一種渦旋壓縮機的平面十字聯軸節的製作方法
2023-09-19 12:26:00 1
專利名稱：一種渦旋壓縮機的平面十字聯軸節的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種渦旋機械領域。特別地，本發明涉及一種在這些渦旋機械中使用 的獨特的平面十字聯軸節。
背景技術：
在本領域通常被稱為「渦旋」機械的這類機器用於各類型流體的輸運。這種渦旋 機械可做成渦旋膨脹機、渦旋壓縮機、渦旋發動機、渦旋泵等。本發明的特點是適合於這些 機器的任何一種。然而，為舉例說明起見，所公開的實施例呈密封式製冷劑渦旋式壓縮機形 式。渦旋壓縮機越來越普遍地用作製冷和空調應用中的壓縮機。通常，渦旋壓縮機主 要由動渦旋盤、靜渦旋盤、十字聯軸節、軸承座、曲軸、電機、密封外殼等構成。渦旋壓縮機中 的渦旋裝置包括兩個形狀類似的渦卷，每一個渦卷安裝在一個單獨的端板上，以限定一個 渦旋件。所述兩個渦旋件互相配合在一起，其中動渦旋盤相對靜渦旋盤旋轉180度並偏心 對置安裝。渦旋壓縮機中的電機帶動曲軸使得動渦旋盤相對於靜渦旋盤沿軌道運行，於是 在動渦旋盤和靜渦旋盤的渦卷之間形成一系列月牙形空間。在動渦旋盤沿軌道運行的過程 中，最外緣的月牙形空間不斷地向中心移動的同時月牙形空間的體積也在減小，從而使該 空間中的氣體體積減小壓力升高，直到與中心排氣孔連通，從而將壓縮後的氣體排出壓縮 機。渦旋壓縮機的十字聯軸節是在滿足動渦旋盤繞靜渦旋盤中心公轉的同時，用以防 止動渦旋盤自轉。防止動渦旋盤相對靜渦旋盤自轉的聯軸節可採取多種形式，但一般包括 兩對從環形件伸出的鍵。第一對鍵配合在動渦旋盤的槽內，第二對鍵配合在靜渦旋盤的槽 內。儘管這種帶四個鍵的十字聯軸節可有效地防止動渦旋盤相對於靜渦旋盤的自轉運動， 但是這種十字聯軸節在工作過程中會出現很多問題。由於這四個鍵的存在，十字聯軸節在 工作過程會受到扭轉力矩的作用，從而使十字聯軸節扭轉變形，這樣使鍵的接觸面積減小 加速了鍵表面的磨損。結果導致渦旋壓縮機的噪音和振動增大，壓縮機的使用壽命縮短。同 時，正是由於這四個鍵的存在，十字聯軸節在工作過程容易在動渦旋盤端板和靜渦旋盤端 板之間反覆碰撞，發出周期性的傾斜振動噪音。這不但縮短了壓縮機的壽命，還不斷發出有 害振動和噪音。
發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠解決上述問題的十字聯軸節，所述平面十字聯軸 節在工作過程中不會發生扭轉變形，同時也不會在動渦旋盤端板和靜渦旋盤端板之間發生 傾斜振動。為了實現上述的目的，本發明提供了一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，所 述平面十字聯軸節為一平面環形件，該平面十字聯軸節外緣沿縱向對稱設置有第一凸臺和 第二凸臺，該平面十字聯軸節外緣沿橫向對稱設置有第三凸臺和第四凸臺；在第一凸臺外側設置有第一工作面，在第二凸臺外側設置有第二工作面，第一工作面和第二工作面平行； 在第三凸臺外側設置有第三工作面，在第四凸臺外側設置有第四工作面，第三工作面和第 四工作面平行；所述平面十字聯軸節頂端設置有第一端部平面、底端設置有第二端部平面， 第一端部平面和第二端部平面相互平行。所述第一工作面、第二工作面、第三工作面和第四工作面沿平面十字聯軸節軸向 的高度都等於第一端部平面和第二端部平面之間的間距。所述渦旋壓縮機包括渦卷、動渦旋盤和靜渦旋盤；所述渦卷設置在動渦旋盤和靜 渦旋盤之間。所述動渦旋盤包括動渦旋盤端板、第五凸臺和第六凸臺，第五凸臺和第六凸臺設 置在靜渦旋盤端板外緣，第六凸臺和第七凸臺沿渦卷中心軸線方向凸出；所述第五凸臺上 設置有動渦旋盤第一摩擦面、第六凸臺上設置有動渦旋盤第二摩擦面，動渦旋盤第一摩擦 面和動渦旋盤第二摩擦面相互平行。