[发明专利]高效涡旋机械型面设计和制造技术

说明书

本发明适用于以Creux发明的涡旋结构为变容积工作方式的流体机械。新型设计制造方法不仅解决了涡旋机械的泄漏损失问题，而且消除了现有技术中对曲轴的振动影响，并使长期困扰涡旋机械发展的涡旋型面高效率，高精度加工难点得到解决。

现在涡旋机械应用最多的是空调压缩机领域。涡旋型面因刚度差，型腔窄而深，采用专门化加工设备和专门化加工方法加工。且装配过程中静盘位置的对中误差和角度误差较大，因而采用径向柔性技术，如美国的带有可变轨道半径的可动曲柄机构，日本的涡旋转子自身调节支撑机构等。由于两涡旋盘型面高度差，采用轴向柔性技术，例如在型面顶部开槽镶入密封条阻止轴向间隙引起的径向泄漏。

本发明系为解决涡旋型面在工作过程中受温度和压力作用产生径向和轴向不均变形，形成零件附加误差造成的附加干涉振动和附加泄漏损失，以及两涡旋盘装配对中误差及角度误差引起的间隙和间隙不均匀振动。通过减少泄漏提高容积效率和减少能量损失；减少间隙不均匀度降低曲轴偏振，减少附加干涉，提高可靠性；同时降低噪声。

本发明具体内容如下：用创成法加工出涡旋型面，径向形状精度公差控制为10^-2mm级，轴向尺寸及平行度公差控制为10^-2mm级。将成套工作的静盘、壳体、动盘、十字键与工艺曲轴(见图1)，工艺电机配套，按机器工作方式组合在一起。静盘在壳体上不固定，用工艺曲轴驱动动盘回转，靠弹簧力通过偏心销压迫动盘推动静盘向最外端移动，根据动盘回转过程中各个相位时静盘所处相应位置，计算出静盘在壳体上的对中位置，然后按偏差校正静盘在壳体上位置，按上述方法重复测量调整，直到测量偏差稳定即对中误差达到规定范围为止。因为动盘回转过程中，型面内，外表面与静盘的接触摩擦力分别使静盘顺时向或逆时向方向转动，因而对中调整过程中可使角度误差得到一定消除，且对中精度越高，调整后的角向误差也越小。当角向误差要求更小时，静盘对中后，用限定静盘外圆的方法使其中心无法移动，回转动盘，找正角度位置。待静盘位置校正后再将其固定在壳体上。采用上述方法可实现动盘与静盘位置的初调整。

将静盘固定到壳体上后，在静盘与壳体上配钻、铰两圆锥销孔，表面粗糙度不超出供静盘在壳体上的重复复定位之用。

然后拆下静盘，在两涡旋型面上涂研磨剂后再按原位置装在一起，放入磨合用的工艺外壳中。按典型工作条件，例如空调压缩机，按空调工况的进、排气压力温度，在吸气管通入吸气状态的制冷剂，在排气口与进气口之间安装压差阀。控制进、排气口压力差及排气口温度，按设定转速驱动工艺曲轴正转、反转以减少加研磨剂的次数交替运转，用工艺曲轴上的弹簧压力作研磨压力(控制运转离心力)对涡旋型面进行径向对研；并在动盘背面施加轴向支撑力，对涡旋型面进行轴向对研。而且实现了对涡旋顶面圆角与底面圆弧的对研。

依靠工艺曲轴上偏心销1与定位块4相接触时的极限位置来控制对研磨合后动盘，十字键、壳体、静盘实际尺寸决定的偏心量符合工作曲轴偏心距。

由于采用成套对研技术作为最后处理方式，使涡旋型面的成型精度公差由UM级放大到CMM级，大大提高工艺性。根据对研磨合后的涡旋型面径向和轴向实际形状统计出符合涡旋工作要求的静态形状，作为涡旋型面的静态设计形状。