壓縮機泵體結構及具有該泵體結構的壓縮機的製作方法

2023-08-06 19:37:01 2

專利名稱：壓縮機泵體結構及具有該泵體結構的壓縮機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及製冷領域，具體而言，涉及一種壓縮機泵體結構及具有該泵體結 構的壓縮機。
背景技術：
如圖1所示，現有的轉動滾子式壓縮機泵體結構中，氣缸7安裝在上法蘭5與下法 蘭3之間。曲軸1穿過上法蘭5與下法蘭3以及氣缸7。曲軸1包括長軸13、短軸15以 及連接在二者之間的偏心軸11，其中長軸13與短軸15同軸設置，偏心軸11與長軸13或短 軸15的軸線不同。曲軸1與下法蘭3的配合採用軸與軸瓦的配合方式，屬柱形滑動軸承的 配合方式。泵體結構(簡稱泵體)在運轉過程中，短軸15承受的載荷通常較大，因而磨損 較嚴重，會降低壓縮機的可靠性。其次，為防止曲軸的軸向跳動，曲軸與下法蘭在軸向通常設計有一個垂直向下緊 壓下法蘭的力，曲軸與法蘭的接觸靠在曲軸的偏心部下加工一個止推面111，但止推面只能 設計在曲軸的偏心部位，即偏心軸11上，下法蘭3對曲軸1支持力的方向不在曲軸的長軸 或短軸的軸心，又不可避免的產生一個傾覆力矩。從曲軸受力的角度分析，泵體在設計時必 須要附加給曲軸一個軸向的力，使得曲軸能夠緊壓下法蘭表面，不產生跳動。圖中G表示曲 軸及電機轉子的重力及電機附加給曲軸的電磁力的合力，方向豎直向下；下法蘭會給曲軸 一個支持力N，方向豎直向上，N與G大小相等，方向相反。其作用點不在長軸或短軸的中 軸線上，與中軸線的距離為d。曲軸在N與G的作用下，會有個傾覆力矩，大小為N*d，方向 如圖中箭頭所示。該力矩只能依靠上、下法蘭提供給曲軸的支持力來平衡，這就會導致曲軸 的磨損和噪聲振動問題的出現，且會降低壓縮機的機械效率。

實用新型內容本實用新型目的在於提供一種壓縮機泵體結構，以解決泵體在運轉過程中，曲軸 承受的載荷較大、磨損較嚴重等問題。為此，本實用新型提供一種壓縮機泵體結構，包括曲軸以及下法蘭，曲軸包括 長軸、短軸以及連接在二者之間的偏心軸，短軸具有第一配合面，下法蘭具有與第一配合面 相配合的第二配合面，第一配合面為球面。進一步地，球面為半球面或球檯面或球冠面。進一步地，短軸的球面的直徑為Dx，長軸軸徑為隊，其中，0. 5Dl彡Dx彡3Dlo進一步地，第二配合面上設有直槽形油槽。進一步地，第二配合面上設有螺旋形油槽。進一步地，偏心軸的端部設有止推面。進一步地，第一配合面上設有固體潤滑層。進一步地，固體潤滑層為二硫化鉬潤滑層。進一步地，下法蘭設有滲氮高速鋼材料層，第二配合面設置在所述滲氮高速鋼材
3料層上。根據本實用新型的進一步改進，還提供了一種壓縮機，其包括前面所述的壓縮機 泵體結構。因為短軸具有球型第一配合面和下法蘭球型第二配合面，本實用新型的短軸能夠 承受軸向負載，所以減小了與下法蘭之間的徑向磨損，克服了機械損失、降低了噪聲振動， 進而達到了消除傾覆力矩、實現了自動調心、使得壓縮機軸向結構更緊湊、增強了潤滑、提 高了壓縮機性能的效果。

構成本說明書的一部分、用於進一步理解本實用新型的附圖示出了本實用新型的 優選實施例，並與說明書一起用來說明本實用新型的原理。圖中圖1示意性示出了現有的壓縮機泵體結構；圖2示意性示出了本實用新型實施例的壓縮機泵體結構，其中，曲軸設有止推面；圖3示意性示出了根據本實用新型實施例的下法蘭的第二配合面的結構；圖4示意性示出了根據本實用新型實施例的下法蘭的直槽結構；圖5示意性示出了根據本實用新型實施例的下法蘭的螺旋槽結構；圖6示意性示出了根據本實用新型實施例的曲軸結構；以及圖7示意性示出了本實用新型實施例的壓縮機泵體結構，其中，曲軸不設有止推
