CN101482119B - 涡旋式压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种涡旋式压缩机，用低碳素钢且经气体软氮化处理作成耐磨耗性高的轴承壳。涡旋式压缩机(50)具备：电动机部(5)、压缩机构部(6)、曲轴(11)、轴承及密闭容器(1)。轴承具备主轴承(13)及副轴承(14)。副轴承(14)具备焊接于支承部的同时在内周具有内球面部(15a)的轴承壳(15)、和具有与内球面部(15a)滑动来保持自动调心功能的外球面形状部(16b)的球面轴承(16)。球面轴承(16)构成为，在机械构造用碳素钢材料或铸造材料的表面实施氮化处理使之硬化、进而实施二硫化钼以及磷酸锰覆膜处理。轴承壳(15)构成为，使用低碳素钢材料，在其表面的至少成为与球面轴承(16)的外球面部(16b)滑动的滑动面的内球面部实施气体软氮化处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种涡旋式压缩机，特别适用于装载于空调机、冷冻机等的涡旋式压缩机。
背景技术
作为现有的涡旋式压缩机，特开平6-173877号公报(专利文献1)有所记载。
该专利文献1的涡旋式压缩机具有：在密闭容器内的电动机部；压缩工作流体的压缩机构部；将上述电动机部的旋转力向上述压缩机构部传递来驱动该压缩机构部的曲轴；在上述电动机部的两侧支承上述曲轴使其能够旋转的多个轴承；收纳上述电动机部、上述压缩机构部、上述曲轴、以及上述多个轴承的密闭容器。
而且，上述压缩机构部具备：通过使设在各自的端板上的涡旋状的卷板相啮合来形成压缩室的静涡盘以及动涡盘、上述动涡盘的自转防止装置、支承上述自转防止装置的构架。上述多个轴承具备：内装于上述构架并支承上述曲轴的主轴承、和由上述电动机部在与压缩机构部相反的侧支承上述曲轴的副轴承。上述副轴承具备：焊接于支承部的同时在内周具有球面形状部的轴承壳、和收纳于上述轴承壳的球面形状部且具有自动调心功能并支承上述曲轴的球面轴承。
进而，上述球面轴承的构成为，在机械构造用碳素钢材料或铸造材料的表面实施氮化处理使之硬化、进而实施二硫化钼以及磷酸锰覆膜处理。
专利文献1：特开平6-173877号公报
在专利文献1中，由于使用在机械构造用碳素钢材料或铸造材料的表面实施氮化处理使之硬化、进而实施二硫化钼以及磷酸锰覆膜处理而构成的球面轴承，故表面硬度得到强化，球面轴承的可靠性提高。但是，在专利文献1中，关于轴承壳的可靠性没有公开。
该轴承壳使用机械构造用碳素钢材料，但是，当轴承壳的碳含量多时，在对支承部进行焊接时，在轴承壳上容易生成裂缝，致使加工精度低劣。因此，为使焊接时防止裂缝和加工精度的提高优先，考虑轴承壳使用低碳素钢材料，但该情况下，可知，轴承壳和球面轴承之间硬度差及耐磨耗性产生显著差异，由于高负荷运转等轴承壳单方面可能会有异常摩损，可能成为噪音异常及输入功率增大等压缩机品质降低的原因。
发明内容
本发明的目的在于，提供廉价、可靠性高的涡旋式压缩机，其使用具有易切削加工性及良好焊接性的低碳素钢并且通过气体软氮化处理作成耐磨耗性高的轴承壳。
为了实现上述目的，本发明提供一种涡旋式压缩机，其具备：电动机部；压缩工作流体的压缩机构部；将所述电动机部的旋转力向所述压缩机构部传递来驱动该压缩机构部的曲轴；在所述电动机部的两侧支承所述曲轴使其能够旋转的多个轴承；和收纳所述电动机部、所述压缩机构部、所述曲轴以及所述多个轴承的密闭容器，所述压缩机构部具备：通过使设在各自的端板上的涡旋状的卷板相啮合来形成压缩室的静涡盘以及动涡盘、所述动涡盘的自转防止装置、支承所述自转防止装置的构架，所述多个轴承具备：内装于所述构架并支承所述曲轴的主轴承、和在所述电动机部的与压缩机构部相反的侧支承所述曲轴的副轴承，所述副轴承具备：焊接于支承部的同时在内周具有内球面部的轴承壳、和收纳于所述轴承壳内且具有与所述内球面部滑动来保持自动调心功能的外球面形状部的球面轴承，所述球面轴承构成为，在机械构造用碳素钢材料或铸造材料的表面实施氮化处理使之硬化、进而实施二硫化钼以及磷酸锰覆膜处理而使表面硬度达到400Hv～600Hv，所述涡旋式压缩机的特征在于：所述轴承壳构成为，使用低碳素钢材料，且在该低碳素钢材料表面的至少构成与所述球面轴承的外球面部滑动的滑动面的内球面部实施气体软氮化处理，使该轴承壳的表面层的硬度为400Hv以上，从而使此时的所述轴承壳的表面硬度与所述球面轴承的表面硬度的硬度差小于所述轴承壳仅使用低碳素钢材料时的表面硬度与所述球面轴承的表面硬度的硬度差。
这样的本发明的更优选的具体构成如下所述。
(1)所述轴承壳使用碳含量不足0.25％的低碳素钢材料。
发明效果
根据本发明的涡旋式压缩机，使用具有易切削加工性及良好焊接性的低碳素钢并通过气体软氮化处理作成耐磨耗性高的轴承壳，可以实现廉价且可靠性的提高。
