旋转式压缩机的制作方法

文档序号:13243455阅读:110来源:国知局

本实用新型属于压缩机技术领域,具体而言,涉及一种旋转式压缩机。



背景技术:

相关技术中,由于对旋转压缩机的能效要求越来越高,传统的方法是基于结构、电机、摩擦副材料的优化来实现能效的提高。目前针对压缩机摩擦副的优化设计,主要是通过结构设计进行优化来改善润滑状态,以降低摩擦功耗。

但是,泵体部件中的各摩擦副均有处于边界润滑或者混合润滑的区域,特别是滑片与活塞这对摩擦副,由于其本身属于线接触摩擦副,且基本完全处于边界润滑状态,因此滑片与活塞构成的摩擦副在所有摩擦副中润滑状态最恶劣,摩擦功耗很大、耐磨性较差。



技术实现要素:

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出一种泵体部件的摩擦功耗小、耐磨性好的旋转式压缩机。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机包括壳体,电机部件以及泵体部件,所述电机部件设在所述壳体内,所述泵体部件包括曲轴、活塞、气缸、滑片、主轴承、副轴承,所述曲轴与所述主轴承、所述曲轴与所述副轴承、所述活塞与所述滑片、所述活塞与所述主轴承、所述活塞与所述副轴承、所述活塞与所述曲轴、所述活塞与所述气缸、所述主轴承与所述滑片、所述副轴承与所述滑片、所述气缸与所述滑片中的每一组均形成一个摩擦副,上述多个摩擦副的至少一个的至少部分摩擦面具有GLC涂层。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机,其泵体部件的摩擦功耗小、耐磨性好。

根据本实用新型一个实施例的旋转式压缩机,所述滑片的头部与所述活塞的外侧壁形成摩擦副,所述滑片的头部和/或所述活塞的外侧壁具有GLC涂层。

根据本实用新型的一些实施例,所述GLC涂层分布在相应零件的基材上,所述基材与所述GLC涂层之间还设有过渡层。

根据本实用新型的一些实施例,所述过渡层为铬沉积层或钛沉积层。

根据本实用新型的一些实施例,所述GLC涂层的厚度为0.5微米-5微米,所述GLC涂层的硬度为HV2000-HV3000。

在一些具体的实施例中,所述活塞的摩擦面具有GLC涂层,所述活塞的基材为轴承钢、合金结构钢、灰铸铁中的任一种。

可选地,所述活塞的基材为轴承钢时,所述活塞的基材热处理后的硬度为HRC50-HRC65。

可选地,所述活塞的基材为合金结构钢时,所述的活塞的基材热处理后的硬度为HRC40-HRC65。

在一些具体实施例中,所述滑片的摩擦面具有GLC涂层,所述滑片的基材为高速钢、轴承钢、不锈钢、合金结构钢中的任一种。

可选地,所述滑片的基材为高速钢或不锈钢时,所述滑片的基材经热处理后渗氮处理并形成氮化层,所述滑片的基材热处理后的硬度为HRC40-HRC65,所述氮化层的硬度为HV≥900。

