螺杆转子坯料及其加工方法、螺杆转子和螺杆压缩机与流程

1.本技术涉及压缩机技术领域，具体涉及一种螺杆转子坯料及其加工方法、螺杆转子和螺杆压缩机。


背景技术：

2.螺杆压缩机通过平行布置的一对阴、阳转子的周期性啮合旋转实现容积变化，从而完成吸气、压缩、排气过程。阴、阳转子间、转子与机壳间存在形状、大小不一的多种泄漏通道，这些泄漏通道会使得压缩机运行产生泄漏损失，无法达到最佳效率。目前，存在一种螺杆转子涂层技术，在金属转子磨削后进行非金属材料涂层。由于涂层厚度及均匀性难以保证精确，在转子装配前进行静态干磨处理：阴阳转子装配于啮合仪上，驱动阳转子带动阴转子，将阴、阳转子涂层磨合至零间隙状态。
3.这种静态干磨工艺操作起来复杂耗时，实施起来效率偏低。并且，现有涂层工艺，大部分局限于1层，只是用于降低泄漏损失和提升运行效率上，涂层的功能性偏少。


技术实现要素：

4.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种螺杆转子坯料及其加工方法、螺杆转子和螺杆压缩机，能够使得利用该螺杆转子坯料加工出的螺杆转子的功能选择多样化，且加工工艺简单，生产效率更高。
5.为了解决上述问题，本技术提供一种螺杆转子坯料，包括转子本体、功能涂层和定位涂层，功能涂层位于转子本体的外表面，定位涂层位于功能涂层的外表面。
6.优选地，功能涂层涂镀在转子本体外，定位涂层涂镀在功能涂层外。
7.优选地，功能涂层为至少一层。
8.优选地，功能涂层为多层，各层功能涂层的功能不同。
9.优选地，功能涂层为降噪材料、隔振材料和隔热材料中的至少一种。
10.优选地，螺杆转子包括阴转子和阳转子，阴转子和阳转子之间的间隙值为a，当仅对阳转子进行涂层时，阳转子上的功能涂层厚度大于a，当仅对阴转子进行涂层时，阴转子上的功能涂层厚度大于a，当同时对阴转子和阳转子进行涂层时，阴转子和阳转子上的涂层厚度均大于a/2。
11.优选地，定位涂层的厚度大于或等于机床磨削余量要求。
12.优选地，功能涂层的厚度为0.04mm～0.06mm，定位涂层的厚度为0.49mm～0.51mm。
13.根据本技术的另一方面，提供了一种螺杆转子，由上述的螺杆转子坯料将定位涂层加工掉后形成。
14.优选地，螺杆转子坯料通过磨削加工形成螺杆转子。
15.根据本技术的另一方面，提供了一种螺杆压缩机，包括螺杆转子，该螺杆转子为上述的螺杆转子。
16.根据本技术的另一方面，提供了一种上述的螺杆转子坯料的加工方法，包括：
17.在螺杆转子外涂镀第一预设厚度的功能涂层；
18.在功能涂层外涂镀第二预设厚度的定位涂层，形成螺杆转子坯料。
19.优选地，加工方法还包括：
20.对螺杆转子坯料进行加工，预留第三预设厚度的功能涂层，将其他的功能涂层和全部定位涂层均加工掉。
21.优选地，定位涂层和部分功能涂层通过磨削方式去除。
22.本技术提供的螺杆转子坯料，包括转子本体、功能涂层和定位涂层，功能涂层位于转子本体的外表面，定位涂层位于功能涂层的外表面。本技术实施例的螺杆转子坯料，在功能涂层外增加了定位涂层，可以通过定位涂层增加整体涂层的厚度，从而避免涂层过薄导致厚度无法满足机床磨削余量要求，无法精准定位加工的问题，功能涂层的功能选择性更多，加工完成的螺杆转子表面涂层均匀性更好，涂层均匀度更高，加工工艺更加简单，加工效率更高。
附图说明
23.图1为本技术一个实施例的阳转子坯料的结构示意图；
24.图2为本技术一个实施例的阴转子坯料的结构示意图；
25.图3为本技术一个实施例的螺杆转子涂层成品结构；
26.图4为本技术一个实施例的螺杆转子涂层成品结构；
27.图5为本技术一个实施例的阳转子坯料的立体结构示意图；
28.图6为本技术一个实施例的阴转子坯料的立体结构示意图；
29.图7为本技术一个实施例的螺杆转子坯料的加工方法流程图。
30.附图标记表示为：
31.1、转子本体；2、功能涂层；3、定位涂层。
具体实施方式
32.结合参见图1至图6所示，根据本技术的实施例，螺杆转子坯料包括转子本体1、功能涂层2和定位涂层3，功能涂层2位于转子本体1的外表面，定位涂层3位于功能涂层2的外表面。
33.本技术实施例的螺杆转子坯料，在功能涂层2外增加了定位涂层3，可以通过定位涂层3增加整体涂层的厚度，从而避免涂层过薄导致厚度无法满足机床磨削余量要求，无法精准定位加工的问题，功能涂层2的功能选择性更多，加工完成的螺杆转子表面涂层均匀性更好，涂层均匀度更高，加工工艺更加简单，加工效率更高。
34.转子材料可以是锻件或铸件；功能涂层2的材料具有低摩擦系数、耐磨损、耐冷媒、亲油性等；定位涂层3无特殊要求，可涂镀即可。
35.例如，在利用机床进行定位涂层3以及功能涂层2的加工时，机床保证加工精确需要定位加工掉0.5mm，功能涂层2表面由于均匀性，厚度为0.5～0.55mm，同理，定位涂层3的厚度可定为0.3～0.35mm，那么加床加工0.5mm的话，就要在功能涂层2上继续加工0.15～0.2mm，这样就可以将功能涂层2上0.05mm的不均匀度给加工掉，从而解决功能涂层均匀性问题以及功能涂层外观粗糙度问题。
