CN102777384B

CN102777384B - 旋转式压缩机及其制造方法以及旋转机械

Info

Publication number: CN102777384B
Application number: CN201110128171.9A
Authority: CN
Inventors: 苏晓耕; 张红芳; 王桂宾
Original assignee: Emerson Climate Technologies Suzhou Co Ltd
Current assignee: Copeland Suzhou Co Ltd
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-05-13
Also published as: CN102777384A

Abstract

本发明涉及一种旋转式压缩机，包括：壳体(12)，所述壳体包括第一壳体部分(12A)和第二壳体部分(12B)；设置在所述壳体内的压缩机构(20)；驱动所述压缩机构的旋转轴(50)；支撑所述旋转轴的主轴承座(60)；其特征在于：在所述第一壳体部分与所述第二壳体部分之间并且沿所述壳体(12)的周向形成有台阶部(2)。本发明还涉及一种旋转式压缩机的制造方法和一种旋转机械。本发明大大简化了主轴承座和壳体的加工工序以及压缩机的组装工序，并节省了时间和成本。

Description

旋转式压缩机及其制造方法以及旋转机械

技术领域

本发明涉及一种旋转式压缩机及其制造方法，本发明还涉及一种旋转机械。

背景技术

旋转式压缩机通常包括壳体、容纳在壳体中的马达、由马达的旋转轴驱动的压缩机构、支撑旋转轴的轴承等。轴承可以由设置在壳体中的轴承座保持，或者可以与轴承座设置成一体。为了抵抗来自旋转轴以及压缩机构的外力，轴承座必须与壳体固定。常用的固定方式包括夹紧、铆接，焊接等。

图1A和1B示出了一种通过夹紧的方式固定轴承座与壳体的示例。如图1A和1B所示，该旋转式压缩机包括壳体12、旋转轴50、支撑旋转轴50的主轴承座60、由旋转轴50驱动的压缩机构20等。在主轴承座60的周向表面上设置有多个凹部R。在组装压缩机的过程中，当将主轴承座60压配合到壳体12中的适当位置之后，在壳体12的外部通过多个与凹部R的位置相对应的顶针挤压壳体12而在壳体12上形成突出到凹部R中的凹陷P。通过凹部R和凹陷P之间的接合将主轴承座60固定在壳体12中。

另外，还可以通过焊接固定轴承座与壳体。在这种方式中，由于将轴承座铸件直接焊接到壳体上很困难，因此常常需要在轴承座与壳体之间增加额外的部件，例如销、支架等。

发明内容

本发明要解决的技术问题

在上述固定方式中，加工和装配工序较多，部件数量也较多，因此导致成本较高。

具体地，主轴承座3是一个精密加工的部件，在其周向表面上加工多个凹部5需要耗费很多时间并且占用昂贵的加工设备。为了确保主轴承座3在加工了凹部5之后仍然具有足够的强度，主轴承座3必须具有足够的厚度，这增加了部件的尺寸和重量。在组装过程中，主轴承座3上的凹部5必须与外部的顶针准确对齐，否则主轴承座或外部的顶针会损坏。这进一步增加了组装的难度，并且因此使得成品率难以进一步提高。

此外，在焊接固定的方式中，需要增加额外的部件，并且焊接部位容易产生泄漏和/或疲劳破坏，因此可能影响压缩机整体的使用寿命。

因此，需要一种能够以更加简单的制造和组装工序生产的旋转式压缩机。

技术方案

本说明书的一个目的是提供一种能够以更加简单的制造和组装工序生产的旋转式压缩机。

本说明书的另一个目的是提供一种制造上述旋转式压缩机的制造方法。

本说明书的又一个目的是提供一种能够以更加简单的制造和组装工序生产的旋转机械。

根据本说明书的一个方面，提供了一种旋转式压缩机，包括：壳体，所述壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分；设置在所述壳体内的压缩机构；驱动所述压缩机构的旋转轴；支撑所述旋转轴的主轴承座；其特征在于：在所述第一壳体部分与所述第二壳体部分之间并且沿所述壳体的周向形成有台阶部，所述第一壳体部分、所述第二壳体部分和所述台阶部通过挤压一体形成。

根据本说明书的另一个方面，提供了一种旋转式压缩机的制造方法，包括如下步骤：在壳体的第一壳体部分与第二壳体部分之间并且沿所述壳体的周向形成台阶部，所述第一壳体部分、所述第二壳体部分和所述台阶部通过挤压一体形成；以及将主轴承座安装到所述壳体中使得所述主轴承座的坐置部坐置在所述台阶部上并且使得所述坐置部与所述第一壳体部分过盈配合。

根据本说明书的又一个方面，提供了一种旋转机械，包括：壳体，所述壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分；设置在所述壳体中的支撑件；由所述支撑件支撑的旋转轴；其特征在于：在所述第一壳体部分与所述第二壳体部分之间并且沿所述壳体的周向形成有台阶部，所述第一壳体部分、所述第二壳体部分和所述台阶部通过挤压一体形成。

