之间保持光滑，甚至在高负 荷或者高温下也不被卡住。通过以此方式进行硫氮共渗处理，最外层 的硫化物层塑性变形，增加摩擦表面的接触表面，从而每单位面积的 载荷能够减小，以改善抗磨损、抗卡住和抗咬住性能。\n上面描述的渗氮处理也是一种表面硬化的热处理，其中，氮气分 散和渗透到铸铁表面，使铸铁表面硬化。例如，当该处理是在一电熔 炉中进行时，氨气(NH3)被吹入到电熔炉中，并且，当加热到500-520℃ 时，一部分该气体分解成氮(N)和氢(H)，从而氮能够与铁元素结 合，生成硬的氮化物。通过渗氮处理，能够将转子制造成具有特别优 越的抗摩擦性。另外，由于渗氮处理提供结构改变但是不膨胀不收缩， 并且能够采用低的渗氮处理温度500-520℃，因此转子的弯曲和挠曲 能够很小，以防止出现裂纹或类似情况。\n进一步地，代之于上面描述的表面硬化处理，可以采取热处理， 使得转子具有优越的抗摩擦性。奥氏体回火处理是最佳的热处理。在 奥氏体回火处理中，一转子由球墨铸铁制造，并且当转子在例如抗氧 化环境中被加热到800-900℃时，转子在200-450℃的盐浴炉中承受热 淬处理。然后，转子被保持在上述的200-450℃(较佳的是200-270℃) 的盐浴炉中，保持5-240分钟(如果需要改善硬度，较佳的是5-30分 钟，如果还需要改善抗拉强度，即使硬度在一定程度上有损失，较佳 的是30-90分钟)，然后，转子被冲洗结束。奥氏体回火处理的特性 在于转子的刚性、抗摩擦性和抗冲击性能够大大改善，由于热处理造 成的挠曲和尺寸改变很小。\n在采用热处理的情况下，可以处理材料达到其基本上中心的部 分，并且因此在热处理后进行精加工。\n根据本发明，一凹形转子由电机驱动，一凸形转子由凹形转子驱 动，并且转子构成的材料是由铸铁制成的材料，并进行表面硬化处理 或者热处理包括淬火，使得一转子的转速增加，减小泄漏，改善性能， 而转子的可靠性能够改善，提供允许压缩机尺寸减小的优点。\n本领域技术人员还应当明白，上面对本发明的实施例进行了描 述，但是本发明不限于此，不背离本发明的精神和范围，可以进行各 种改变和改造。