专利名称：用于压缩机的止推关节轴承组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于压缩机的止推关节轴承组件以及包括所述组件构成的压缩 机产品。
背景技术：
压缩机机械磨擦副的磨擦对压缩机的效率有重要的影响。压缩机设计都在尽可能 的减少摩擦来提升效率，而目前压缩机止推轴承的曲轴推力面与曲轴箱止推面存在单边受 力而形成单边磨擦现象即止推轴承的两个应该平行的平面实际上不平行(带滚珠的，由于 实际上、下支承片的两个面不平行，使得整个滚珠轴承只有个别滚珠在滚动)，失去轴承的 完整性，使得摩擦与振动加剧，机械效率降低。止推轴承的两个工作平面不平行的原因来 自多方面曲轴的影响如图1及图2所示。图1为曲轴理想的形状。图2为曲轴实际加工存在 误差，使得实际曲轴推力面如与理想曲轴推力面4b成一夹角C。。
曲轴箱的影响如图3及图4所示。图3为曲轴箱理想的形状。图4为曲轴箱实 际加工存在误差，使得实际止推面Ia与理想止推面Ib存在偏离成一夹角b°。缸孔轴线 Id及轴孔轴线Ie不垂直成一夹角a° (a°兴90° )。
配合间隙及受力的影响如图5及图6所示，由于曲轴孔D6与曲轴长轴d5有 间隙，而在压缩机工作的时候受连杆Fl的作用，使得曲轴发生倾斜，以F3为支点，F3 = F1+F2。由于倾斜使得理想止推面Ib与实际推力面如形成夹角d°而不能完全贴合，由于 压缩机实际工作时温度较高，会生产热变形同时在Fl的作用下会加重变形，进一步加大 夹角d°的影响。
综合影响如图7所示(为综合误差的情况之一，为便于表达采用此种情况描 述)。图2的夹角C。、图4夹角b°及图6的d°叠加，使得图7中实际止推面Ia与实际推 力面如形成综合误差夹角e°，即止推轴承的两个工作平面(实际止推面Ia与实际推力 面4a)不平行，失去轴承的完整性，使得机械效率下降。图4的夹角a°误差与图6的夹角 d° (曲轴轴线倾斜)形成图7的综合误差夹角f°。夹角f° (平行度的误差也会影响，尚 未示出)误差使得连杆力Fl分解成F4与F5，分力F5加大了实际止推面与Ia与实际推力 面如之间负载，加大摩擦。
受力问题图7中实际止推面Ia与实际推力面如之间负载，来自于转子重力、曲 轴的重力、吸油管的重力、转子与定子之间向下的磁拉力、加工误差造成的分力F5、零件在 工作时的热变形及曲轴在受力后变形的附加负载。图7中受夹角e°的影响使得止推轴承 的实际止推面Ia与实际推力面如交叉点g产生单边摩擦，只是在Ia与如中部分面积受 力，其余部分有可能没有受力，使得摩擦加剧同时也加大振动，从而使得压缩机的效率下 降，目前超高效压缩机由于转子叠厚较高使得其重力加大，此影响表明更加明显。图7的结 构形式还有一个缺点由于没有保留平面止推球轴承结构，使得轴承1不能设计得很长，压 缩机的运行稳定性较差，优点在于节省成本。图8为现有压缩机的另一种结构形式即带平面止推球轴承，优点在于可以提高效率，同时由于带凸起lf，使得整个轴承1较长，压缩机 的稳定性较好，但此结构与图7结构一样同样存在综合误差夹角e°产生应力集中的单边 摩擦，使得整个滚珠轴承的上支承片下表面恥和下支承片上表面8a不平行，只有个别滚珠 受力滚动，使得滚珠轴承的完整性失去作用，使得机械效率下降。发明内容
本发明所要解决的技术问题在于消除压缩机止推轴承上的曲轴推力面与曲轴箱 止推面工作时不平行，存在应力集中的单边摩擦现象或整个滚珠轴承只有个别滚珠受力现 象，提出一种既能进一步提高压缩机效率，保证压缩机运行的稳定性，又能适当减少压缩机 振动的止推关节轴承组件，进而提供具有所述止推关节轴承组件结构的压缩机。