所述靜渦旋盤包括靜渦旋盤端板、第七凸臺和第八凸臺，第七凸臺和第八凸臺設 置在靜渦旋盤端板外緣，第七凸臺和第八凸臺臺沿渦卷中心軸線方向凸出，所述第七凸臺 和第八凸臺的高度都等於第一端部平面和第二端部平面之間的間距；所述第七凸臺設置有 靜渦旋盤第一摩擦面，第八凸臺設置有靜渦旋盤第二摩擦面。所述第一工作面與靜渦旋盤第一摩擦面或靜渦旋盤第二摩擦面相貼合；所述第三 工作面與靜渦旋盤第一摩擦面或靜渦旋盤第二摩擦面相貼合。所述第二工作面與動渦旋盤第一摩擦面或動渦旋盤第二摩擦面相貼合；所述第四 工作面與動渦旋盤第一摩擦面或動渦旋盤第二摩擦面相貼合。所述第一工作面、第二工作面、第三工作面、第四工作面、靜渦旋盤第一摩擦面、靜 渦旋盤第二摩擦面、動渦旋盤第一摩擦面或動渦旋盤第二摩擦面上都覆有一層耐磨層。所述第一凸臺、第二凸臺、第三凸臺、第四凸臺、第五凸臺、第六凸臺、第七凸臺和 第八凸臺的高度都等於第一端部平面和第二端部平面之間的間距。本發明沒有傳統的突出導向滑塊(即鍵)，解決了現有十字聯軸節所存在的振動、 噪音和壽命短的問題。本發明的優點在於一是平面十字聯軸節在工作過程不會由於傾斜而使局部工作 表面磨損，基本上消除了十字聯軸節在工作過程中與動靜渦旋盤上下碰撞而發出的噪音， 二是平面十字聯軸節很大的工作面積對動渦旋盤的防自轉作用更加精確，而且降低了十字 聯軸節工作面的表面接觸應力，改善了十字聯軸節的工作狀況，再加上工作面上鍍有一層 氧化膜，增大了工作面的耐磨性，從而使渦旋壓縮機的工作壽命延長。
圖1為本發明平面十字聯軸節的結構示意圖；其中圖Ia為主視圖、圖Ib是右視 圖；圖2為本發明平面十字聯軸節的等軸測圖；圖3為本發明動渦旋盤的主視圖；圖4為本發明動渦旋盤的等軸測圖；圖5為本發明靜渦旋盤的主視4
圖6為本發明靜渦旋盤的等軸測圖；圖7為採用本發明平面十字聯軸節的渦旋壓縮機剖視示意圖；圖8為本發明平面十字聯軸節與動渦旋盤和靜渦旋盤的裝配圖；圖9為圖8中所示裝配體的一個剖視圖；圖10為圖8中所示裝配體的俯視圖；圖11為圖8中所示裝配體的俯視圖的一個剖視圖；圖12為圖8中所示裝配體的俯視圖的另外一個剖視圖。其中1為平面十字聯軸節第一工作面；2為平面十字聯軸節第二工作面；3為平 面十字聯軸節第三工作面；4為平面十字聯軸節第四工作面；5為平面十字聯軸節第一端部 平面；6為平面十字聯軸節第二端部平面；7為動渦旋盤第一摩擦面；8為動渦旋盤端板面； 9為動渦旋盤第二摩擦面；10為靜渦旋盤第一摩擦面；11為靜渦旋盤端板面；12為靜渦旋 盤第二摩擦面；13為動渦旋盤；14為平面十字聯軸節；15為靜渦旋盤；16為螺栓；17為支 架；18為軸承；19為曲軸；20為電機定子；21為電機轉子；22為中機殼；23為隔油板；24為 下機殼；25為離心甩油輪J6為上機殼。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述參見圖1-12，雖然本發明的原理可以應用於許多不同類型的渦旋機械中，但是為 了示範說明，這裡所描述的是全封閉渦旋壓縮機。下面來看附圖，在所有附圖中，形同的標號表示所有附圖中相同的零部件或者零 部件的面。圖7中示出了一種渦旋壓縮機的剖視示意圖，它包括按照本發明所述的獨特的 平面十字聯軸節，並且用標號14表示。渦旋壓縮機包括壓縮機中殼體22、下殼體M、上殼 體26，支架17，支架固定在壓縮機中殼體22中；靜渦旋盤15固定在壓縮機殼體內；動渦旋 盤13通過平面十字聯軸節14與靜渦旋盤15配合，並且動渦旋盤13與支架17的上表面配 合；曲軸19穿過安裝在支架17中的軸承18與動渦旋盤13配合，這樣曲軸19的圓周轉動 通過平面十字聯軸節14的作用使動渦旋盤13做平面圓周運動。本發明的目的在於圖1和圖2中描述的獨特的平面十字聯軸節14。