附图说明
图1为本发明一实施方式的涡旋式压缩机的纵剖视图；
图2为图1的涡旋式压缩机的副轴承部的放大图；
图3为图2的轴承壳局部放大横剖视图。
符号的说明
1、密闭容器，2、润滑油，3、转子，4、定子，5、电动机部，6、压缩机构部，7、静涡盘，8、动涡盘，9、十字滑环(自转防止装置)，10、构架，11、曲轴，12、旋转轴承，13、主轴承，14、副轴承，15、轴承壳，15a、内球面部，16、球面轴承，16a、内周面部，16b、外球面部，17壳支承构件(支承部)，50、涡旋式压缩机
具体实施方式
下面，参照图1至图3对本发明的一实施方式进行说明。图1为本发明一实施方式的涡旋式压缩机的纵剖视图，图2为图1的涡旋式压缩机的副轴承部的放大图，图3为图2的轴承壳局部放大横剖视图。
涡旋式压缩机50具备：电动机部5、压缩工作流体的压缩机构部6、将电动机部5的旋转力传递给压缩机构部6来驱动该压缩机构部6的曲轴11、在电动机部5的两侧支承曲轴11使其能够转动的多个轴承12～14、润滑油2、收纳它们的密闭容器1。
电动机部5由在中心部贯通曲轴11设置的转子3、和外周焊接于密闭容器1而固定的定子4构成。
压缩机构部6具备：通过使设在各自的端板上的涡旋状的卷板(ラツプ)相啮合而形成压缩室的静涡盘7以及动涡盘8，构成防止该动涡盘8的自转并容许其公转的自转防止装置的十字滑环(oldham ring)9，支承动涡盘8及十字滑环9的构架10。
曲轴11，其一侧端部具有偏心部11a，将该偏心部11a嵌入动涡盘8的凸台部，将电动机部5的旋转力传递给动涡盘4使动涡盘4公转。在曲轴11的中心部形成有用于将贮留在密闭容器1底部的润滑油2向轴承12～14及压缩机构部6的滑动部供给的给油孔11b。
多个轴承12～14包括：内装于动涡盘8的凸台部并支承曲轴11的偏心部11a的旋转轴承12、内装于构架10并支承曲轴11的主轴承13、在电动机部5的与压缩机构部相反的侧支承曲轴11的副轴承14。旋转轴承12和主轴承13由筒状的滑动轴承构成。
副轴承14是由轴承壳15和球面轴承16构成的滑动轴承，其中，轴承壳15在内周具有内球面部15a，球面轴承16收纳于轴承壳15内，在内周具有支承曲轴11的滑动面16a且在外周具有外球面部16b，该外球面部16b与内球面部15a滑动并保持自动调心功能。根据这样的构成，由于曲轴11在副轴承14内通过自动调心功能可以自由地变换姿势，因此，能够吸收组装时曲轴11的倾斜而实现组装性能的提高。同样，具有吸收运转中曲轴11的挠曲、防止异常的片面接触而提高可靠性的效果。
另外，轴承壳15焊接固定于壳支承构件17的内周部下面。壳支承构件17的外周部固定焊接在密闭容器1上。从而，轴承壳15通过壳支承构件17支承于密闭容器1。
涡旋式压缩机50通过电动机部5的旋转动力使压缩机构部6从动来进行压缩工作。由此，传递电动机部5的旋转的曲轴11、支承该曲轴11的主轴承13及副轴承14的球面轴承16乃至轴承壳15需要保持压缩工作带来的负荷及可动构件运动带来的负荷。因此，各个滑动部要求强度和耐磨损性。
如上所述，球面轴承16在内周具有与曲轴11的轴颈部滑动的滑动面即滑动面部16a、在外周具有与轴承壳15的内球面部15a滑动的滑动面即外球面部16b。从而，球面轴承16被非固定支承、且在内周及外周双方具有滑动面。固定的轴承只在内周面全部承受曲轴11的负荷及周速，与之相对，非固定的球面轴承16可由内周面16a和外周面16b分别承受曲轴11的负荷及周速。即，在球面轴承16随着曲轴11的旋转在同一旋转方向且以比曲轴11低的旋转速度旋转时，曲轴11的周速可由球面轴承10的内周面16a及外周面16b这两面承受，从而能够抑制曲轴11的发热。
但是，在球面轴承16的两个滑动面16a、16b，润滑性和表面粗糙度等产生差别，例如，在球面轴承16与曲轴11成为大致相同的旋转速度或者彼此接近的旋转速度时，负荷及周速在轴承1的外球面和轴承壳15的内球面集中。因此，在球面轴承16的滑动面16b和轴承壳15的滑动面15a的面上，需要考虑能够与上述负荷对应。
在此，球面轴承16是通过对机械构造用碳素钢材料或铸造材料的表面实施氮化处理使其硬化、进而实施二硫化钼以及磷酸锰覆膜处理而构成的，表面硬度得到强化。但是，考虑易切削加工性及焊接性，轴承壳15最好使用低碳素钢材料。因此，球面轴承16的表面硬度为400～600Hv，与之相对，作为轴承壳15单照原样使用低碳素钢材料S20C时，轴承壳15的表面硬度变为120～160Hv左右，在这些滑动面上表面硬度大为不同。在该状态下，当在如上述的球面轴承16的滑动面16b和轴承壳15的滑动面15a上有负荷集中时，由于表面硬度差异，从而轴承壳15磨损，从而可能有损可靠性。