可选地,所述滑片的基材为轴承钢时,所述滑片的基材经热处理后的硬度为HRC40-65。

可选地,所述滑片的基材为合金结构钢时,所述滑片的基材经热处理后的硬度为HRC40-65。

在一些具体实施例中,所述曲轴的摩擦面具有GLC涂层,所述曲轴的基材为碳素钢,所述曲轴的基材采用淬火处理、渗碳处理或者渗氮处理中的任一种。

可选地,所述曲轴的基材经淬火处理时,淬火处理后的硬度为HRC20-HRC45。

可选地,所述曲轴的基材经渗碳处理时,渗碳处理后的硬度为HV500-HV800。

可选地,所述曲轴的基材经渗氮处理时,渗氮处理后的硬度为HV500-HV800。

在一些具体的实施例中,所述气缸的摩擦面具有GLC涂层,所述气缸的基材为碳素钢,所述气缸的基材采用淬火处理、渗碳处理或者渗氮处理中的任一种。

可选地,所述气缸的基材经淬火处理时,淬火处理后的硬度为HRC20-HRC45。

可选地,所述气缸的基材经渗碳处理时,渗碳处理后的硬度为HV500-HV800。

可选地,所述气缸的基材经渗氮处理时,渗氮处理后的硬度为HV500-HV800。

在一些具体实施例中,所述主轴承的摩擦面具有GLC涂层,所述主轴承的基材为碳素钢,所述主轴承的基材采用淬火处理、渗碳处理或者渗氮处理中的任一种。

可选地,所述主轴承的基材经淬火处理时,淬火处理后的硬度为HRC20-HRC45。

可选地,所述主轴承的基材经渗碳处理时,渗碳处理后的硬度为HV500-HV800;

可选地,所述主轴承的基材经渗氮处理时,渗氮处理后的硬度为HV500-HV800。

在一些具体实施例中,所述副轴承的摩擦面具有GLC涂层,所述副轴承的基材为碳素钢,所述副轴承的基材采用淬火处理、渗碳处理或者渗氮处理中的任一种。

可选地,所述副轴承的基材经淬火处理时,淬火处理后的硬度为HRC20-HRC45。

可选地,所述副轴承的基材经渗碳处理时,渗碳处理后的硬度为HV500-HV800。

可选地,所述副轴承的基材经渗氮处理时,渗氮处理后的硬度为HV500-HV800。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的泵体部件的示意图。

附图标记:

旋转式压缩机10,曲轴1,活塞2,气缸3,滑片4,主轴承5,副轴承6。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1描述本实用新型实施例的旋转式压缩机10。

如图1所示,根据本实用新型实施例的旋转式压缩机10包括壳体,电机部件以及泵体部件,电机部件设在壳体内,泵体部件包括曲轴1、活塞2、气缸3、滑片4、主轴承5、副轴承6,曲轴1与主轴承5、曲轴1与副轴承6、活塞2与滑片4、活塞2与主轴承5、活塞2与副轴承6、气缸3与滑片4中的每一组均形成一个摩擦副,上述多个摩擦副的至少一个的至少部分摩擦面具有GLC涂层。

其中,GLC薄膜是类石墨碳膜,具体地,GLC薄膜是一种以sp2键为主要化学键结构的碳质材料,在大气、水、油等环境下具有良好的自适应、减摩、抗磨性能,可以为大量的处于干摩擦以及混合摩擦状态下的摩擦副零部件提供有效的润滑与防护。

“多个摩擦副的至少一个的至少部分摩擦面具有GLC涂层”是指多个摩擦副中可以有至少一个摩擦副具有GLC涂层,对于具有GLC涂层的摩擦副,GLC涂层可以分布在其中一个零件的摩擦面上,也可以分布在另一个零件的摩擦面上。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机10,泵体部件的多个摩擦副中的至少一个的部分摩擦面形成有GLC涂层,以提高该摩擦面所组成的摩擦副的耐磨性,使相应的摩擦副能够得到有效润滑,进而降低了摩擦损耗、能耗以及噪声,提高了旋转式压缩机10的使用寿命。

下面简述泵体部件内各个摩擦副以及GLC涂层在摩擦副上的分布方式。

如图1所示,具体而言,气缸3设在壳体内,气缸3具有滑片4槽,主轴承5设在气缸3上方,副轴承6设在气缸3下方,气缸3、主轴承5和副轴承6限定出压缩腔,曲轴1与电机连接,活塞2外套在曲轴1的偏心部上且可旋转地配合在压缩腔内,滑片4可移动地设在滑片4槽内且滑片4的先端伸入压缩腔内且止抵在活塞2的外壁表面上。

在一些实施例中,滑片4的头部与活塞2的外侧壁可以形成摩擦副,滑片4的头部和/或活塞2的外侧壁可以具有GLC涂层。由于滑片4的头部与活塞2的侧壁形成的摩擦副为线摩擦,这种摩擦对滑片4以及活塞2外侧壁的磨损较大。这样,当滑片4的摩擦面具有GLC涂层时,能够降低滑片4以及活塞2在工作过程中的磨损。

