曲轴组件、泵体组件和压缩机的制作方法

1.本技术属于压缩机技术领域，具体涉及一种曲轴组件、泵体组件和压缩机。


背景技术：

2.转子压缩机运转时，曲轴主要依靠主副轴承径向支撑得以稳定旋转，冷冻油在离心力和压力作用下，沿曲轴中供油通道经由出油孔向各配合轴承副送油润滑，当润滑油量不足时，曲轴和轴承很容易发生磨损状况；另外由于曲轴供油通道上端距排气管距离变小，导致压缩机吐油量增加；因此容易发生供油通道难以满足曲轴摩擦副的供油量，会加剧曲轴的磨损，不利于压缩机的可靠运行。


技术实现要素：

3.因此，本技术提供一种曲轴组件、泵体组件和压缩机，能够解决现有技术中供油通道难以满足曲轴摩擦副的供油量，会加剧曲轴的磨损的问题。
4.为了解决上述问题，本技术提供一种曲轴组件，包括：
5.曲轴，包括沿轴向上对接的上轴段和下轴段；所述上轴段的下部设有上偏心部，所述下轴段的上部设有下偏心部；所述上偏心部和所述下偏心部对应配合构成所述曲轴的偏心部；
6.所述上轴段和所述下轴段中均设有沿轴向延伸的油孔，所述油孔于所述上偏心部和所述下偏心部中均设为锥形孔，且两个所述锥形孔的锥底开口对接，构成轴向贯通所述曲轴的供油通道。
7.可选地，所述锥底开口设于所述上偏心部或所述下偏心部的偏心部位上。
8.可选地，所述锥底开口的中心与所述曲轴旋转中心的距离大于所述上偏心部或所述下偏心部的偏心距离。
9.可选地，所述上轴段在所述锥形孔的锥尖处、所述下轴段在所述锥形孔的锥尖处和所述偏心部均设有径向通孔。
10.可选地，所述上轴段锥形孔的中心线与竖直方向的最大夹角设为θ，所述下轴段锥形孔的中心线与竖直方向的最大夹角设为α，满足0.8《θ/α《1.2。
11.可选地，所述上偏心部的竖直方向高度设为h1，所述下偏心部的竖直方向高度设为h2，满足0.5《h1/h2《2。
12.可选地，所述上轴段上部油孔的流通面积设为a1，所述下轴段下部油孔的流通面积设为a2，两个所述锥形孔的锥底开口面积相同，设为amax，满足4《amax/a1《10或4《amax/a2《10。
13.根据本技术的另一方面，提供了一种泵体组件，包括如上所述的曲轴组件。
14.可选地，所述泵体组件还包括有套设于所述偏心部上的滚子，所述上偏心部和所述下偏心部的外周面上设有外螺纹，所述滚子的内周面设有内螺纹，所述滚子与所述上偏心部和所述下偏心部为螺纹连接。
15.根据本技术的另一方面，提供了一种压缩机，包括如上所述的曲轴组件或如上所述的泵体组件。
16.本技术提供的一种曲轴组件，包括：曲轴，包括沿轴向上对接的上轴段和下轴段；所述上轴段的下部设有上偏心部，所述下轴段的上部设有下偏心部；所述上偏心部和所述下偏心部对应配合构成所述曲轴的偏心部；所述上轴段和所述下轴段中均设有沿轴向延伸的油孔，所述油孔于所述上偏心部和所述下偏心部中均设为锥形孔，且两个所述锥形孔的锥底开口对接，构成轴向贯通所述曲轴的供油通道。
17.本技术在曲轴偏心部处设置对接的锥形孔，构成带有腔室的供油通道，能够提高曲轴底端的吸油效果，降低曲轴顶端向上出油的能力，减少油孔上端的出油量，从而保证了供油通道满足曲轴摩擦副的供油量，降低曲轴的磨损。
附图说明
18.图1为本技术实施例的泵体组件的结构示意图；
19.图2为本技术实施例的曲轴前视图的剖面图；
20.图3为本技术实施例的曲轴上轴段前视图的剖面图；
21.图4为本技术实施例的曲轴下轴段前视图的剖面图；
22.图5为本技术实施例的泵体组件中的曲轴侧边油孔图；
23.图6为本技术实施例的滚子的前视图的剖面图；
24.图7为本技术实施例的偏心部的前视图的剖面图；
25.图8为本技术实施例的偏心部的前视图的剖面尺寸示意图；
26.图9为本技术实施例的曲轴偏心部的横截面剖面图；