本發明涉及平 面十字聯軸節14的四個凸臺上的第一工作面1、第二工作面2、第三工作面3、第四工作面 4、與靜渦旋盤端板面11配合的平面十字聯軸節第一端面5以及與動渦旋盤端板面8配合 的平面十字聯軸節第二端面6。參看圖9和圖12，平面十字聯軸節的凸臺第一工作面1和動渦旋盤的凸臺第一摩 擦面7平行且貼合，平面十字聯軸節的凸臺第三工作面3和動渦旋盤的凸臺第二摩擦面9 平行且貼合，平面十字聯軸節的第二端面6和動渦旋盤的端板面8平行且貼合。工作過程 中，採用本發明平面十字聯軸節14在動渦旋盤的兩個平行的第一摩擦面7和第二摩擦面9 上來回滑動，同時平面十字聯軸節在動渦旋盤的端板面8上來回滑動。參看圖9和圖12，平面十字聯軸節的凸臺第二工作面2和靜渦旋盤的第一摩擦面 10平行且貼合，平面十字聯軸節的凸臺第四工作面4和靜渦旋盤的第二摩擦面12平行且貼 合，平面十字聯軸節的第一端面5和靜渦旋盤的端板面11平行且貼合。工作過程中，本發 明平面十字聯軸節14在靜渦旋盤的兩個平行的第一摩擦面10和第二摩擦面12上來回滑動，同時平面十字聯軸節在靜渦旋盤端板面上來回滑動。參看圖8、圖9、圖10、圖11、圖12，本發明的平面十字聯軸節位於動渦旋盤的端板 面8和靜渦旋盤的端板面11之間的平行空間中，並且平面十字聯軸節的第二端面6與動渦 旋盤的端板面8貼合，平面十字聯軸節的第一端面5與靜渦旋盤的端板面11貼合，並且平 面十字聯軸節在運動過程中，平面十字聯軸節14的第二端面6在動渦旋盤的端板面8上滑 動，平面十字聯軸節14的第一端面5在靜渦旋盤的端板面11上滑動。由於平面十字聯軸 節的兩個端面分別在兩個平行的端板面上滑動，所以在渦旋壓縮機的工作過程中，動渦旋 盤13的渦卷中受到不均勻的氣體力時，動渦旋盤13隻有傾斜的趨勢而不會傾斜。這樣就 避免了平面十字聯軸節在工作過程中由於動渦旋盤的傾斜而使平面十字聯軸節在動靜渦 旋盤的端板間來回碰撞，本發明的優點一是基本上消除了平面十字聯軸節在工作過程中由 於上下碰撞而發出的噪音，二是改善了平面十字聯軸節的工作狀況，即平面十字聯軸節在 工作過程不會由於傾斜而使局部工作表面磨損嚴重。本發明的平面十字聯軸節14的四個凸臺工作面(1，2，3，4)的工作面積均大於同 型號帶有四個鍵的平面十字聯軸節的鍵的工作面積，這樣大的工作面積一是可以降低平面 十字聯軸節凸臺工作面的表面接觸應力，二是對動渦旋盤13的防自轉更加精確。再加上本 發明平面十字聯軸節14的凸臺工作面上鍍有一層氧化膜，增大了平面十字聯軸節工作面 的耐磨性，從而使渦旋壓縮機的工作壽命延長。儘管已經附圖描述了本發明的實施例，對於本領域的技術人員而言，在不超出附 加的權利要求書的保護範圍和本發明的原理的前提下可以對本發明進行修改、變化和變 型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施方式
僅限於此，對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬於本發明由所 提交的權利要求書確定專利保護範圍。
權利要求
1.一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，其特徵在於所述平面十字聯軸節為一平 面環形件，該平面十字聯軸節外緣沿縱向對稱設置有第一凸臺和第二凸臺，該平面十字聯 軸節外緣沿橫向對稱設置有第三凸臺和第四凸臺；在第一凸臺外側設置有第一工作面，在 第二凸臺外側設置有第二工作面，第一工作面和第二工作面平行；在第三凸臺外側設置有 第三工作面，在第四凸臺外側設置有第四工作面，第三工作面和第四工作面平行；所述平面 十字聯軸節頂端設置有第一端部平面、底端設置有第二端部平面，第一端部平面和第二端 部平面相互平行。
