CN102767520A - 旋转压缩机及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种旋转压缩机及其制作方法，旋转压缩机包括设置在壳体内的电机和压缩机构，压缩机构包括带有压缩腔的气缸，在压缩腔内作偏心转动的活塞，气缸上还设置有容纳滑片的滑片槽，滑片的一端与活塞的外周抵接，滑片包括滑片金属基体，和设置在滑片金属基体上的滑片陶瓷复合层；滑片陶瓷复合层设置在滑片金属基体的一侧、两侧或先端。滑片金属基体为铸铁基体或钢基体。滑片陶瓷复合层包括多孔的滑片陶瓷层以及嵌设在滑片陶瓷层内的金属。滑片陶瓷层为氧化铝层、氧化硅层或氧化锆层。本发明具有结构简单合理、操作灵活、制作成本低、表面硬度高、耐磨性好、冲击韧性好、使用寿命长的特点。

Description

旋转压缩机及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种旋转压缩机，特别是一种旋转压缩机及其制作方法。

背景技术

压缩机是空调器、电冰箱等利用制冷循环系统工作的家用电器的重要组成部件。利用其在电机带动下运动的部件，如旋转压缩机等，将机械能转变为压力能，实现对压缩机的气缸内制冷剂的压缩，并将压缩后的制冷剂排出进入制冷循环。

参见图1-图2，为现有旋转压缩机的结构示意图。如图1所示，压缩机由设置在圆筒形的主壳体1内的压缩机构和电机组成。主壳体1通过上壳体2和下壳体10封闭后，构成压缩机的壳体。在压缩机的壳体内，压缩机构设置在下部，电机设置在上部。电机由定子4和转子5组成，定子4和转子5分别由硅钢铁芯片叠集而成的铁芯构成。转子5为圆柱状，转子5被直接压入曲轴6的上端并置入定子4的铁芯的圆筒形的空腔内，转子5与定子4之间通过空气隙相隔。定子4上嵌设有漆包线绕成的绕组。定子4的绕组在外电源电流通过时产生磁场。转子5在有电流通过时，与定子4的磁场相互作用，产生电磁扭矩并在定子4内转动，转子5带动曲轴6转动。曲轴6插入压缩机构的气缸8内，曲轴6的下端的偏心轴上套着设置在气缸8的压缩腔内的活塞11。压缩机构还包括主轴承7和副轴承9。主轴承7和副轴承9由螺栓固定在气缸8的上下两侧，使气缸8内形成有压缩腔。压缩腔内设置的活塞11套设在插入气缸8内的曲轴6下端的偏心轴上，气缸8上的滑片槽13收纳着滑片12，滑片12的前端被压接在活塞11的外周上，压缩腔被活塞及滑片分隔成高压腔14b和低压腔14a，曲轴6的转动带动活塞11在气缸8内沿着压缩腔的内壁滚动，实现对进入压缩腔内的制冷剂的压缩和排气过程。

在压缩机运行时，制冷剂在压缩腔内被压缩成高压气体，由于滑片12两侧分别处于低压腔14a和高压腔14b，承受来自于高压与低压之间的压力差产生的载荷P。在压缩机运行时，滑片随着活塞作高速的直线往复运动，滑片的两侧和先端以及活塞的表面容易产生磨损。特别对于一些制冷剂，如R401A、CO₂等，其在压缩机中的运行压力高，压缩腔的低压腔14a和高压腔14b之间的压力差较大，更加容易造成磨耗，使用寿命也更短。

目前，滑片常用的材料为经过氮化的不锈钢或者高速钢，活塞常用的材料是铸铁，但是在铸铁中加入一些稀有金属，因此，滑片和活塞的制作成本偏高。

中国专利文献号CN1085992A于1994.04.27公开的一种旋转压缩机用叶片，以及中国专利文献号CN101265909A于2008.09.17公开的一种密封旋转压缩机用陶瓷滑片，都提出了采用陶瓷材料制备滑片，虽然陶瓷材料硬度高，价格便宜，但是，由于陶瓷材料比较脆，耐冲击性能差，在受到冲击时容易断裂。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、制作成本低、表面硬度高、耐磨性好、冲击韧性好、使用寿命长的旋转压缩机，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种旋转压缩机，包括设置在壳体内的电机和压缩机构，压缩机构包括带有压缩腔的气缸，在压缩腔内作偏心转动的活塞，气缸上还设置有容纳滑片的滑片槽，滑片的一端与活塞的外周抵接，其结构特征是滑片包括滑片金属基体，和设置在滑片金属基体上的滑片陶瓷复合层；滑片陶瓷复合层设置在滑片金属基体的一侧、两侧或先端。