有益效果

根据本发明的一种或几种实施例的旋转式压缩机及其制造方法以及旋转机械的优点在于：

通过在壳体上形成沿周向延伸的台阶部，当主轴承座安装到壳体中时，主轴承座的坐置部能够支撑在台阶部上而被固定。坐置部还可以与壳体过盈配合以进一步增加固定的可靠性。因此，不需要在主轴承座上加工凹部，当主轴承座安装到壳体中时也不需要使用顶针在壳体上形成凹陷。因此大大简化了主轴承座和壳体的加工工序以及压缩机的组装工序。

通过使壳体的一部分相对于另一部分沿径向向外扩张而形成了台阶部。因此，形成台阶部的工序非常简单，能够使用低成本的扩张器容易地制造壳体。

由于无需在主轴承座上加工凹部并且无需随后的使用顶针形成凹陷的工序，所以可以简化主轴承座，并且减小主轴承座的尺寸和重量。

主轴承座仅需要压配合的工序就可以可靠地固定在壳体中，无需使用焊接工序也无需额外的构件。因此，压缩机不容易产生泄漏和/或疲劳破坏，并且减少了部件的数量。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本发明的一个或几个实施例的特征和优点将变得更加容易理解，其中：

图1是一种常规旋转式压缩机的示意图，其中：图1A为旋转式压缩机的立体图；图1B为旋转式压缩机的纵剖面图；

图2是根据本发明实施方式的壳体的示意图，其中：图2A为壳体的纵剖面图；图2B为壳体的立体图；图2C为图2A中的圆圈C部分的放大图；图2D为图2B中的圆圈D部分的放大图；图2E为另一实施方式的壳体的横剖面图，其示出了整段台阶，图2F为图2E中圆圈F指示部分的局部放大图；

图3是根据本发明实施方式的扩张器的示意图，其中：图3A是扩张器的立体图；图3B是扩张器的分解立体图，图3C是扩张器的纵剖面图；

图4是根据本发明实施方式的壳体的制造过程的示意图，其中：图4A示出了壳体在加工之前的状态；图4B示出了图4A中的圆圈B部分的局部放大图；

图5是根据本发明实施方式的壳体的制造过程的示意图，其中：图5A示出了壳体在加工之后的状态；图5B示出了图5A中的圆圈B部分的局部放大图；

图6是根据本发明实施方式的主轴承座与壳体的组装过程的示意图，其中：图6A示出了主轴承座与壳体在组装之前的立体图；图6B示出了主轴承座与壳体在组装之前的纵剖面图；图6C示出了图6B中的圆圈C6部分的局部放大图；以及

图7是根据本发明实施方式的主轴承座与壳体的组装过程的示意图，其中：图7A示出了主轴承座与壳体在组装之后的立体图；图7B示出了主轴承座与壳体在组装之后的纵剖面图；图7C示出了图7B中的圆圈C7部分的局部放大图。

具体实施方式

下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

图1是一种常规旋转式压缩机的示意图，其中：图1A为旋转式压缩机的立体图；图1B为旋转式压缩机的纵剖面图。

下面将以图1A和1B所示的涡旋压缩机为例描述根据本发明实施方式的旋转式压缩机的基本构造。但是，本领域技术人员应该理解，本发明不限于图中所示的涡旋压缩机，相反本发明还可以应用于其他类型的旋转式压缩机，比如螺杆式压缩机、转子式压缩机等，以及支撑件(比如轴承或轴承座等)需要相对于壳体固定的任何类型的旋转机械。

旋转式压缩机10包括一般为圆筒形的壳体12。在壳体12上设置有进气接头13，用于吸入低压的气态制冷剂。壳体12的一端固定连接有端盖14。端盖14装配有排放接头15，用于排出压缩后的制冷剂。在壳体12和端盖14之间还设置有相对于壳体12的轴向方向横向延伸(在图1中为沿大致水平的方向延伸)的消音板16，从而将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧。端盖14和消音板16之间的空间构成高压侧空间，而消音板16与壳体12之间的空间构成低压侧空间。

壳体12内容置有压缩机构20和驱动机构30。在图1A和1B所示的示例中，压缩机构20包括彼此啮合的定涡旋部件22和动涡旋部件24。驱动机构30包括马达40和旋转轴50。马达40包括定子42和转子44。定子42与壳体12固定连接。转子44与旋转轴50固定连接并且在定子42中旋转。压缩机构20可由驱动机构30驱动并由主轴承座60提供轴向支撑。旋转轴50的一端经由滑动轴承52被主轴承座60支撑，而另一端由下轴承座70支撑。主轴承座60固定连接到壳体12。