27.图10为本技术实施例的曲轴偏心部质心点示意剖面图；
28.图11为本技术实施例的基于相同条件，曲轴偏心部质心与旋转轴距离(偏心距)随着不同横向截面积比例的变化曲线图。
29.附图标记表示为：
30.1、曲轴；2、上法兰；3、滑片；4、滚子；5、气缸；6、下法兰；
31.1s、上轴段；1x、下轴段；11、长轴；11a、长轴油孔；12、偏心部；12a、偏心部油孔；12a-s、上锥形孔；12a-x、下锥形孔；12b、偏心部实体、12s、上偏心部；12x、下偏心部；13、短轴；13a、短轴油孔；s1、轴线；s2、轴线；s3、轴线；s4、轴线；11a’、径向油孔；12a’、径向油孔；13a’、径向油孔；f1、内周面；f2、外周面。
具体实施方式
32.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或
描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
34.结合参见图1至图11所示，根据本技术的实施例，一种曲轴组件，包括：
35.曲轴1，包括沿轴向上对接的上轴段1s和下轴段1x；所述上轴段1s的下部设有上偏心部12s，所述下轴段1x的上部设有下偏心部12x；所述上偏心部12s和所述下偏心部12x对应配合构成所述曲轴1的偏心部12；
36.所述上轴段1s和所述下轴段1x中均设有沿轴向延伸的油孔，所述油孔于所述上偏心部12s和所述下偏心部12x中均设为锥形孔，且两个所述锥形孔的锥底开口对接，构成轴向贯通所述曲轴1的供油通道。
37.本技术在曲轴1偏心部12处设置对接的锥形孔，构成带有腔室的供油通道，能够提高曲轴1底端的吸油效果，降低曲轴1顶端向上出油的能力，减少油孔上端的出油量，从而保证了供油通道满足曲轴1摩擦副的供油量，降低曲轴1的磨损。
38.因传统的转子压缩机依靠曲轴1偏心部12驱动，偏心部12以及套设在偏心部12外面的活塞在曲轴1转动过程中产生离心力，导致压缩机的不平衡重，需在转子上设置平衡块，而平衡块的设置会使得曲轴1发生挠曲变形，会加剧曲轴1磨损和振动，进一步影响压缩机的性能。
39.本技术中在偏心部12内设置空腔，保证偏心量不变的情况下，减小旋转过程中的惯性力，降低平衡块配重，有效改善曲轴1顶端的扰动和噪声问题。
40.在一些实施例中，锥底开口设于所述上偏心部12s或所述下偏心部12x的偏心部12位上。优选地，锥底开口位于所述曲轴1旋转中心和所述上偏心部12s或所述下偏心部12x中心的连线上。更优选地，所述锥底开口的中心与所述曲轴1旋转中心的距离大于所述上偏心部12s或所述下偏心部12x的偏心距离。
41.本技术曲轴1具有变轴线和变横向截面的中心油孔，其中偏心部12处中心油孔的轴线与长、短轴中心油孔轴线具有一定夹角，形成在轴向上具有多个拐点的油流动通道，拐点分别设置在长轴11与偏心部12相交端面、短轴13与偏心部12相交端面以及在偏心部12横向截面处，与现有技术相比，润滑油在该油流动通道的拐点处的流速变化产生局部高压，增加从长短轴13、偏心部12侧边油孔流出的润滑油油量，有利于曲轴1与轴承之间的润滑状态，避免零部件的磨损；该曲轴1偏心部12中心油孔具有变轴线和变横向截面的特性，其中偏心部12中心油孔的横向截面面积具有从偏心部12两侧端面向轴向中心截面逐渐增加的特点，与现有技术相比，曲轴1偏心部12中心油孔具有流动通道长度更长和横向截面面积更大的特点，增大了润滑油在中心油孔中的流动通道容积，从而有效地减小润滑油从中心油孔顶端的出油量，避免高频运行时大量的润滑油被泵出压缩机，有效降低转子式压缩机的吐油率。
42.本技术中曲轴1内的供油流动通道，具有多个拐点，在离心力作用下可分离油液中的铁屑等杂质，从而避免夹带有铁屑等杂质的润滑油进入曲轴1与轴承之间磨损零件，延长压缩机零件使用寿命。