所述滑片金属基体为铸铁基体或钢基体。

所述滑片陶瓷复合层包括多孔的滑片陶瓷层以及嵌设在滑片陶瓷层内的金属。

所述滑片陶瓷层为氧化铝层、氧化硅层或氧化锆层。

一种旋转压缩机的制作方法，其特征是首先按要求制备多孔的滑片陶瓷层，滑片陶瓷层的壁度为0.5～10mm；接着将滑片陶瓷层放置在铸模内的型芯上，然后将液态金属浇铸到铸模中，一部分液态金属进入到滑片陶瓷层内与滑片陶瓷层一起构成滑片陶瓷复合层，另一部分液态金属冷凝在滑片陶瓷复合层的外面构成与滑片陶瓷复合层相接的滑片金属基体。

另一种旋转压缩机，包括设置在壳体内的电机和压缩机构，压缩机构包括带有压缩腔的气缸，在压缩腔内作偏心转动的活塞，气缸上还设置有容纳滑片的滑片槽，滑片的一端与活塞的外周抵接，其结构特征是活塞包括活塞金属基体，和设置在活塞金属基体上的活塞陶瓷复合层；活塞陶瓷复合层设置在活塞金属基体的内周或外周。

所述活塞金属基体为铸铁基体或钢基体。

所述活塞陶瓷复合层包括多孔的活塞陶瓷层以及嵌设在活塞陶瓷层内的金属。

所述活塞陶瓷层为氧化铝层、氧化硅层、氧化锆层、碳化硅层或氧化锆层。

另一种旋转压缩机的制作方法，其特征是首先按要求制备多孔的活塞陶瓷层，活塞陶瓷层的壁度为0.5～10mm；接着将活塞陶瓷层放置在铸模内的型芯上，然后将液态金属浇铸到铸模中，一部分液态金属进入到活塞陶瓷层内与活塞陶瓷层一起构成活塞陶瓷复合层，另一部分液态金属冷凝在活塞陶瓷复合层的外面构成与活塞陶瓷复合层相接的活塞金属基体。

本发明通过浇铸将陶瓷层：多孔的滑片陶瓷层或多孔的活塞陶瓷层，与金属结合在一起，将液态金属浸入到陶瓷层的空隙中形成一种耐磨性能好、抗冲击能力强的材料，从而提升了滑片或活塞的表面硬度、耐磨性以及冲击韧性，同时，利用陶瓷层的空隙还可以储藏润滑油，减小滑片或活塞的摩擦系数，即使在短时缺油的状况下，也能有效地起到润滑的作用，进一步提高压缩机运行时的可靠性，延长压缩机的使用寿命。

本发明中的金属基体可以为铸铁基体或钢基体，其具有结构简单合理、操作灵活、制作成本低、表面硬度高、耐磨性好、冲击韧性好、使用寿命长的特点。

附图说明

图1为现有旋转压缩机的局部剖视结构示意图

图2为图1中的A-A向局部剖视结构示意图

图3为本发明第一实施例中的滑片的结构示意图。

图4为第二实施例中的活塞的结构示意图。

图5为第二实施例的制作过程示意图。

图中：1为主壳体，2为上壳体，3为排气管，4为定子，5为转子，6为曲轴，7为主轴承，8为气缸，9为副轴承，10为下壳体，11为活塞，11a为活塞金属基体，11b为活塞陶瓷复合层，11c为活塞陶瓷层，12为滑片，12a为滑片金属基材，12b为滑片陶瓷复合层，13为滑片槽，14a为低压腔，14b为高压腔，15为型芯，17为液态金属，18铸模。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图3，本旋转压缩机，包括设置在壳体内的电机和压缩机构，压缩机构包括带有压缩腔的气缸8，在压缩腔内作偏心转动的活塞11，气缸8上还设置有容纳滑片12的滑片槽13，滑片12的一端与活塞11的外周抵接，滑片12包括滑片金属基体12a，和设置在滑片金属基体12a上的滑片陶瓷复合层12b；滑片陶瓷复合层12b设置在滑片金属基体12a的一侧、两侧或先端。滑片金属基体12a为铸铁基体或钢基体。滑片陶瓷复合层12b包括多孔的滑片陶瓷层以及嵌设在滑片陶瓷层内的金属。滑片陶瓷层为氧化铝层、氧化硅层或氧化锆层。

制作时，首先按要求制备多孔的滑片陶瓷层，滑片陶瓷层的壁度为0.5～10mm；接着将滑片陶瓷层放置在铸模内的型芯上，然后将液态金属浇铸到铸模中，一部分液态金属进入到滑片陶瓷层内与滑片陶瓷层一起构成滑片陶瓷复合层12b，另一部分液态金属冷凝在滑片陶瓷复合层12b的外面构成与滑片陶瓷复合层12b相接的滑片金属基体12a。

