CN102536728A

CN102536728A - 斜盘式压缩机

Info

Publication number: CN102536728A
Application number: CN2010106190393A
Authority: CN
Inventors: 鲍泽彬
Original assignee: Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sanden Behr Automotive Air Conditioning Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明提供一种斜盘式压缩机，它包括：具有多个气缸孔的气缸体；分别装入气缸孔并可在所述气缸孔中往复运动的活塞；受支承的可绕其轴线转动的驱动轴；随所述驱动轴一起转动的斜盘，其运动通过与斜盘滑动配合的滑履传递给所述活塞，使得所述活塞在所述气缸孔中往复运动；所述斜盘包括主要由陶瓷材料构成的受力区域。

Description

斜盘式压缩机

技术领域

本发明涉及一种斜盘式压缩机，更具体地涉及斜盘以及斜盘嵌件采用特定材料的斜盘式压缩机。

背景技术

压缩机运行中，气缸孔中的气压由滑履传递给斜盘，且斜盘周围的不同部位承受不同方向的压力，一个半径仅5mm的滑履平面作用在斜盘上的压力可达到1200N，因此斜盘的抗弯强度、抗压强度要求高；斜盘端面与滑履之间高速滑动，易产生疲劳磨损，因此斜盘以及滑履的滑动接触表面必须有良好的耐磨性以及润滑效果；由于装配关系斜盘与滑履之间存在微小间隙，活塞高速往复运动时，滑履与斜盘之间不停地碰撞，因此斜盘以及滑履需具备高抗击强度。

考虑上述要求，目前压缩机的斜盘均是以金属为基材，比如高硅铝合金、优质碳素钢、粉末冶金等，特别是排量较高的压缩机，意味着更高的抗弯、抗压、抗击强度要求。

中国专利申请号00801923.1，公开号CN1321220A公开了一种压缩机的斜盘，金属或合金基体表面喷镀铜、铝合金滑动层，在该专利的背景技术中提到金属-陶瓷复合材料滑动层的制造方法。金属基材表面施加滑动涂层是较普遍的保证强度和增强耐磨的方法。

众所周知，斜盘的表面处理工序较复杂，如电镀、喷涂、加热、清洗等，该过程还可能引起基体组织的破坏。而滑动层使用一段时间之后，还存在局部脱落问题，脱落的涂料成为残渣留在压缩机机体内。

综上所述，本领域缺乏一种新的磨擦发热少，避免残渣产生、制造简单、耐磨损的斜盘压缩机。

因此，本领域迫切需要开发一种磨擦发热少，避免残渣产生、制造简单、耐磨损的斜盘压缩机。

发明内容

本发明的第一目的在于获得一种磨擦发热少，避免残渣产生、制造简单、耐磨损的斜盘压缩机。

本发明的第二目的在于获得一种磨擦发热少，避免残渣产生、制造简单、耐磨损的斜盘压缩机。

本发明的第一方面提供一种斜盘式压缩机，它包括：

具有多个气缸孔的气缸体；

分别装入气缸孔并可在所述气缸孔中往复运动的活塞；

受支承的可绕其轴线转动的驱动轴；

随所述驱动轴一起转动的斜盘，其运动通过与斜盘滑动配合的滑履传递给所述活塞，使得所述活塞在所述气缸孔中往复运动；

所述斜盘包括主要由陶瓷材料构成的受力区域。

在本发明的一个具体实施方式中，所述斜盘的主体主要由陶瓷材料构成。

在本发明的一个具体实施方式中，所述斜盘上镶有与滑履之间滑动配合的斜盘嵌件，所述斜盘嵌件主要由陶瓷材料构成。

在本发明的一个具体实施方式中，所述斜盘为金属或合金材料。

在本发明的一个具体实施方式中，所述斜盘两侧端面分别设有台阶面，所述斜盘嵌件镶在所述台阶面上并在所述台阶面的外周形成轴向突缘。

在本发明的一个具体实施方式中，所述陶瓷材料为特种陶瓷，优选地为二氧化锆(ZrO₂)陶瓷材料。

在本发明的一个具体实施方式中，所述二氧化锆陶瓷材料包括：ZrO₂ 70％-100重量％；Al₂O₃ 0-30重量％，以二氧化锆陶瓷材料的总重量计。

本发明的第二方面提供一种本发明所述的斜盘式压缩机的制备方法，在斜盘嵌件与斜盘接触的部位涂覆耐高温树脂粘结剂，在所述粘结剂粘结牢固后，对斜盘嵌件与滑履滑动配合的面进行磨削加工从而保证配合精度。