36.在一个实施例中，功能涂层2涂镀在转子本体1外，定位涂层3涂镀在功能涂层2外。功能涂层2采用涂镀的方式附着在转子本体1的表面，定位涂层3通过涂镀的方式附着在功能涂层2的表面，能够保证各层之间的附着力，提高整体结构的稳定性。
37.在一个实施例中，功能涂层2为至少一层。
38.例如，如果是一层功能涂层2，又如果是用于隔热的，那么就选择一种隔热涂层材料，往金属螺杆转子型面上进行喷涂，然后喷涂定位涂层3，最后利用机床加工保证功能涂层2的均匀性和外观粗糙度。
39.在一个实施例中，功能涂层2为多层，各层功能涂层2的功能不同。
40.如果是两层功能涂层2，那么可假设选择隔热和隔振两种材料，首选喷涂隔振材料，然后继续喷涂隔热材料，中间无需定位涂层3，定位涂层3只用于最外层。紧接着再喷涂定位涂层3，然后再进行加工。用于功能涂层2的两种材料根据实际情况进行先后排序，或者无需排序。
41.在一个实施例中，功能涂层2为降噪材料、隔振材料和隔热材料中的至少一种。
42.在一个实施例中，螺杆转子包括阴转子和阳转子，阴转子和阳转子之间的间隙值为a，当仅对阳转子进行涂层时，阳转子上的功能涂层2厚度大于a，当仅对阴转子进行涂层时，阴转子上的功能涂层2厚度大于a，当同时对阴转子和阳转子进行涂层时，阴转子和阳转子上的涂层厚度均大于a/2。通过该种方式，能够保证在对阴转子和阳转子加工完成后，仅剩功能涂层2时，也能够使得阴转子和阳转子之间的特层厚度等于间隙，有效填补阴转子和阳转子之间的间隙，减少泄漏，提高运行效率。a值一般为0.03mm～0.05mm。
43.在一个实施例中，定位涂层3的厚度大于或等于机床磨削余量要求。机床磨削余量一般为0.3mm～0.5mm。
44.在一个实施例中，功能涂层2的厚度为0.04mm～0.06mm，定位涂层3的厚度为0.49mm～0.51mm。
45.根据本技术的实施例，螺杆转子由上述的螺杆转子坯料将定位涂层3加工掉后形成。也即，本技术是在螺杆转子外增加功能涂层2和定位涂层3之后，再将定位涂层3完全加工掉，并加工掉部分功能涂层2，从而保证功能涂层2的表面厚度更加均匀，光滑度更高。定位涂层3在此处的作用是配合机床磨削转子型面时进行基准定位，保证涂层有足够的加工厚度，便于进行机床的磨削加工。
46.在一个实施例中，螺杆转子坯料通过磨削加工形成螺杆转子。本实施例中，由于增加了定位涂层3，使得涂层的厚度能够得到保证，能够满足机床磨削余量的要求，因此可以采用机床磨削的方式进行精准定位加工，工艺更加简单，生产效率更高。
47.根据本技术的实施例，螺杆压缩机包括螺杆转子，螺杆转子为上述的螺杆转子。
48.结合参见图7所示，根据本技术的实施例，上述的螺杆转子坯料的加工方法包括：在螺杆转子外涂镀第一预设厚度的功能涂层2；在功能涂层2外涂镀第二预设厚度的定位涂层3，形成螺杆转子坯料。
49.加工方法还包括：对螺杆转子坯料进行加工，预留第三预设厚度的功能涂层2，将其他的功能涂层2和全部定位涂层3均加工掉。
50.定位涂层3和部分功能涂层2通过磨削方式去除。
51.在进行螺杆转子坯料的成形过程中，先按照预设的间隙分布进行金属转子磨削加
工，材料选用铸件或锻件，如45#钢或球铁qt600
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3，金属转子间间隙为0.03mm，驱动侧节圆间隙为0.005mm，密封侧节圆间隙为0.015mm。
52.对磨削成型后阴、阳转子进行非金属涂层涂镀，包括功能涂层2和定位涂层3。功能涂层2的材料选取为具有低摩擦系数、耐磨损、耐冷媒、亲油性的非金属材料。定位涂层3无特殊要求，可涂镀即可。具体涂镀要求如下：1、根据压缩机功能需求，选择减振材料或降噪材料、或隔热材料，将其均匀涂镀在金属转子表面，厚度0.04mm～0.06mm。2、选择可用的定位涂层材料，将其均匀涂镀在功能涂层表面，厚度0.5mm左右。
53.将完成涂层的螺杆转子坯料上机床进行二次磨削加工，按阴、阳转子的功能涂层厚度为0.015mm进行控制，最终形成零间隙配对状态。需要强调的是，定位涂层3最终是被加工掉的，功能涂层2也要被加工掉一定厚度。
54.此时，配对的阴阳转子已具备零间隙、减振或降噪或隔热或其他功能。需要强调的是，若功能涂层2选用减振材料，螺杆转子就具备零间隙和减振功能，进而提高压缩机的能效和减少其振动；若功能涂层2选用降噪材料，螺杆转子就具备零间隙和降噪功能，进而提高压缩机的能效和降低其噪音；若功能涂层2选用隔热材料，螺杆转子就具备零间隙和抗热变形功能，进而提高压缩机的能效和解决因转子热变形带来的可靠性问题。
55.功能涂层2也可以分为2层或更多层，每层设置不同的涂层材料，从而使压缩机同时具备多种功能。例如：功能涂层2分为2层，分别设置降噪层和减振层，那么压缩机就具备高能效和减振降噪的功能。
56.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
57.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。