第二实施例

参见图4-图5，本实施例中的活塞11包括活塞金属基体11a，和设置在活塞金属基体11a上的活塞陶瓷复合层11b；活塞陶瓷复合层11b设置在活塞金属基体11a的内周或外周。活塞金属基体11a为铸铁基体或钢基体。活塞陶瓷复合层11b包括多孔的活塞陶瓷层11c以及嵌设在活塞陶瓷层11c内的金属。活塞陶瓷层11c为氧化铝层、氧化硅层、氧化锆层、碳化硅层或氧化锆层。

制作时，首先按要求制备多孔的活塞陶瓷层11c，活塞陶瓷层11c的壁度为0.5～10mm；接着将活塞陶瓷层11c放置在铸模18内的型芯15上，然后将液态金属17浇铸到铸模18中，一部分液态金属17进入到活塞陶瓷层11c内与活塞陶瓷层11c一起构成活塞陶瓷复合层11b，另一部分液态金属17冷凝在活塞陶瓷复合层11b的外面构成与活塞陶瓷复合层11b相接的活塞金属基体11a。为了清楚的表达，图5中夸大了拔模角度。

其余未述部分见第一实施例，不再重复。

第一实施例和第二实施例既可以单独使用，也可以同时使用。

Claims (10)

1.一种旋转压缩机，包括设置在壳体内的电机和压缩机构，压缩机构包括带有压缩腔的气缸(8)，在压缩腔内作偏心转动的活塞(11)，气缸(8)上还设置有容纳滑片(12)的滑片槽(13)，滑片(12)的一端与活塞(11)的外周抵接，其特征是滑片(12)包括滑片金属基体(12a)，和设置在滑片金属基体(12a)上的滑片陶瓷复合层(12b)；滑片陶瓷复合层(12b)设置在滑片金属基体(12a)的一侧、两侧或先端。

2.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征是所述滑片金属基体(12a)为铸铁基体或钢基体。

3.根据权利要求1或2所述的旋转压缩机，其特征是所述滑片陶瓷复合层(12b)包括多孔的滑片陶瓷层以及嵌设在滑片陶瓷层内的金属。

4.根据权利要求3所述的旋转压缩机，其特征是所述滑片陶瓷层为氧化铝层、氧化硅层或氧化锆层。

5.一种根据权利要求1所述的旋转压缩机的制作方法，其特征是首先按要求制备多孔的滑片陶瓷层，滑片陶瓷层的壁度为0.5～10mm；接着将滑片陶瓷层放置在铸模(18)内的型芯(15)上，然后将液态金属(17)浇铸到铸模(18)中，一部分液态金属(17)进入到滑片陶瓷层内与滑片陶瓷层一起构成滑片陶瓷复合层(12b)，另一部分液态金属(17)冷凝在滑片陶瓷复合层(12b)的外面构成与滑片陶瓷复合层(12b)相接的滑片金属基体(12a)。

6.一种旋转压缩机，包括设置在壳体内的电机和压缩机构，压缩机构包括带有压缩腔的气缸(8)，在压缩腔内作偏心转动的活塞(11)，气缸(8)上还设置有容纳滑片(12)的滑片槽(13)，滑片(12)的一端与活塞(11)的外周抵接，其特征是活塞(11)包括活塞金属基体(11a)，和设置在活塞金属基体(11a)上的活塞陶瓷复合层(11b)；活塞陶瓷复合层(11b)设置在活塞金属基体(11a)的内周或外周。

7.根据权利要求6所述的旋转压缩机，其特征是所述活塞金属基体(11a)为铸铁基体或钢基体。

8.根据权利要求6或7所述的旋转压缩机，其特征是所述活塞陶瓷复合层(11b)包括多孔的活塞陶瓷层(11c)以及嵌设在活塞陶瓷层(11c)内的金属。

9.根据权利要求8所述的旋转压缩机，其特征是所述活塞陶瓷层(11c)为氧化铝层、氧化硅层、氧化锆层、碳化硅层或氧化锆层。

10.一种根据权利要求6所述的旋转压缩机的制作方法，其特征是首先按要求制备多孔的活塞陶瓷层(11c)，活塞陶瓷层(11c)的壁度为0.5～10mm；接着将活塞陶瓷层(11c)放置在铸模(18)内的型芯(15)上，然后将液态金属(17)浇铸到铸模(18)中，一部分液态金属(17)进入到活塞陶瓷层(11c)内与活塞陶瓷层(11c)一起构成活塞陶瓷复合层(11b)，另一部分液态金属(17)冷凝在活塞陶瓷复合层(11b)的外面构成与活塞陶瓷复合层(11b)相接的活塞金属基体(11a)。

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