CN101265893B - 一种往复活塞式密封压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复活塞式密封压缩机，包括壳体、电机、曲轴、曲轴箱、连杆、活塞、阀组、吸气消音器和滚珠轴承组件，曲轴上端的偏心轴和连杆的大头孔之间通过滚珠轴承组件相连，滚珠轴承组件内设有两排滚珠。这样，偏心轴和连杆之间的摩擦就变成滚动摩擦，可以进一步降低此处的机械损耗，使压缩机整机的效率进一步提升。同时，由于结构中采用了双排滚珠的设计，就可以使用较小的滚珠，以较小的滚珠轴承组件径向尺寸满足必须的负载强度要求，而且也便于在两排滚珠之间设置润滑油孔，保证滚珠的充分润滑。

Description

一种往复活塞式密封压缩机

所属技术领域

本发明涉及到一种密封式压缩机，尤其是一种可用于家用及小型制冷系统中的往复活塞式密封压缩机。

背景技术

现有密封式压缩机安装于一个密闭的壳体内，图1所示的即为现有密封式压缩机中的一种，它包括壳体3、内排气管4、电机定子8、电机转子9、曲轴10、曲轴箱11、曲轴偏心轴13、连杆14(包括连杆大头12和连杆小头17)、活塞销15、活塞16、阀组18、吸气消音器19和排气管20，带有偏心轴13的曲轴10装配于气缸体的曲轴孔上，曲轴10推动连杆14-活塞16进行往复运动，偏心轴13和连杆大头12以适当的间隙连接在一起。压缩机工作时，电机带动曲轴10旋转，曲轴10的旋转使得偏心轴13带动连杆14和活塞16间歇性压缩气体。由于偏心轴13和连杆14的连接是间隙配合，工作时，曲轴10旋转带动偏心轴13和连杆孔相对运动，产生摩擦损耗。偏心轴13的外圆和连杆14的大头12内孔是滑动摩擦，压缩机工作时，在此处产生的滑动摩擦损耗的进一步减少会受到偏心轴强度和润滑极限的限制。为了减少此处的摩擦损耗，现有技术中已经有采用较小偏心轴直径的方法，以减少此摩擦副的工作线速度和摩擦面积，达到减少摩擦损耗的水平。但是由于压缩机对偏心轴的强度有一定的要求，同时必须满足最小的润滑能力，所以减少偏心轴直径的方法是有限度的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种能有效降低机械损耗，显著提高整机效率的往复活塞式密封压缩机。

为解决上述技术问题，本发明一种往复活塞式密封压缩机包括壳体、电机、曲轴、曲轴箱、连杆、活塞、阀组、吸气消音器和滚珠轴承组件，所述曲轴上端的偏心轴和所述连杆的大头孔之间通过所述滚珠轴承组件相连，所述滚珠轴承组件内设有两排滚珠。

上述一种往复活塞式密封压缩机，所述滚珠轴承组件包括轴承体、外圈和内圈，所述滚珠设于所述轴承体上，所述内圈和外圈的相应壁上设有容纳所述滚珠的凹槽。

上述一种往复活塞式密封压缩机，所述滚珠轴承的外圈比其内圈高。

上述一种往复活塞式密封压缩机，所述滚珠轴承的内圈中部设有n个均布的通孔，在所述偏心轴的对应位置设有油孔及与油孔相连的横向油槽，所述油槽的长度大于所述偏心轴外圆周长的1/n。

上述一种往复活塞式密封压缩机，所述通孔的数量n为4个或4个以上。

上述一种往复活塞式密封压缩机，所述滚珠轴承通过一个弹性的带有轴向限位的固定卡簧与所述连杆相连，所述弹性固定卡簧的两头设有两个连接孔，分别与所述连杆上所设的两个凸起扣紧，所述弹性固定卡簧的上、下两端各有一个轴箱限位折边。

上述一种往复活塞式密封压缩机，所述滚珠轴承通过一个弹性固定卡簧与所述连杆相连，所述弹性固定卡簧的两头设有两个连接孔，分别与所述连杆上所设的两个凸起扣紧，所述滚珠轴承的外圈设有一个凹槽，与所述连杆的圆弧部分相吻合。

上述一种往复活塞式密封压缩机，所述滚珠轴承通过一个弹性固定卡簧与所述连杆相连，所述连杆的下端设有一个轴向限位，所述弹性固定卡簧的上端设有一个轴向限位，所述连杆体的上侧两边还分别设有一个限位装置。

上述一种往复活塞式密封压缩机，所述滚珠轴承通过一个弹性钢丝卡簧与所述连杆相连，所述滚珠轴承的外圈设有一个凹形环形槽，所述连杆和所述滚珠轴承外圈配合的是两个成一定角度的平面，所述弹性钢丝卡簧陷入此凹槽内，所述弹簧钢丝卡簧上另设有两个钩状体，分别与所述连杆上所述的两个挂钩扣紧。