在一具体实施方式中，在圆环状的陶瓷斜盘成形后，在斜盘座上涂覆粘结剂，再将斜盘套装在斜盘座的圆柱面外侧，放置至粘结牢固后，对斜盘的前后端面进行磨削加工。使斜盘嵌件的两个与滑履滑动配合面的平面度和平行度均不大于所需精度范围，例如0.01mm。

优选地，所述陶瓷采用挤压、烧结成形。

在一具体实施方式中，将圆环状的陶瓷斜盘嵌件成形后，在斜盘嵌件与环槽接触的面涂覆粘结剂，再将斜盘嵌件镶嵌在环槽内，放置至粘结牢固后，为了保证配合精度，对斜盘嵌件与滑履滑动配合面进行磨削加工，使斜盘嵌件的两个与滑履滑动配合面的平面度和平行度均不大于所需精度范围，例如0.01mm。

在一具体实施方式中，将圆环状的陶瓷斜盘嵌件成形后，在台阶面上或斜盘嵌件与台阶面接触的地方添加粘结剂，再将斜盘嵌件镶嵌在台阶面上，放置至粘结牢固后，对斜盘嵌件与滑履滑动配合面进行磨削加工，使斜盘嵌件的两个与滑履滑动配合面的平面度和平行度均不大于所需精度范围，例如0.01mm。

在本发明的一个具体实施方式中，所述耐高温树脂粘结剂为环氧树脂。

本发明还提供一种二氧化锆(ZrO₂)陶瓷材料在斜盘式压缩机中的应用。

在一优选例中，所述二氧化锆陶瓷材料包括：ZrO₂ 70％-100重量％；Al₂O₃0-30重量％，以二氧化锆陶瓷材料的总重量计。

在一优选例中，所述二氧化锆(ZrO₂)陶瓷材料用于斜盘、或是镶嵌在斜盘上并与滑履之间滑动配合的斜盘嵌件。

附图说明

图1为本发明的斜盘式压缩机的一个具体实施方式；

图2为本发明的斜盘式压缩机的另一个具体实施方式；

图3为本发明的斜盘式压缩机的另一个具体实施方式；

图4为本发明的斜盘式压缩机的另一个具体实施方式。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，意外地发现二氧化锆陶瓷材料特别适用于斜盘式压缩机中，获得了磨擦发热少，避免残渣产生、制造简单、耐磨损的斜盘压缩机。在此基础上完成了本发明。

以下对本发明的各个方面进行详述：

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。

除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

斜盘式压缩机

本发明的斜盘式压缩机，它包括：

具有多个气缸孔的气缸体；

分别装入气缸孔并可在所述气缸孔中往复运动的活塞；

受支承的可绕其轴线转动的驱动轴；

所述斜盘包括主要由陶瓷材料构成的受力区域。

本发明的斜盘式压缩机的主体结构可以采用传统的结构。具体地例如，所述斜盘式压缩机的外壳是由前缸盖、缸体和后盖装配而成，形成曲轴腔、吸气腔、排气腔和多个气缸孔。压缩机工作时，驱动轴在曲轴腔中旋转，并带动装在其上的驱动盘以及与驱动盘铰接的斜盘座同时旋转，固定在斜盘座上的斜盘与主轴成一倾角。多个活塞分别装在各气缸孔中，每个活塞与斜盘之间设置一对滑履，斜盘转动过程中活塞在气缸孔内往复运动。活塞朝顶部和底部运动时，分别将制冷气体从吸气腔吸入气缸孔，以及从气缸孔排至排气腔，从而完成对气体的压缩。

当然，本发明的斜盘式压缩机的主体结构可以采用其他传统的结构，例如45钢、高硅铝合金，这对于本领域技术人员是已知的。

本发明适用于各种斜盘式压缩机，包括但不限于单向斜盘式压缩机、或双向斜盘式压缩机。

材料

现有技术中，气缸孔中的气压由滑履传递给斜盘，且斜盘周围的不同部位承受不同方向的压力，一个半径仅5mm的滑履平面作用在斜盘上的压力可达到1200N，因此斜盘的抗弯强度、抗压强度要求高；斜盘端面与滑履之间高速滑动，易产生疲劳磨损，因此斜盘以及滑履的滑动接触表面必须有良好的耐磨性以及润滑效果；由于装配关系斜盘与滑履之间存在微小间隙，活塞高速往复运动时，滑履与斜盘之间不停地碰撞，因此斜盘以及滑履需具备高抗击强度。