43.在一些实施例中，上轴段1s在所述锥形孔的锥尖处、所述下轴段1x在所述锥形孔
的锥尖处和所述偏心部12均设有径向通孔。
44.本技术润滑油经过偏心部12与长轴11/短轴13的中心油孔拐点以及偏心部12自身中心油孔拐点形成局部高压，长轴11/短轴13/偏心部12侧边油孔的出油量多，曲轴1与轴承之间的润滑油充足，曲轴1中心油孔上端吐油率低，实现转子压缩机改善润滑状态的效果。
45.在一些实施例中，上轴段1s锥形孔的中心线与竖直方向的最大夹角设为θ，所述下轴段1x锥形孔的中心线与竖直方向的最大夹角设为α，满足0.8《θ/α《1.2。优选地，上偏心部12s的竖直方向高度设为h1，所述下偏心部12x的竖直方向高度设为h2，满足0.5《h1/h2《2。优选地，上轴段1s上部油孔的流通面积设为a1，所述下轴段1x下部油孔的流通面积设为a2，两个所述锥形孔的锥底开口面积相同，设为amax，满足4《amax/a1《10或4《amax/a2《10。
46.曲轴1由上、下两轴段组成，曲轴1上轴段1s具有长轴11和轴向高度为h1的上偏心部12s，长轴11内部具有与其同轴设置、横向截面积为a1的中心油孔，上偏心部12s内部具有与长轴11轴线之间呈第一夹角θ、最大横向截面积为amax的中心油孔，同时上偏心部12s内部中心油孔横向截面面积随轴向高度不断减小而不断增加；曲轴1下轴段1x具有下偏心部12x和短轴13，短轴13内部具有与其同轴、横向截面积为a2的中心油孔，下偏心部12x内部具有与短轴13轴线s4呈之间呈第二夹角α、最大横向截面积为amax的中心油孔，同时下偏心部12x内部中心油孔横向截面面积随轴向高度不断增加而不断增加，其中，第一夹角θ与第二夹角α满足以下关系：0.8《θ/α《1.2，上偏心部12s轴向高度h1与下偏心部12x轴向高度h2满足以下关系：0.5《h1/h2《2，长轴11中心油孔横向截面积a1、偏心部12中心油孔最大横向截面积amax与短轴13中心油孔横向截面积a2满足以下关系：满足4《amax/a1《10或4《amax/a2《10，曲轴1上轴段1s的上偏心部12s轴向下端面与曲轴1下轴段1x的下偏心部12x轴线上端面对应，曲轴1上轴段1s与曲轴1下轴段1x配合装配，形成曲轴1整体结构。
47.根据本技术的另一方面，提供了一种泵体组件，包括如上所述的曲轴1组件。
48.在一些实施例中，泵体组件还包括有套设于所述偏心部12上的滚子4，所述上偏心部12s和所述下偏心部12x的外周面上设有外螺纹，所述滚子4的内周面f1设有内螺纹，所述滚子4与所述上偏心部12s和所述下偏心部12x为螺纹连接。
49.如图1所示的泵体组件，包括曲轴1，上法兰2，滑片3，滚子4，气缸5，下法兰6。电动机转子带动曲轴1转动，上法兰2套设于曲轴1长轴，滚子6装配于曲轴1偏心部，滑片3装配于气缸5滑片槽内抵于滚子6外侧，下法兰6套设于曲轴1短轴上，上法兰2与下法兰6分别设置于气缸5两侧，与气缸5内圆周和滚子4外圆周一起形成压缩空间；由电动机转子带动曲轴1与滚子4，配合气缸5与滑片3进行冷媒的吸气压缩工作。
50.曲轴的上偏心部和下偏心部外圆周面设置有螺纹结构，滚子内圆周面设置有与偏心部外圆周面对应的螺纹结构，通过曲轴偏心部和滚子螺纹连接的方式，实现曲轴上轴段和曲轴下轴段的装配连接，形成完整的曲轴零件。
51.曲轴1：如图2、3、4、5所示，包括曲轴上轴段1s、曲轴下轴段1x，其中曲轴上轴段1s由长轴11和上偏心部12s组成，曲轴下轴段1s由短轴13和下偏心部12x组成，曲轴长轴11、偏心部12、短轴13设置有由中心油孔向轴承副流动的侧边油孔通道11a’、12a’、13a’，所述曲轴1与现有技术不同，本实施例中的曲轴1将曲轴偏心部切分为上、下两个部分，曲轴上轴段1s和曲轴下轴段1x连接组合成曲轴1；