由于本发明采用了上述技术结构，在偏心轴和连杆大头孔之间采用一种特殊设计的滚珠轴承，使得偏心轴和连杆之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，可以进一步降低此处的机械损耗，从而使压缩机整机的效率进一步提升。结构中采用双排滚珠的设计，就可以使用较小的滚珠，以较小的滚珠轴承组件径向尺寸满足必须的负载强度要求，而且较小的径向尺寸同样对减少机械损耗有利。同时采用双排滚珠也便于在两排滚珠之间设置润滑油孔，保证滚珠的充分润滑。滚珠轴承的外圈比其内圈高，就可利用高度差收集从偏心轴上部出油孔甩出的油作为滚珠轴承的补充润滑(润滑充分的情况下高度差可以为零)。同时，通过改变不同的滚珠的直径和深沟深度，可以确定不同载荷的滚珠轴承。在滚珠轴承内圈中部安排了n个均布的通孔，同时在偏心轴对应位置设计了油孔和与油孔相连的横向油槽，压缩机工作时曲轴旋转产生的离心力将下部油泵提供的润滑油通过此油路传送到上下两排滚珠上，就可以满足滚珠轴承的润滑需要，使滚珠始终保持较好的润滑条件。将油槽的长度设计成大于偏心轴1/n外圆周长，可以保证滚珠轴承内圈装配于曲轴偏心轴任何位置都能保证滚珠轴承的润滑油路和曲轴油路相通。另外，根据连杆和滚珠轴承在压缩机中的受力特点，即在压缩过程连杆和滚珠轴承受力较大，而在吸气回程时受力较小，这样可以采用上述几种更简便的安装结构，既充分保证了压缩时的结构强度，又使得安装结构更加简单。

附图说明

图1是现有一种往复活塞式密封压缩机的结构示意图；

图2是本发明往复密封式压缩机的结构示意图；

图3是图2中滚珠轴承的结构示意图；

图4是滚珠轴承在本发明密封压缩机中的安装结构局部放大图；

图5是偏心轴和连杆大头孔间的第一种简便安装结构示意图；

图6是偏心轴和连杆大头孔间的第二种简便安装结构示意图；

图7是偏心轴和连杆大头孔间的第三种简便安装结构示意图；

图8是偏心轴和连杆大头孔间的第四种简便安装结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明往复活塞式密封压缩机包括壳体3、内排气管4、电机定子8、电机转子9、曲轴箱11、曲轴10、偏心轴13、连杆14、活塞销15、活塞16、阀组18、吸气消音器19、排气管20和滚珠轴承组件1，连杆14为一整体连杆，滚珠轴承组件1装配于偏心轴13和连杆大头12的孔之间，将偏心轴13和连杆14相连。显然，采用本发明滚珠轴承结构的密封压缩机在工作时，原有的偏心轴13和连杆14大头12之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，进一步降低了机械损耗。

如图3所示，本发明压缩机的滚珠轴承组件1采用了双排滚珠布置的结构，它包括轴承体22、外圈21和内圈25，滚珠23设于轴承体22上，内圈25和外圈21的相应壁上设有容纳滚珠23的凹槽。外圈21比内圈25高h，高度差h的作用是收集从偏心轴上部出油孔甩出的油作为滚珠轴承的补充润滑，润滑充分的情况h可以为零。改变不同的滚珠直径和深沟深度，可以确定不同载荷的滚珠轴承。与普通滚珠轴承不同的是，在滚珠轴承内圈25中部，均布了n个通孔24，通常n的数量不小于4个，当然也可以采用更多通孔的结构。此通孔24的作用是用于传送从偏心轴油路中被油泵提供的润滑油。对应的偏心轴13的外圆上对应内圈通孔24的部位设置了一个沿圆周方向分布的横向油槽，油槽在在外圆上的长度大于(偏心轴外圆周长长度/n)，以保证滚珠轴承组件1的内圈25装配于偏心轴13在任何位置都能保证滚珠轴承的润滑油路和曲轴油路相通。

如图4所示，本发明中，滚珠轴承可以通过压配使滚珠轴承外圈21和连杆大头12的内孔固定，滚珠轴承内孔和偏心轴外圆过渡配合。压缩机工作时，曲轴10旋转产生的离心力使得润滑油从底部传送到曲轴10上部，通过偏心轴13内部油孔上升的润滑油分别从偏心轴中部的油孔27和上面出油孔26进入滚珠轴承组件1，提供滚珠23工作时需要的润滑，从偏心轴13中部出油孔27出来的油通过滚珠轴承组件1内圈25的中部通孔24可直接润滑上下排滚珠，而从偏心轴13上端部出油孔26出来的冷冻油受到滚珠轴承外圈21的阻挡，一部分油进入滚珠轴承组件1内部提供滚珠23的补充润滑。

