專利名稱：壓縮機泵體結(jié)構(gòu)及具有該泵體結(jié)構(gòu)的壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷領(lǐng)域，具體而言，涉及一種壓縮機泵體結(jié)構(gòu)及具有該泵體結(jié)構(gòu)的壓縮機。
背景技術(shù)：
如圖1所示，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)動滾子式壓縮機泵體結(jié)構(gòu)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(shè)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的配合采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(jié)構(gòu)(簡稱泵體)在運轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)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(chǎn)生一個傾覆力矩。從曲軸受力的角度分析，泵體在設(shè)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(chǎn)生跳動。圖中G表示曲軸及電機轉(zhuǎn)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(dǎo)致曲軸的磨損和噪聲振動問題的出現(xiàn)，且會降低壓縮機的機械效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，以解決泵體在運轉(zhuǎn)過程中，曲軸承受的載荷較大、磨損較嚴重等問題。為此，本發(fā)明提供一種壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，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，第一配合面為可承載軸向負荷的旋轉(zhuǎn)面。進一步地，第一配合面為球面，球面為半球面或球臺面或球冠面。進一步地，第一配合面為錐形面或錐臺形面。進一步地，短軸的球面的直徑為Dx，長軸軸徑為DL，其中，0. 5Dl ^ Dx ^ 3DL。進一步地，第二配合面上設(shè)有直槽形油槽或螺旋形油槽。進一步地，偏心軸的端部設(shè)有止推面。進一步地，第一配合面上設(shè)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(shè)有滲氮高速鋼材料層，第二配合面設(shè)置在所述滲氮高速鋼材料層上。根據(jù)本發(fā)明的進一步改進，還提供了一種壓縮機，其包括前面所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)。因為短軸具有可承載軸向負荷的旋轉(zhuǎn)面和下法蘭具有與之相配合的第二配合面， 本發(fā)明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(xiàn)了自動調(diào)心、使得壓縮機軸向結(jié)構(gòu)更緊湊、增強了潤滑、提高了壓縮機性能的效果。


構(gòu)成本說明書的一部分、用于進一步理解本發(fā)明的附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。圖中

圖1示意性示出了現(xiàn)有的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)；圖2示意性示出了本發(fā)明實施例的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其中，曲軸設(shè)有止推面；圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的下法蘭的第二配合面的結(jié)構(gòu)；圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的下法蘭的直槽結(jié)構(gòu)；圖5示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的下法蘭的螺旋槽結(jié)構(gòu)；圖6示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的曲軸結(jié)構(gòu)；以及圖7示意性示出了本發(fā)明實施例的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其中，曲軸不設(shè)有止推面。
具體實施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細說明本發(fā)明。如圖2、圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)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。與下法蘭3相配合短軸15具有第一配合面，其為可承載軸向負荷的旋轉(zhuǎn)面，該旋轉(zhuǎn)面可以為各種合適形狀，包括球形面，錐形面，以及各種規(guī)則和不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)面，只要在旋轉(zhuǎn)中能夠與下法蘭3有軸向接觸并能承載軸向負荷即可。下法蘭3具有與第一配合面相配合的第二配合面31。第一配合面與下法蘭3形成能承載軸向負荷的轉(zhuǎn)動副，因此，該結(jié)構(gòu)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。如圖2所示，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(zhuǎn)，滾子(圖中未示出)放置在曲軸1的偏心軸11上，對氣缸7內(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)動中，第一配合面與第二配合面之間形成了球型轉(zhuǎn)動副接觸。該曲軸1的短軸15的球形滑動軸承結(jié)構(gòu)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)位于曲軸1的中軸線上，因此與曲軸及電機轉(zhuǎn)子的重力G(圖2中未示出)位于一條直線上，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(tǒng)的線接觸變成了球型轉(zhuǎn)動副接觸，在曲軸運轉(zhuǎn)過程中，可以自動補償由于曲軸的撓度和運行時的變形所產(chǎn)生的同軸度誤差，可有效的減小磨損及摩擦功耗，實現(xiàn)了自動調(diào)心功能。