52.所述曲轴上轴段1s：如图3所示，内部设置有油孔，长轴11具有中心油孔11a，所述
长轴油孔11a的轴线为s1，上偏心部12s具有上锥形孔12a-s，所述上锥形孔12a-s的轴线为s2，其中，上锥形孔12a-s的横向截面面积大小随轴向高度不断变化；
53.所述曲轴下轴段1x：如图4所示，内部设置有油孔，下偏心部12x具有下锥形孔12a-x，下锥形孔12a-x的轴线为s3；短轴13具有油孔13a，短轴油孔13a的轴线为s4，其中，下锥形孔12a-x的横向截面面积大小随轴向高度不断变化；
54.所述曲轴偏心部12：如图8所示，长轴中心油孔11a横向截面的直径为l3，其横向截面积a1＝π*(l3/2)2，偏心部中心油孔12a任一横向截面的直径为l4，其横向截面积amax＝π*(l4max/2)2，短轴中心油孔13a横向截面的直径为l5，其横向截面积a2＝π*(l5/2)2，其中，长轴中心油孔横向截面积a1、偏心部中心油孔最大横向截面积amax与短轴中心油孔横向截面积a2满足以下关系:4《amax/a1或amax/a2《10；
55.所述曲轴偏心部12：如图8所示，长轴油孔11a的轴线s1与上锥形孔12a-s的轴线s2之间形成的第一夹角为θ，下锥形孔12a-x的轴线s3与短轴油孔13a的轴线s4之间形成的第二夹角为α，其中，第一夹角θ与第二夹角α满足以下关系：0.8《θ/α《1.2，上偏心部轴向高度h1与下偏心部轴向高度h2满足以下关系：0.5《h1/h2《2；偏心部在轴向上可以为不对称的结构，增加保护范围，同时通过上偏心部和下偏心部的轴向高度比例、长短轴中心油孔与偏心部中心油孔横向截面积的大小比例以及偏心部实体部分和油孔部分的分布减小了偏心部质心点与曲轴旋转轴的偏心距，降低曲轴旋转过程中的惯性力。
56.所述曲轴偏心部12：如图7所示，外圆周面f2具有螺纹结构；
57.所述滚子4：如图6所示，内圆周面f1设置有与曲轴偏心部12外圆周面的外圆周面f2对应的螺纹结构；
58.其中，曲轴偏心部12与滚子4螺纹配合，将曲轴上轴段1s与曲轴下轴段1x装配成一体，上偏心部端面与下偏心部端面接触配合，长轴、上偏心部、下偏心部、短轴的内部油孔相互连通成为曲轴的内部中间油流动通道。
59.该曲轴设计与常规曲轴相比，在对应偏心部位置处，曲轴内部向上泵油通道的横向截面积随轴向高度不断变化，且存在横截面突变的截面拐点，增加曲轴侧边油孔出油量。对比数据如下表：
[0060][0061]
所述曲轴偏心部12：如图9、10所示，横截面上分布有偏心部实体12b和偏心部油孔12a，所述曲轴1的旋转中心点为o，所述偏心部油孔12a中心点为b，其中偏心部油孔12a分布远离曲轴旋转中心点o，在以o为坐标原点，以偏心方向为y的坐标系中，偏心部油孔12a的位置分布在y》0的象限中，即o
→
b为偏心方向y。
[0062]
如图11所示，该曲轴偏心部设计与常规曲轴偏心部相比，通过上偏心部和下偏心部的轴向高度比例、长短轴中心油孔与偏心部中心油孔横向截面积的大小比例以及偏心部
实体部分和油孔部分的分布减小了偏心部质心点与曲轴旋转轴的偏心距，降低曲轴旋转过程中的惯性力。
[0063]
参见图1至图10，所述转子压缩机的油流动通道：所述曲轴上轴段1s内部包括长轴11中心油孔11a和上偏心部12s中心油孔12a-s，所述曲轴下轴段1x内部包括下偏心部12x油孔12a-x和短轴油孔13a，所述曲轴上轴段1s与所述下轴段1x装配为一体后，内部油孔连通形成润滑油在曲轴内部的流动通道。
[0064]