如图5所示，滚珠轴承组件1采用了简便分体连杆的连接结构，此分体连杆组件由带有连杆小孔的连杆体100、双排滚珠轴承组件1和一个弹性的带有轴向限位的一个固定卡簧120组成，滚珠轴承组件1的外圆111和连杆体100的圆弧面104形状吻合，弹性固定卡簧120通过121、122这两个孔和连杆体100的两个凸起102、103扣紧，从而将滚珠轴承组件1和连杆体100连接在一起。弹性固定卡簧120在上下各有一个折边123和124对滚珠轴承组件1进行轴箱限位。采用这种结构的好处是整个组装结构正好符合活塞压缩机的工作状况，压缩时滚珠轴承组件1紧贴连杆体100，保证活塞压缩时的受力，二是当活塞回程时受力较小，弹性卡簧120可以满足较小的回程负载。另外弹性卡簧120具有一定的弹性，可以减少由于活塞孔和曲轴孔的垂直度不好带来的曲轴、活塞和气缸体曲轴孔、活塞孔摩擦增大的弊端。

如图6所示，滚珠轴承组件1采用了另一种简便分体连杆的连接结构，其作用和上一种结构类似。此结构中的滚珠轴承组件1的外圈增加了一个凹形槽211，此凹形槽211正好和连杆体100的圆弧部分104吻合，这样就解决了滚珠轴承组件1和连杆体100的轴向限位问题，而弹性卡簧220则不需要带有上一种结构中的上下限位结构，简化了弹性卡簧的设计，和连杆体100共同组成一个轴向限位保证滚珠轴承的定位。

如图7所示，滚珠轴承组件1采用了第三种简便分体连杆的连接结构，此结构采用和第一种结构相同的双排滚珠轴承，滚珠轴承组件1的外圈圆弧面和连杆体300的圆弧面304吻合，连杆体300带有一个下端的轴向限位305，弹性卡簧320带有一个上端的轴向限位324，而连杆体300的上侧两边还分别带有一个限位装置用于对弹性卡簧320的限位，上述几个限位装置共同将滚珠轴承组件1和连杆体300紧紧连接成一个整体。

如图8所示，滚珠轴承组件1采用了第四种简便分体连杆的连接结构。此结构中，固定滚珠轴承组件1的弹性固定装置采用一种弹性钢丝弯制而成，滚珠轴承组件1的外圈带有一个凹形环形槽421，而连杆体400和滚珠轴承外圈配合的是两个成一定角度的平面404。弹性钢丝卡簧420固定时陷入此凹槽421对滚珠轴承组件1进行轴向限位，弹簧钢丝卡簧还带有两个钩状体421和422，它们的作用是组装时和连杆体的两个挂钩扣紧。

本发明描述了上述四种滚珠轴承的简便安装结构，本领域的技术人员可以很容易地在这个基础上演变、改变出更多的实例结构，但仍然应属于本发明的范围。

Claims (6)

1.一种往复活塞式密封压缩机，包括壳体、电机、曲轴、曲轴箱、连杆、活塞、阀组和吸气消音器，其特征在于，它还包括滚珠轴承组件，所述曲轴上端的偏心轴和所述连杆的大头孔之间通过所述滚珠轴承组件相连，所述滚珠轴承组件内设有两排滚珠；所述滚珠轴承组件包括轴承体、外圈和内圈，所述滚珠设于所述轴承体上，所述内圈和外圈的相应壁上设有容纳所述滚珠的凹槽；所述滚珠轴承组件的外圈比其内圈高。

2.如权利要求1所述的一种往复活塞式密封压缩机，其特征在于，所述滚珠轴承组件的内圈中部设有n个均布的通孔，在所述偏心轴的对应位置设有油孔及与油孔相连的横向油槽，所述油槽的长度大于所述偏心轴外圆周长的1/n。

3.如权利要求2所述的一种往复活塞式密封压缩机，其特征在于，所述通孔的数量n为4个或大于4个。

4.如权利要求1、2或3所述的一种往复活塞式密封压缩机，其特征在于，所述滚珠轴承组件通过一个弹性的带有轴向限位的固定卡簧与所述连杆相连，所述弹性固定卡簧的两头设有两个连接孔，分别与所述连杆上所设的两个凸起扣紧，所述弹性固定卡簧的上、下两端各有一个轴向限位折边。

5.如权利要求1、2或3所述的一种往复活塞式密封压缩机，其特征在于，所述滚珠轴承组件通过一个弹性固定卡簧与所述连杆相连，所述弹性固定卡簧的两头设有两个连接孔，分别与所述连杆上所设的两个凸起扣紧，所述滚珠轴承组件的外圈设有一个凹槽，与所述连杆的圆弧部分相吻合。

6.如权利要求1、2或3所述的一种往复活塞式密封压缩机，其特征在于，所述滚珠轴承组件通过一个弹性固定卡簧与所述连杆相连，所述连杆的下端设有一个轴向限位，所述弹性固定卡簧的上端设有一个轴向限位，所述连杆体的上侧两边还分别设有一个限位装置。

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