为了解决上述问题，发明人经过大量实验，在大量的材料中选用了特定的陶瓷材料，特别是二氧化锆陶瓷材料，发现所述陶瓷材料可以很好地解决上述亟待解决的问题，其效果特别优异。

发明人提供以下的实施方式：

所述斜盘压缩机中设有随所述驱动轴一起转动的斜盘，其运动通过与斜盘滑动配合的滑履传递给所述活塞，使得所述活塞在所述气缸孔中往复运动，所述斜盘包括主要由陶瓷材料构成的受力区域。

在一个具体实施方式中，所述斜盘主要由陶瓷材料构成。具体地，所述斜盘整体主要由陶瓷材料构成；或是所述斜盘主体主要由陶瓷材料构成。

在一个具体实施方式中，所述斜盘上镶有与滑履之间滑动配合的斜盘嵌件，所述斜盘嵌件主要由陶瓷材料构成。具体地，所述斜盘可以为金属或合金材料。更优选地，所述斜盘两侧端面分别设有台阶面，所述斜盘嵌件镶在所述台阶面上并在所述台阶面的外周形成轴向突缘。

所述陶瓷材料为特种陶瓷，以金属氧化物为主要成份，包括ZrO₂、Al₂O₃、MgO。

优选地，所述陶瓷材料为二氧化锆(ZrO₂)陶瓷材料。

具体地，所述二氧化锆陶瓷材料包括：ZrO₂70％-100重量％；Al₂O₃(此处是否有误？通常为三氧化二铝？)0-30重量％，以二氧化锆陶瓷材料的总重量计。

本发明的二氧化锆陶瓷也称ZrO₂陶瓷(Zirconia Ceramic)，是市售可得的材料。

氧化锆陶瓷的成型有干压成型、等静压成型、注浆成型、热压铸成型、流延成型、注射成型、塑性挤压成型、胶态凝固成型等。优选地，所述陶瓷采用挤压、烧结成型(成形)。

氧化锆陶瓷可采用的烧结方法通常有：(1)无压烧结，(2)热压烧结和反应热压烧结，(3)热等静压烧结(HIP)，(4)微波烧结，(5)超高压烧结，(6)放电等离子体烧结(SPS)，(7)原位加压成型烧结等。这对于本领域技术人员是已知的。

粘结剂

陶瓷材料本身硬度高不变形，经改良的新型陶瓷材料抗弯、抗压、抗击强度均已得到提高，在工业上已广泛应用。陶瓷制成的斜盘、斜盘嵌件耐磨性优于带表面涂层的金属材料，且磨擦发热少，免去了涂覆过程，避免残渣产生。因此本发明的斜盘式压缩机，制造简单、耐磨损。但由于陶瓷无可塑性，目前只能形成简单的结构。

为此，本发明提供新的制备方法，在斜盘嵌件与斜盘接触的部位涂覆耐高温树脂粘结剂，在所述粘结剂粘结牢固后，对斜盘嵌件与滑履滑动配合的面进行磨削加工从而保证配合精度。

在一优选例中，所述耐高温树脂粘结剂为环氧树脂。

本发明中的粘结剂作用不同于现有技术，现有技术在斜盘表面涂粘结剂，由于长期与滑履之间刮划，容易破坏，而此处用粘结剂上不受摩擦，斜盘嵌件与斜盘本身是过渡配合，其作用是加强结合力，不易脱落。

本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。

实施例1

如图1所示斜盘式压缩机的外壳是由前缸盖2、缸体1和后盖4装配而成，形成曲轴腔5、吸气腔6、排气腔7和多个气缸孔21。压缩机工作时，驱动轴9在曲轴腔中旋转，并带动装在其上的驱动盘11以及与驱动盘铰接的斜盘座12同时旋转，固定在斜盘座上的斜盘10与主轴成一倾角。多个活塞18分别装在各气缸孔中，每个活塞与斜盘之间设置一对滑履8，斜盘转动过程中活塞在气缸孔内往复运动。活塞朝顶部和底部运动时，分别将制冷气体从吸气腔吸入气缸孔，以及从气缸孔排至排气腔，从而完成对气体的压缩。