優(yōu)選地，如圖2所示，第一配合面的球面為半球面或球臺面或球冠面或其他能使短軸15轉(zhuǎn)動中可以承受徑向負載的曲面。這樣，在轉(zhuǎn)動中可以使短軸15承受徑向負載。優(yōu)選地，半球面或球臺面或球冠面便于加工。優(yōu)選地，如圖2所示，壓縮機泵體結(jié)構(gòu)的短軸15 的球面的直徑為Dx，長軸13軸徑為隊，其中，0. 5Dl ^ Dx ^ 3Dlo這樣可以減少磨損程度，達到曲軸剛度及裝配要求。此外，第一配合面為錐形面或錐臺形面，這 樣，在旋轉(zhuǎn)中，第一配合面與下法蘭3形成也能承載軸向負荷的轉(zhuǎn)動副而且便于加工。同理，第一配合面還可以為可承載軸向負荷的各種規(guī)則和不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)面。本發(fā)明可以在下法蘭和曲軸的中心開設(shè)油孔，通過加裝導(dǎo)油片的方式向泵體結(jié)構(gòu)供油，潤滑各運動部件，也可根據(jù)曲軸的旋轉(zhuǎn)方向及在整個壓縮周期內(nèi)的承載和非承載情況，選擇合適的區(qū)域，在下法蘭的球型支撐面上開設(shè)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(yōu)選地，如圖4所示，第二配合面31上設(shè)有直槽形油槽311。整個直槽形油槽311 位于同一平面上，以區(qū)別于其他形狀的曲線形油槽(例如，螺旋形油槽)，這樣，加工方便。優(yōu)選地，如圖5所示，第二配合面上設(shè)有螺旋形油槽311。這樣能提高供油量，起到更好的潤滑作用，更有利于油膜的形成。如圖6所示，壓縮機泵體結(jié)構(gòu)的偏心軸11的端部設(shè)有止推面111，可以進一步地防止曲軸的軸向跳動，同時，由于球形第一配合面的存在，即使采用止推面進行限位時，也不會產(chǎn)生傾覆力矩。本發(fā)明的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)的偏心軸11的端部也可以不設(shè)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，如果采用取消曲軸的止推面的設(shè)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(wěn)、順暢，且采用該球滑動軸承結(jié)構(gòu)，可以使下法蘭的設(shè)計長度更短， 降低壓縮機的高度尺寸，因而結(jié)構(gòu)更緊湊。優(yōu)選地，如圖6所示，壓縮機泵體結(jié)構(gòu)的第一配合面上設(shè)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(shè)置液體潤滑所需的各種結(jié)構(gòu)，例如油槽等，這樣，簡化了下法蘭和曲軸的加工。優(yōu)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(yōu)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，精加工后的第二配合面31設(shè)置在下法蘭內(nèi)，例如嵌在下法蘭內(nèi)，以減小磨損。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種壓縮機，其包括前面所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)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(xiàn)自動調(diào)心、使得壓縮機軸向結(jié)構(gòu)更緊湊、增強潤滑減小磨損、提高壓縮機性能的效果。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，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)，其特征在于，所述第一配合面為可承載軸向負荷的旋轉(zhuǎn)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一配合面為球面，所述球面為半球面或球臺面或球冠面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一配合面為錐形面或錐臺形面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其特征在于，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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二配合面(31)上設(shè)有直槽形油槽(311)或螺旋形油槽(311)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述偏心軸(11)的端部設(shè)有止推面(111)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一配合面上設(shè)有固體潤滑層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固體潤滑層為二硫化鉬潤滑層。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下法蘭(3)設(shè)有滲氮高速鋼材料層，所述第二配合面(31)設(shè)置在所述滲氮高速鋼材料層上。
10.一種壓縮機，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一項所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種壓縮機泵體結(jié)構(gòu)及具有該泵體結(jié)構(gòu)的壓縮機。其中，壓縮機泵體結(jié)構(gòu)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，第一配合面為可承載軸向負荷的旋轉(zhuǎn)面。本發(fā)明還提供了一種壓縮機，其包括前面所述的壓縮機泵體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過消除傾覆力矩、實現(xiàn)自動調(diào)心，克服了機械損失、噪聲振動等問題，在此基礎(chǔ)上，通過對油路的設(shè)計，增強了運動副間的潤滑，減小了磨損，并使得壓縮機軸向結(jié)構(gòu)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F04B39/12GK102251953SQ20101019034
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者任麗萍, 徐嘉, 梁社兵, 黃建平 申請人:珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司