具體實施方式
下面將參考附圖並結合實施例，來詳細說明本實用新型。如圖2所示，根據本實用新型的實施例的壓縮機泵體結構包括曲軸1、上法蘭5 與下法蘭3以及氣缸7。氣缸7安裝在上法蘭5與下法蘭3之間。曲軸1穿過上法蘭5與 下法蘭3以及氣缸7。曲軸1包括長軸13、短軸15以及連接在二者之間的偏心軸11。本 實用新型的短軸15採用球形滑動軸承。與下法蘭3相配合短軸15具有第一配合面，第一 配合面為短軸15的球形外表面。曲軸1在電機的帶動下進行旋轉，滾子(圖中未示出)放 置在曲軸1的偏心軸11上，對氣缸7內的氣體進行壓縮。如圖3所示，下法蘭3具有與第 一配合面相配合的第二配合面31，第二配合面31可以為球形內表面，即球型支撐面。這樣 隨著電機(圖中未示出)的帶動，泵體就完成了從吸氣到壓縮的整個過程。在曲軸1的轉 動中，第一配合面與第二配合面之間形成了球型轉動副接觸。該曲軸1的短軸15的球形滑 動軸承結構既可以承受徑向的載荷，也可以承受軸向的載荷，既可作為滑動軸承也可以作 為推力軸承。這樣，減小了曲軸與下法蘭之間的徑向磨損，克服了機械損失、降低了噪聲振 動。進而，曲軸1的第一配合面為球形，即受力支撐面為球形表面，球形表面上各受力 處的支持力的合力N(圖2中未示出)位於曲軸1的中軸線上，因此與曲軸及電機轉子的重 力G(圖2中未示出)位於一條直線上，所以，消除了傾覆力矩，降低了與上下法蘭的摩擦， 提高了機械效率。另外，曲軸與下法蘭的接觸從傳統的線接觸變成了球型轉動副接觸，在曲軸運轉過程中，可以自動補償由於曲軸的撓度和運行時的變形所產生的同軸度誤差，可有效的減 小磨損及摩擦功耗，實現了自動調心功能。優選地，如圖2所示，第一配合面的球面為半球面或球檯面或球冠面或其他能使 短軸15轉動中可以承受徑向負載的曲面。這樣，在轉動中可以使短軸15承受徑向負載。優 選地，半球面或球檯面或球冠面便於加工。優選地，如圖2所示，壓縮機泵體結構的短軸15 的球面的直徑為 ，長軸13軸徑為，其中，0.5隊隊。這樣可以減少磨損程度， 達到曲軸剛度及裝配要求。本實用新型可以在下法蘭和曲軸的中心開設油孔，通過加裝導油片的方式向泵體 結構供油，潤滑各運動部件，也可根據曲軸的旋轉方向及在整個壓縮周期內的承載和非承 載情況，選擇合適的區域，在下法蘭的球型支撐面上開設油槽(包括直槽型或螺旋形型，油 槽可以和下法蘭上的開口 33連通，以便形成油路)，增強曲軸的短軸與下法蘭之間的潤滑， 來更好地潤滑各個運動副。優選地，如圖4所示，第二配合面31上設有直槽形油槽311。整個直槽形油槽311 位於同一平面上，以區別於其他形狀的曲線形油槽(例如，螺旋形油槽)，這樣，加工方便。優選地，如圖5所示，第二配合面上設有螺旋形油槽311。這樣能提高供油量，起 到更好的潤滑作用，更有利於油膜的形成。如圖6所示，壓縮機泵體結構的偏心軸11的端部設有止推面111，可以進一步地防 止曲軸的軸向跳動，同時，由於球形第一配合面的存在，即使採用止推面進行限位時，也不 會產生傾覆力矩。本實用新型的壓縮機泵體結構的偏心軸11的端部也可以不設止推面111，這樣加 工工藝簡單，球形的第二配合面31也能達到防止曲軸的軸向跳動的效果。如圖7所示，如 果採用取消曲軸的止推面的設計，該短軸的球形第一配合面可承受徑向載荷，也可以承受 軸向載荷，使得曲軸運行更平穩、順暢，且採用該球滑動軸承結構，可以使下法蘭的設計長 度更短，降低壓縮機的高度尺寸，因而結構更緊湊。