大致的制作方法是：圆环状的陶瓷斜盘成形后，在斜盘座上涂覆粘结剂，再将斜盘套装在斜盘座的圆柱面外侧，放置至粘结牢固后，对斜盘的前后端面进行磨削加工。使斜盘嵌件的两个与滑履滑动配合面的平面度和平行度均不大于0.01mm。陶瓷可采用挤压、烧结成形。粘结剂采用耐高温树脂，如环氧树脂。

各种斜盘组分(质量百分比)、机械性能如下表。

实施例1相对于其它实施例的优点是结构、制造方法简单、斜盘整体强度高、质量轻。

实施例2

如图2所示，斜盘20为金属材料，比如45钢、高硅铝合金等，在斜盘两侧端面上分别形成环槽21，环槽中镶有斜盘嵌件22，斜盘嵌件与滑履之间滑动配合。为了防止环槽与斜盘嵌件之间产生脱落，两者之间添加粘结剂。斜盘嵌件的材料同实施例中的斜盘材料。

将圆环状的陶瓷斜盘嵌件成形后，在斜盘嵌件与环槽接触的面涂覆粘结剂，再将斜盘嵌件镶嵌在环槽内，放置至粘结牢固后，了保证配合精度，对斜盘嵌件与滑履滑动配合面22A进行磨削加工，使斜盘嵌件的两个与滑履滑动配合面的平面度和平行度均不大于0.01mm。

实施例2相对于其它实施例的优点是陶瓷材料较节省。

实施例3

如图3所示，斜盘20为金属材料，比如45钢、高硅铝合金等，在斜盘两侧端面分别开设台阶面24，台阶面上镶有斜盘嵌件22，斜盘嵌件与滑履之间滑动配合。

将圆环状的陶瓷斜盘嵌件成形后，在台阶面上或斜盘嵌件与台阶面接触的地方添加粘结剂，再将斜盘嵌件镶嵌在台阶面上，放置至粘结牢固后，对斜盘嵌件与滑履滑动配合面22A进行磨削加工，使斜盘嵌件的两个与滑履滑动配合面的平面度和平行度均不大于0.01mm。

实施例4

如图4所示，与实施例3的区别是，在台阶面的外周形成轴向突缘25。在斜盘高速转动时，尤其在大于8000转/分钟时，导致陶瓷斜盘嵌件受巨大离心力向外扩张，突缘能阻止陶瓷斜盘嵌件的扩张，提高工作稳定性。

以上实施例中均以单向斜盘式压缩机为例，同理双向斜盘式压缩机的斜盘也可以应用该技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种斜盘式压缩机，其特征在于，它包括：

具有多个气缸孔的气缸体；

分别装入气缸孔并可在所述气缸孔中往复运动的活塞；

受支承的可绕其轴线转动的驱动轴；

所述斜盘包括主要由陶瓷材料构成的受力区域。

2.如权利要求1所述的斜盘式压缩机，其特征在于，所述斜盘的主体主要由陶瓷材料构成。

3.如权利要求1所述的斜盘式压缩机，其特征在于，所述斜盘上镶有与滑履之间滑动配合的斜盘嵌件，所述斜盘嵌件主要由陶瓷材料构成。

4.如权利要求3所述的斜盘式压缩机，其特征在于，所述斜盘为金属或合金材料。

5.如权利要求3所述的斜盘式压缩机，其特征在于，所述斜盘两侧端面分别设有台阶面，所述斜盘嵌件镶在所述台阶面上并在所述台阶面的外周形成轴向突缘。

6.如权利要求2或3所述的斜盘式压缩机，其特征在于，所述陶瓷材料为特种陶瓷，优选地为二氧化锆(ZrO₂)陶瓷材料。

7.如权利要求6所述的斜盘式压缩机，其特征在于，所述二氧化锆陶瓷材料包括：ZrO₂ 70％-100重量％；Al₂O₃ 0-30重量％，以二氧化锆陶瓷材料的总重量计。

8.一种如权利要求1所述的斜盘式压缩机的制备方法，其特征在于，在斜盘嵌件与斜盘接触的部位涂覆耐高温树脂粘结剂，在所述粘结剂粘结牢固后，对斜盘嵌件与滑履滑动配合的面进行磨削加工从而保证配合精度。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述耐高温树脂粘结剂为环氧树脂。

10.一种二氧化锆(ZrO₂)陶瓷材料在斜盘式压缩机中的应用。