本领域技术人员应该理解，压缩机构20和驱动机构30并不局限于图中所示的结构。相反，压缩机构20可以是转子式压缩机构和螺杆式压缩机构等，而驱动机构30可以是设置在壳体内部或设置在壳体外部的液压驱动机构、气动驱动机构以及各种传动驱动机构。

除了主轴承座与壳体之间的固定结构之外，本发明的旋转式压缩机与现有技术中的旋转式压缩机大致相同，在此不再详述。读者可参考如下专利文献获取进一步的信息：CN201206549Y、US2009/0068048A1、US2009/0068045A1、US2009/0068044A1以及US2009/0068043A1。这些文献的全部内容通过参照引入本文。

下面将参照图2-5详细描述根据本发明实施方式的壳体及其制造方法。

图2是根据本发明实施方式的壳体的示意图，其中：图2A为壳体的纵剖面图；图2B为壳体的立体图；图2C为图2A中的圆圈C部分的放大图；图2D为图2B中的圆圈D部分的放大图；图2E为另一实施方式的壳体的横剖面图，其示出了整段台阶，图2F为图2E中圆圈F指示部分的局部放大图。图3是根据本发明实施方式的扩张器的示意图，其中：图3A是扩张器的立体图；图3B是扩张器的分解立体图，图3C是扩张器的纵剖面图。图4是根据本发明实施方式的壳体的制造过程的示意图，其中：图4A示出了壳体在加工之前的状态；图4B示出了图4A中的圆圈B部分的局部放大图。图5是根据本发明实施方式的壳体的制造过程的示意图，其中：图5A示出了壳体在加工之后的状态；图5B示出了图5A中的圆圈B部分的局部放大图。

如图2所示，壳体12包括第一壳体部分12A和第二壳体部分12B。在第一壳体部分12A与所述第二壳体部分12B之间形成沿壳体12的周向延伸的台阶部2。第一壳体部分12A的内部轮廓或内径可以大于第二壳体部分12B的内部轮廓或内径。如图2B所示，台阶部2在壳体12的周向方向上包括不连续的多段台阶2a，即多段台阶2a和多段突起部4相互交替。特别是，在图2B所示的示例中，台阶部2包括3段台阶和3段突起部4。如图2D所示，突起部4相对于台阶2a突出，因此当主轴承座60安装在壳体中时能够作为防止主轴承座60旋转的止挡部。

根据本发明的另一个实施方式，如图2E和2F所示，台阶部2在壳体12的周向方向上可包括连续的整段台阶2F。

台阶部2可以通过使得第一壳体部分12A相对于第二壳体部分12B沿径向向外扩张而形成。换言之，在所述台阶部2处，所述第一壳体部分12A相对于所述第二壳体部分12B沿径向向外扩张。具体地，台阶部2可以例如通过采用如图3所示的扩张器100来形成。

如图3所示，扩张器100包括：基板140；固定在基板140上的导向盘130；设置在导向盘130之上的盖板114；延伸穿过基板140、导向盘130和盖板114并且能够相对于基板140移动的推拉杆102；套设在推拉杆102上并且通过螺母104与推拉杆102固定在一起的芯棒106；设置在芯棒106外侧的多片轴瓦120；设置在轴瓦120外侧并且与基板140固定在一起的筒体112；可选地设置在筒体112上部的定位圈110。

轴瓦120包括本体部122和脚部124。本体部122基本上位于筒体112内，而脚部124位于盖板114和导向盘130之间的空间中。多片轴瓦120组装在一起时其外表面形成为大致圆筒形。本体部122上包括有台阶126。在图3所示的情况下，台阶126之上的本体部122的外径大于台阶126之下的本体部122的外径。在轴瓦120的脚部124的底部还设置有沿径向方向延伸的引导突起128。相应地，在导向盘130的顶部设置有沿径向方向延伸的引导槽132。每片轴瓦120的引导突起128能够分别插入到导向盘130的引导槽132中。轴瓦120的内表面还包括渐缩的斜面，相应地，芯棒106的外表面包括有多个与轴瓦120的斜面相匹配的斜面，如图3C所示。因此，当芯棒106随推拉杆102一起向下运动时，芯棒106的斜面推动轴瓦120的斜面使得轴瓦120沿径向向外扩张。

下面参考图4描述壳体12的制造过程。首先，将圆筒形的壳体12设置在筒体112和多片轴瓦120之间形成的环形间隙中，如图4A和4B所示。此时，轴瓦120没有接触壳体12。接下来，向下拉动推拉杆102使得芯棒104向下运动，芯棒106的斜面推动轴瓦120的斜面使得轴瓦120沿径向向外扩张而接触并挤压壳体12。由于壳体12外侧的定位圈110和筒体112的约束，壳体12的位于定位圈110下部的部分不会向外扩张。而壳体12的位于定位圈110上部的部分被轴瓦120向外推动而在与轴瓦122的台阶126相对应的位置处形成台阶部2，如图5A和5B所示。