優選地，如圖6所示，壓縮機泵體結構的 第一配合面上設有固體潤滑層。這樣，也可以增強曲軸和下法蘭之間的潤滑，減小磨損，而 且無需設置液體潤滑所需的各種結構，例如油槽等，這樣，簡化了下法蘭和曲軸的加工。優選地，固體潤滑層為二硫化鉬潤滑層。二硫化鉬具有較好的潤滑效果。優選地，下法蘭可改用硬度及抗磨性都更好的材料，材料可以是合金材料，也可以 是滲氮高速鋼材料來替代粉末冶金或鑄鐵材料，精加工後的第二配合面31設置在下法蘭 內，例如嵌在下法蘭內，以減小磨損。如圖2所示，根據本實用新型的另一個方面，還提供了一種壓縮機，其包括前面所 述的壓縮機泵體結構。從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技 術效果減小了機械磨損和噪聲振動，達到了消除傾覆力矩、實現自動調心、使得壓縮機軸 向結構更緊湊、增強潤滑減小磨損、提高壓縮機性能的效果。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種壓縮機泵體結構，包括曲軸(1)以及下法蘭(3)，所述曲軸(1)包括長軸(13)、短軸(15)以及連接在二者之間的偏心軸(11)，所述短軸(15)具有第一配合面，所述下法蘭(3)具有與所述第一配合面相配合的第二配合面(31)，其特徵在於，所述第一配合面為球面。
2.根據權利要求1所述的壓縮機泵體結構，其特徵在於，所述球面為半球面或球檯面 或球冠面。
3.根據權利要求1所述的壓縮機泵體結構，其特徵在於，所述短軸(15)的球面的直徑 為Dx，所述長軸(13)軸徑為Dl，其中，0. 5Dl ^ Dx ^ 3Dl。
4.根據權利要求3所述的壓縮機泵體結構，其特徵在於，所述第二配合面(31)上設有 直槽形油槽(311)。
5.根據權利要求3所述的壓縮機泵體結構，其特徵在於，所述第二配合面(31)上設有 螺旋形油槽(311)。
6.根據權利要求5所述的壓縮機泵體結構，其特徵在於，所述偏心軸(11)的端部設有 止推面(111)。
7.根據權利要求3所述的壓縮機泵體結構，其特徵在於，所述第一配合面上設有固體潤滑層。
8.根據權利要求7所述的壓縮機泵體結構，其特徵在於，所述固體潤滑層為二硫化鉬潤滑層。
9.根據權利要求3所述的壓縮機泵體結構，其特徵在於，所述下法蘭(3)設有滲氮高速 鋼材料層，所述第二配合面(31)設置在所述滲氮高速鋼材料層上。
10.一種壓縮機，其特徵在於，包括權利要求1至9中任一項所述的壓縮機泵體結構。
專利摘要本實用新型提供了一種壓縮機泵體結構及具有該泵體結構的壓縮機。其中，壓縮機泵體結構包括曲軸以及下法蘭，曲軸包括長軸、短軸以及連接在二者之間的偏心軸，短軸具有第一配合面，下法蘭具有與第一配合面相配合的第二配合面，第一配合面為球面。本實用新型還提供了一種壓縮機，其包括前面所述的壓縮機泵體結構。本實用新型通過消除傾覆力矩、實現自動調心，克服了機械損失、噪聲振動等問題，在此基礎上，通過對油路的設計，增強了運動副間的潤滑，減小了磨損，並使得壓縮機軸向結構更緊湊，進而達到了提高壓縮機可靠性及性能的效果。
文檔編號F04C29/00GK201687711SQ20102021495
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者任麗萍, 徐嘉, 梁社兵, 黃建平 申請人:珠海格力節能環保製冷技術研究中心有限公司