为解决上述技术问题，本发明所采用的解决方案是一种止推关节轴承组件，安装在曲轴4的推力面和轴套1的止推面之间，其特征在于 所述的止推关节轴承组件自上而下依次由上支承片、含钢珠的轴承保持架、下支承片、含钢 珠的上保持架、含钢珠的下保持架叠置构成。轴承保持架中的钢珠全部布满，上保持架和下 保持架中的钢珠是每间隔一个钢珠孔布置一个钢珠，即钢珠的数量是钢珠孔的一半。上保 持架钢珠下面的露出部分，落在下保持架钢珠孔中，下保持架钢珠上面的露出部分与上保 持架钢珠孔相配合，上保持架下表面与下保持架上表面贴合。所述上支承片以压缩机曲轴 来定位，所述轴承保持架、下支承片、上保持架、下保持架以压缩机轴套的凸起来定位。
上保持架和下保持架选用非金属材料(具有良好的弹性)如图12所示，同样综合误 差造成的夹角e°，在单边力F6的作用下(F6会随曲轴旋转角度改变而改变加载在不同的 钢珠上)，使得上保持架中的钢珠10 (或下保持架中的钢珠，与曲轴旋转角度有关)，由原来 的实线位置下移到虚线位置(如图1 所示，单边力F6作用在钢珠10上，邻近的两个钢珠 12为临时支点，一方面使得钢珠向下移动(上、下保持架钢珠孔弹性变形使得钢珠有小量位 移)到虚线位置，另一方面在钢珠10邻近的两个钢珠12之间的上、下保持架发生弹性变形， 下移到虚线位置，当曲轴旋转使得F6离开钢珠10时，原有的弹性变形恢复原状，钢珠10复 位，而曲轴旋转使得F6移到下一个钢珠12或钢珠10发生同样上述的弹性变形，依次类推， 曲轴推力面4a、上支承片5、下支承片8、保持架7随之转动，上支承片5的下表面恥与下支 承片8的上表面8a可以始终保持平行，使单边应力集中的摩擦消除(保持架7中个别钢珠 6受力)，变为均勻受力摩擦(保持架7中全部钢珠6均勻受力)，从而实现保持止推轴承功能 的完整性，使得压缩机的机械效率提升2%以上。
本发明由于采用了上述技术方案，它利用一种变孔径弹性变形结构方式，使应用 这种平面止推关节轴承组件的压缩机生产以下显著效果1、压缩机的效率提高2.0%以上；2、采用轴套的凸起结构，同时由于关节轴承厚度尺寸存在，使得轴套长度较长(如果带 平面止推滚珠轴承组合则轴套长度可设计的更长)，确保压缩机运行时的稳定性；3、可适当减少曲轴推力面与曲轴箱止推面的振动。
图1是理想的曲轴形状示意图；图2是实际加工的曲轴情况之一示意图； 图3是理想曲轴箱的形状示意图； 图4是实际加工后曲轴箱的情况之一示意图； 图5是理想曲轴与理想曲轴箱不受力的状态示意图； 图6是理想曲轴与理想曲轴箱在工作时的受力状态情况之一示意图； 图7是现有实际加工后曲轴与实际加工后实际曲轴箱工作情形之一的第1种结构受力 示意图；图8是现有实际加工后曲轴与实际加工后实际曲轴箱工作情形之一的第2种结构放大 示意图；图12是本发明止推关节轴承组件的受力工作原理示意图； 图1 是本发明止推关节轴承组件工作时受力变形，放大示意图； 图12b是本发明止推关节轴承的实施方式； 图13是现有滚珠轴承的府视图； 图14是本发明轴承保持架核心部分示意图；图15为本发明止推关节轴承组件方案上支承片、轴承保持架、下支承片的俯视图。
具体实施方式
本发明止推关节轴承组件方案的实施方式如图12b所示，止推关节轴承组件，包 括上支承片5、下支承片8、轴承保持架7、钢珠6、上保持架9、上保持架钢珠10、下保持架 11、下保持架钢珠12。所述上支承片5以压缩机曲轴来定位，所述下支承片8、轴承保持架 7、钢珠6、上保持架9、上保持架钢珠10、下保持架11、下保持架钢珠12以压缩机轴套的凸 起If来定位，轴承保持架7中的钢珠全部布满，上保持架9和下保持架11中的钢珠是每间 隔一个钢珠孔布置一个钢珠，即钢珠的数量是钢珠孔的一半(见图14)。