因此，在本实施方式中，为了实现轴承壳15的硬度增加带来的可靠性的提高，而对轴承壳15的至少内球面部15a实施气体软氮化处理。图3表示对轴承壳15实施气体软氮化处理时的表面附近的剖面图。如图3中模式性所示，在轴承壳15的原材料部15b的表面附近生成氮的扩散层15c，在其表面生成化合物层15d。通过该扩散层15c来增加轴承壳15的硬度，从而能够实现可靠性提高，同时也能使球面轴承16可靠地以比曲轴11的旋转低的速度旋转。
进而，气体软氮化处理所需的处理温度大概为500～600℃，相对其他的表面硬化法即渗碳淬火和高频淬火需要的处理温度即800～900℃低，相对低碳素钢的A3相变点(大概850～900℃)也非常低。因此，本实施方式的轴承壳15也不会发生大的尺寸变化，而能够维持轴承壳15的内球面部15a的形状，且可通过处理前的机械加工来决定与球面轴承16之间的尺寸余隙，由此，能够抑制局部尺寸变化带来的局部滑动引起的可靠性的降低，且不需要后工序，因此，可作成廉价且可靠性高的副轴承14。
根据本实施方式，使用具有易切削加工性及良好的焊接性的低碳素钢且通过气体软氮化处理作成耐磨耗性高的轴承壳，从而可以提供廉价且可靠性高的涡旋式压缩机。
Claims (2)
1.一种涡旋式压缩机，其具备：
电动机部；
压缩工作流体的压缩机构部；
将所述电动机部的旋转力向所述压缩机构部传递来驱动该压缩机构部的曲轴；
在所述电动机部的两侧支承所述曲轴使其能够旋转的多个轴承；和
收纳所述电动机部、所述压缩机构部、所述曲轴以及所述多个轴承的密闭容器，
所述压缩机构部具备：通过使设在各自的端板上的涡旋状的卷板相啮合来形成压缩室的静涡盘以及动涡盘、所述动涡盘的自转防止装置、支承所述自转防止装置的构架，
所述多个轴承具备：内装于所述构架并支承所述曲轴的主轴承、和在所述电动机部的与压缩机构部相反的侧支承所述曲轴的副轴承，
所述副轴承具备：焊接于支承部的同时在内周具有内球面部的轴承壳、和收纳于所述轴承壳内且具有与所述内球面部滑动来保持自动调心功能的外球面形状部的球面轴承，
所述球面轴承构成为，在机械构造用碳素钢材料或铸造材料的表面实施氮化处理使之硬化、进而实施二硫化钼以及磷酸锰覆膜处理而使表面硬度达到400Hv～600Hv，
所述涡旋式压缩机的特征在于：
所述轴承壳构成为，使用低碳素钢材料，且在该低碳素钢材料表面的至少构成与所述球面轴承的外球面部滑动的滑动面的内球面部实施气体软氮化处理，使该轴承壳的表面层的硬度为400Hv以上，从而使此时的所述轴承壳的表面硬度与所述球面轴承的表面硬度的硬度差小于所述轴承壳仅使用低碳素钢材料时的表面硬度与所述球面轴承的表面硬度的硬度差。
2.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于：
所述轴承壳使用碳含量不足0.25％的低碳素钢材料。
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| JP特开2004-360707A 2004.12.24 |
| JP特开平10-2336A 1998.01.06 |
| JP特开平6-173877A 1994.06.21 |
| JP特开平6-49623A 1994.02.22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4510098B2 (ja) | 2010-07-21 |
| JP2009162103A (ja) | 2009-07-23 |
| KR20090076739A (ko) | 2009-07-13 |
| KR100947420B1 (ko) | 2010-03-12 |
| CN101482119A (zh) | 2009-07-15 |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180710 Address after: Tokyo, Japan Patentee after: HITACHI-JOHNSON CONTROLS AIR CONDITIONING, Inc. Address before: Hongkong aoteng Plaza No. 8 Chinese Kowloon Linze street 12 floor Patentee before: Johnson Controls Hitachi air conditioning technology (Hong Kong) Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
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