具体地，所述曲轴上轴段1s与所述曲轴下轴段1x装配在一起后，所述长轴11的中心油孔11a、所述上偏心部12s的中心油孔12a-s、所述下偏心部12x的中心油孔12a-x、所述短轴13的中心油孔13a连通，共同组合形成所述润滑油的流动通道，此时各连接端面为流动通道的突变端面，促进了润滑油的局部高压，增加了长轴侧边油孔11a’、偏心部侧边油孔12a’、短轴侧边油孔13a’的出油量；所述曲轴上偏心部12s和所述曲轴下偏心部12x接触的横向截面上油孔中心点b与旋转中心点o的距离l2大于偏心部中心点c与旋转中心点o的距离e，上偏心部12s和下偏心部12x组合在一起，偏心部实体部分12b与偏心部油孔部分12a的设计分布，使得整体偏心部12的质心a与旋转中心o的距离l1小于偏心部中心点c与旋转中心点o的距离e，大小接近于0，达到旋转过程中偏心部的惯性力较小的效果，减小平衡块的配重，甚至无需设置平衡块配重。
[0065]
当压缩机工作时，曲轴1发生旋转，偏心部12油孔12a和实体12b的分布使得偏心部分质心a与旋转轴o的距离l1较小，偏心部12旋转过程中的惯性力较小，引起曲轴旋转过程中的扰动和噪声较小；当曲轴1旋转时，在离心力作用下，润滑油从油池进入曲轴内部油孔中，首先进入短轴油孔13a中，随之进入连通的下锥形孔12a-x中，在短轴油孔13a和下锥形孔12a-x的油孔截面突变时，形成局部高压，润滑油经由短轴侧边油孔13a’的出油量增加，然后经过上锥形孔12a-x和下锥形孔12a-x的截面突变时，润滑油进入偏心部侧边油孔12a’增加，随之进入长轴油孔11a中，在长轴中心油孔11a和偏心部中心油孔12a-s的油孔截面突变时，形成局部高压，润滑油经由长轴侧边油孔11a’的出油量增加。
[0066]
其中，润滑油在曲轴内部中心油孔中因横向截面的突变，从侧边油孔流出的润滑油量增加，有效改善了曲轴与轴承之间的径向滑动轴承润滑，降低轴承副磨损风险，提高压缩机旋转过程中的可靠性。
[0067]
本发明曲轴的上、下轴段装配后即可实现润滑油的流动通道，偏心部中心油孔可设置为上偏心部和下偏心部两个部分，长轴与上偏心部、上偏心部与下偏心部、下偏心部与短轴的中心油孔可设置为连通对应的但彼此轴线具有夹角的结构，形成局部高压增加侧边油孔的出油量，改善曲轴与轴承之间的润滑状态，降低曲轴中心油孔上端的吐油率；本发明的偏心部中心油孔横向截面面积从偏心部两端面向轴向中心端面过渡时的趋势为有小到大，增加润滑油在中心油孔中的油量，提高向上泵油离心力，降低曲轴中心油孔向上泵油的能力，减小曲轴中心油孔上端的出油量；本发明的偏心部横向截面中孔洞中心点与旋转中心点的距离大于偏心部的偏心量，有利于偏心部的质心点靠近旋转中心点，降低偏心部旋转的惯性力，减小平衡块配重，从而达到降低扰动和噪声的效果。
[0068]
当压缩机工作时，为了改善曲轴与轴承之间的润滑状态，降低曲轴中心油孔上端的吐油率，以及减小偏心惯性力的扰动影响，为此需要增加曲轴侧边油孔的出油量，增加中心油孔内部的容积，同时减小偏心部配重和与旋转轴之间的偏心距离。为了实现上述效果，
在本实施例中以如下方式进行。即，设计变横向截面和变斜率轴线中心油孔的上下两个偏心部，分别与长轴和短轴组合作为曲轴上下两个单独部分，通过曲轴上下两部分的装配，完成中心油孔流动通道的设置。通过这样进行设置，能够实现曲轴侧边油孔出油量大、曲轴中心油孔上端吐油率低和偏心部惯性力较小的效果。
[0069]
根据本技术的另一方面，提供了一种压缩机，包括如上所述的曲轴组件或如上所述的泵体组件。
[0070]
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。
[0071]
以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。