上保持架钢珠10 下面的露出部分，落在下保持架11钢珠孔中，下保持架钢珠12上面的露出部分与上保持架 11钢珠孔相配合，上保持架下表面与下保持架上表面贴合。上保持架9和下保持架11为 具有良好的弹性非金属材料(目前所在公司正使用的为DUPONT ZYETL 103HS1-L)，在F6的 作用下，上保持架9和下保持架11的钢珠孔及上、下保持架局部的弹性变形(目前所在公司 正使用的为DUPONT ZYETL 103HS1-L)，使得上保持架钢珠10及下保持架钢珠12有小量的 位移，曲轴的旋转使得F6的位移改变，弹性变形的部位随之改变，原弹性变形的部位恢复 原状，钢珠10随之复位。F6改变位置后的所在部位再次发生上述的过程。使得上支承片5 的下表面恥与下支承片8的表面8a可以始终保持平行，使单边应力集中的摩擦消除(保持 架7中个别钢珠6受力，使得止推轴承功能不完整)，变为均勻受力摩擦(保持架7中全部钢 珠6均勻受力)，从而实现保持止推轴承功能的完整性。使得机械效率提升2%以上。为了 防止上保持架钢珠10落入下保持架11钢珠孔内，或下保持架钢珠12进入上保持架9钢珠 孔内，具有良好的可靠性，尺寸A与SctB关系为A= ξΧ(Β/2), ξ为保险系数，具体参数 值可根据压缩机的负载及工况来确定，考虑实施的工艺性，上保持架9与下保持架11的厚 度相等为Α，上保持架钢珠孔与下保持架钢珠孔直径相等为B。权利要求
1.一种用于压缩机的止推关节轴承组件，安装在曲轴(4)的推力面和轴套(1)的止推 面之间，其特征在于所述的止推关节轴承组件自上而下依次由上支承片(5)、含钢珠(6) 的轴承保持架(7)、下支承片(8)、含钢珠(10)的上保持架(9)、含钢珠(12)的下保持架 (11)叠置构成，轴承保持架(7)中的钢珠(6)全部布满，上保持架(9)和下保持架(11)中的 钢珠是每间隔一个钢珠孔布置一个钢珠，上保持架中的钢珠(10)下面的露出部分，落在下 保持架(11)钢珠孔中，下保持架中的钢珠(12)上面的露出部分与上保持架(11)钢珠孔相 配合，轴套(1)上有一个凸起(If),所述上支承片(5)以压缩机曲轴来定位，所述轴承保持 架(7)、下支承片(8)、上保持架(9)、下保持架(11)以压缩机轴套的凸起(If)来定位。
2.根据权利要求1所述的用于压缩机的止推关节轴承组件，其特征在于上保持架(9) 和下保持架(11)为具有良好弹性的非金属材料，两者厚度(A)相等，它们的钢珠孔直径(B) 相等，且满足尺寸A与SctB关系为A= ξΧ(Β/2)，其中ξ为保险系数。
3.一种具有包含如权利要求1或2所述止推关节轴承组件构成的压缩机。
全文摘要
本发明涉及一种用于压缩机的止推关节轴承组件，安装在曲轴(4)的推力面和轴套(1)的止推面之间，其特征在于所述的止推关节轴承组件自上而下依次由上支承片(5)、轴承保持架(7)、下支承片(8)、上保持架(9)、下保持架(11)叠置构成，上支承片(5)以压缩机曲轴来定位，轴承保持架(7)、下支承片(8)、上保持架(9)、下保持架(11)以压缩机轴套的凸起(1f)来定位。此种构造消除了压缩机止推轴承上的曲轴推力面与曲轴箱止推面工作时不平行，存在应力集中的单边摩擦现象或整个滚珠轴承只有个别滚珠受力现象，既能提高压缩机效率，又能保证压缩机运行的稳定性。
文档编号F04B39/00GK102032148SQ20111002095
公开日2011年4月27日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者何四发, 崔磊, 李芳芳, 杨任平, 盛正堂, 金文辉, 陈永安 申请人:华意压缩机股份有限公司