参照图1所示,滑片4的头部止抵在活塞2的外侧壁上且两者形成摩擦副,滑片4的头部可以具有GLC涂层,活塞2的外侧壁上也可以具有GLC涂层。由此,提高了活塞2的外侧壁与滑片4的头部所形成的摩擦副的摩擦表面的耐磨性,进而提高了活塞2的外侧壁与滑片4的头部形成的摩擦副的工作的稳定性。

根据本实用新型的另一些实施例,气缸3内设有滑片4槽,滑片4在滑片4槽中做往复运动,滑片4的两个侧面分别与滑片4槽的两个侧面形成摩擦副。这样,在滑片4槽的两个侧面的任一个可以具有GLC涂层,或者滑片4的两个侧面的任一个可以具有GLC涂层。由此,提升了滑片4槽和滑片4所组成的摩擦副的耐磨性。

在另一些实施例中,曲轴1的偏心部的上端面与主轴承5的下端面形成摩擦副,曲轴1的偏心部的上端面可以具有GLC涂层,主轴承5的下端面也可以具有GLC涂层,曲轴1的偏心部的上端面和主轴承5的下端面中的至少一个具有GLC涂层,就能增强曲轴1的偏心部与主轴承5的下端面所构成的摩擦副的耐磨性能。

曲轴1的轴部内套在主轴承5的安装孔内且曲轴1的轴部与主轴承5的安装孔形成摩擦副,曲轴1的轴部的外壁可以具有GLC涂层,主轴承5的安装孔也可以具有GLC涂层,曲轴1的轴部的外壁和主轴承5的安装孔中的至少一个具有GLC涂层,就能增强曲轴1的轴部与主轴承5的安装孔所构成的摩擦副的耐磨性能。

在又一些实施例中,曲轴1的偏心部的下端面与副轴承6的上端面形成摩擦副,曲轴1的偏心部的下端面可以具有GLC涂层,副轴承6的上端面也可以具有GLC涂层,曲轴1的偏心部的下端面和副轴承6的上端面中的至少一个具有GLC涂层,就能增强曲轴1的偏心部与副轴承6的上端面所构成的摩擦副的耐磨性能。

曲轴1的轴部内套在副轴承6的安装孔内且曲轴1的轴部与副轴承6的安装孔形成摩擦副,曲轴1的轴部的外壁可以具有GLC涂层,副轴承6的安装孔也可以具有GLC涂层,曲轴1的轴部的外壁和副轴承6的安装孔中的至少一个具有GLC涂层,就能增强曲轴1的轴部与副轴承6的安装孔所构成的摩擦副的耐磨性能。

根据本实用新型的再一些实施例,活塞2的外侧壁与气缸3的内侧壁可以形成摩擦副,活塞2的外侧壁可以具有GLC涂层,气缸3的内侧壁也可以具有GLC涂层,这样,通过在气缸3的内侧壁或者活塞2的外侧壁上设置GLC涂层的方式,提高活塞2的外侧壁与气缸3的内侧壁所组成的摩擦副的耐磨性能。

此外,主轴承5的下端面与滑片4的上端面、副轴承6的上端面与滑片4的下端面、活塞2的上端面与主轴承5的下端面、活塞2的下端面与副轴承6的上端面均可以形成摩擦副,上述每个摩擦副的一个摩擦面上可以具有GLC涂层。

下述GLC涂层的分布方式对于每个具有GLC涂层的摩擦面均适用。

具体地,GLC涂层的厚度可以为0.5微米-5微米,GLC涂层的硬度为HV2000-HV3000。这样,通过采用高硬度、超薄的GLC涂层,在提升摩擦副的耐磨性能的同时,降低了成本。

其中,GLC涂层可以采用磁控喷射的方式均匀的沉积在基材上,以使基材与GLC涂层具有良好的结合力、防脱性好,具体地,结合力可以大于15N。

GLC涂层分布在相应零件的基材上,基材与GLC涂层之间还设有过渡层。具体地,在将GLC涂层沉积在基材上之前,先在基材上沉积合金元素作为过渡层。这样,避免因旋转式压缩机10的工作压力过大而导致GLC涂层压溃基材,使具有GLC涂层的摩擦面工作更稳定、可靠。