2.如權利要求1所述一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，其特徵在於所述第一 工作面、第二工作面、第三工作面和第四工作面沿平面十字聯軸節軸向的高度都等於第一 端部平面和第二端部平面之間的間距。
3.如權利要求1所述一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，其特徵在於所述渦旋 壓縮機包括渦卷、動渦旋盤和靜渦旋盤；所述渦卷設置在動渦旋盤和靜渦旋盤之間。
4.如權利要求3所述一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，其特徵在於所述動渦 旋盤包括動渦旋盤端板、第五凸臺和第六凸臺，第五凸臺和第六凸臺設置在靜渦旋盤端板 外緣，第六凸臺和第七凸臺沿渦卷中心軸線方向凸出；所述第五凸臺上設置有動渦旋盤第 一摩擦面、第六凸臺上設置有動渦旋盤第二摩擦面，動渦旋盤第一摩擦面和動渦旋盤第二 摩擦面相互平行。
5.如權利要求3所述一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，其特徵在於所述靜渦 旋盤包括靜渦旋盤端板、第七凸臺和第八凸臺，第七凸臺和第八凸臺設置在靜渦旋盤端板 外緣，第七凸臺和第八凸臺臺沿渦卷中心軸線方向凸出，所述第七凸臺和第八凸臺的高度 都等於第一端部平面和第二端部平面之間的間距；所述第七凸臺設置有靜渦旋盤第一摩擦 面，第八凸臺設置有靜渦旋盤第二摩擦面。
6.如權利要求5所述一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，其特徵在於所述第一 工作面與靜渦旋盤第一摩擦面或靜渦旋盤第二摩擦面相貼合；所述第三工作面與靜渦旋盤 第一摩擦面或靜渦旋盤第二摩擦面相貼合。
7.如權利要求5所述一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，其特徵在於所述第二 工作面與動渦旋盤第一摩擦面或動渦旋盤第二摩擦面相貼合；所述第四工作面與動渦旋盤 第一摩擦面或動渦旋盤第二摩擦面相貼合。
8.如權利要求5所述一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，其特徵在於所述第一 工作面、第二工作面、第三工作面、第四工作面、靜渦旋盤第一摩擦面、靜渦旋盤第二摩擦 面、動渦旋盤第一摩擦面或動渦旋盤第二摩擦面上都覆有一層耐磨層。
9.如權利要求5所述一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，其特徵在於所述第一 凸臺、第二凸臺、第三凸臺、第四凸臺、第五凸臺、第六凸臺、第七凸臺和第八凸臺的高度都 等於第一端部平面和第二端部平面之間的間距。
全文摘要
本發明公開了一種用於渦旋壓縮機的平面十字聯軸節，工作主體是聯軸節上呈十字布置的兩對凸臺，工作平面的空間位置處於平面十字聯軸節兩個端平面之間。平面十字聯軸節兩對凸臺的工作平面互相垂直，均位於十字聯軸節外圓側。平面十字聯軸節第一對凸臺的工作平面與動渦旋盤一對凸臺的摩擦面貼合，同時平面十字聯軸節第二對凸臺的工作平面與靜渦旋盤一對凸臺的摩擦面貼合。所述十字聯軸節凸臺工作平面、動渦旋盤摩擦面、靜渦旋盤摩擦面均與十字聯軸節的中心軸線平行。這樣就使動渦旋盤在曲軸的驅動下做平面圓周運動。本發明沒有傳統的突出導向滑塊(即鍵)，解決了現有十字聯軸節所存在的振動、噪音和壽命短的問題。
文檔編號F04C29/00GK102094826SQ201110028539
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者吳華根, 宋晶, 李星星, 邢子文, 陳文卿, 齊井文 申請人:西安交通大學