作为优选实施方式,过渡层为铬沉积层或钛沉积层。过渡层选择钛或铬作为沉积元素的原因在于铬与钛的化学性质稳定且硬度高。

下面针对活塞2、滑片4、曲轴1、气缸3、主轴承5、副轴承6等各个零件的材料选择以及制作方式进行简单描述。

根据本实用新型的一个实施例,活塞2的摩擦面具有GLC涂层,活塞2的基材为轴承钢、合金结构钢、灰铸铁中的任一种。

在一个具体实施例中,活塞2的基材可以为轴承钢,活塞2的基材热处理后的硬度为HRC50-HRC65。在另一个具体实施例中,活塞2的基材为合金结构钢,活塞2的基材热处理后的硬度为HRC40-HRC65。

这样,通过采用具有较高硬度、较好耐磨性和较好弹性的金属材料作为活塞2的基材,能够有效提高活塞2在偏心运动、受力不均匀的情况下工作的稳定性。

对于滑片4而言,滑片4的摩擦面具有GLC涂层,滑片4的基材为高速钢、轴承钢、不锈钢、合金结构钢中的任一种。

在一个具体实施例中,滑片4的基材为高速钢或不锈钢,滑片4的基材经热处理后渗氮处理并形成氮化层,滑片4的基材热处理后的硬度为HRC40-HRC65,氮化层的硬度为HV≥900。这样,在提高了滑片4表面硬度的同时,提高了滑片4的耐磨性、抗腐蚀性以及抗疲劳性。

当然,本实用新型并不限于此,在另一个具体的实施例中,滑片4的基材可以是轴承钢或合金结构钢,滑片4的基材经热处理后的硬度为HRC40-65。

对于曲轴1而言,曲轴1的摩擦面具有GLC涂层,曲轴1的基材为碳素钢,曲轴1的基材采用淬火处理、渗碳处理或者渗氮处理中的任一种。由此,通过提高基材的硬度,以为GLC涂层的沉积提供良好条件,进而提高曲轴1工作的稳定性和可靠性。

在一个具体实施例中,曲轴1的基材经淬火处理,淬火处理后的硬度为HRC20-HRC45。在另一个具体实施例中,曲轴1的基材还可以经渗碳处理或渗氮处理,处理后的硬度为HV500-HV800。

以气缸3为例,气缸3的摩擦面具有GLC涂层,气缸3的基材为碳素钢,气缸3的基材采用淬火处理、渗碳处理或者渗氮处理中的任一种。由此,加工具有一定硬度的气缸3,能够降低了摩擦产生的磨损,进而保证了旋转式压缩机10的密封性。

在一个具体的实施例中气缸3的基材经淬火处理,淬火处理后的硬度为HRC20-HRC45。在另一个具体的实施例中气缸3的基材经渗碳处理或渗氮,处理后的硬度为HV500-HV800。

就主轴承5而言,主轴承5的摩擦面具有GLC涂层,主轴承5的基材为碳素钢,主轴承5的基材采用淬火处理、渗碳处理或者渗氮处理中的任一种,以保证主轴承5的硬度满足旋转式压缩机10的工作要求。

在一个具体的实施例中,主轴承5的基材经淬火处理,淬火处理后的硬度为HRC20-HRC45。当然,本实用新型并不限于此,主轴承5的基材经渗碳或渗氮处理,处理后的硬度为HV500-HV800。

就副轴承6而言,副轴承6的摩擦面具有GLC涂层,副轴承6的基材为碳素钢,副轴承6的基材采用淬火处理、渗碳处理或者渗氮处理中的任一种,以保证副轴承6的硬度满足旋转式压缩机10的工作要求。

在一个具体的实施例中,副轴承6的基材经淬火处理,淬火处理后的硬度为HRC20-HRC45。当然,本实用新型并不限于此,副轴承6的基材经渗碳或渗氮处理,处理后的硬度为HV500-HV800。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

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