在图3所述的扩张器中，每片轴瓦上设置有相同的台阶126，因此可以在壳体12上形成类似于图2E所示的整段台阶2F。另外，通过改变或消除部分轴瓦120上的台阶126，可以形成如图2B所示的包括彼此交替的台阶2a和突起部4的台阶部2。此外，本领域技术人员能够容易想到通过改变轴瓦的形状、轴瓦的数量、轴瓦之间的周向间距等，可以在壳体12上形成期望形状的台阶部。

下面将参照图6-7描述主轴承座60与壳体12的组装过程。图6是根据本发明实施方式的主轴承座与壳体的组装过程的示意图，其中：图6A示出了主轴承座与壳体在组装之前的立体图；图6B示出了主轴承座与壳体在组装之前的纵剖面图；图6C示出了图6B中的圆圈C6部分的局部放大图。图7是根据本发明实施方式的主轴承座与壳体的组装过程的示意图，其中：图7A示出了主轴承座与壳体在组装之后的立体图；图7B示出了主轴承座与壳体在组装之后的纵剖面图；图7C示出了图7B中的圆圈C7部分的局部放大图。

在主轴承座60上设置有能够坐置在壳体12的台阶部2上的坐置部62。坐置部62可以形成在主轴承座的周面上，如图6A所示。具体地，主轴承座60包括基部64和从基部64沿轴向方向延伸出的多个腿部66。坐置部62可以形成在腿部66上。在这种情况下，坐置部62为从腿部66向外延伸的突起。并且，主轴承座60在坐置部62处的外部轮廓或外径可以设定成大于第一壳体部分12A的内部轮廓或内径。因此，当将主轴承座60安装在壳体12中时，坐置部62的端面坐置在壳体12的台阶部2上，并且坐置部62的周面与第一壳体部分12A过盈配合，从而主轴承座60牢固地固定在壳体12中，如图7所示。此外，当壳体12的台阶部2包括如图2B所示的多段台阶2a和多段突起部4时，突起部4能够阻挡坐置部62的沿周向方向的端部，从而进一步防止主轴承座在壳体中旋转。

可替代地，根据不同的主轴承座的设计，坐置部还可以形成在主轴承座的端面上。换言之，主轴承座的其中一个端面可以用作坐置部而坐置在壳体的台阶部上。

在壳体12包括如图2E所述的整段台阶部2F的情况下，为了可靠地防止主轴承座60相对于壳体旋转，可以在消音板16上固定设置一个销，并且可在主轴承座60上设置一个能够与该销配合的孔。当压缩机组装好时，消音板上的销配合在主轴承座的上述孔中，从而防止主轴承座60相对于壳体旋转。

一般而言，主轴承座将承受三种负荷：来自轴承或旋转轴的径向负荷、来自其上部的压缩机构的轴向向下的负荷、以及来自旋转轴及其旋转压缩机构的旋转扭矩。

如上所述，由于壳体提供了径向约束，因此主轴承座承受的径向负荷能够传递到壳体。此外，由于主轴承座经由坐置部坐置在壳体的台阶部上，因此主轴承座承受的轴向向下的负荷能够传递到壳体。而且，由于主轴承座过盈配合在壳体中并且还设置有诸如突起部或销-孔结构之类的止挡机构，因此主轴承座承受的旋转扭矩能够传递到壳体。从而，可靠地保证了主轴承座与壳体之间的固定，进而保证了压缩机的可靠运行。

上述实施方式描述了在圆筒形的壳体上形成台阶部的方式，本领域技术人员应该理解本发明所应用的壳体不限于圆筒形的壳体，而是可以为任何截面形状的筒状体。在后者的情况下，可以通过对扩张器的结构进行相应的调整而形成台阶部。

上述实施方式描述了通过沿径向向外扩张壳体而形成台阶部的方式，但是本领域技术人员应该理解形成台阶部的方式不限于此。例如，可以通过使壳体12的一部分径向向内收缩而形成台阶部2，换言之，壳体12可包括径向向内收缩的部分作为台阶部2。台阶部2可以通过焊接或粘接在壳体12的内壁上的至少一个突起形成。壳体12还可以包括通过对壳体12的内壁进行机加工而形成的凹陷部分作为台阶部2。

上述实施方式描述了第一壳体部分12A、第二壳体部分12B和台阶部2一体形成的方式，但是本领域技术人员应该理解本发明不限于此。例如，第一壳体部分和第二壳体部分可具有不同的内径并且通过焊接连接在一起，所述台阶部形成在内径较小的壳体部分的端面处。

上述实施方式参照旋转式压缩机进行了描述，但是本领域技术人员应该理解，本发明还可以应用于其他支撑件需要相对于壳体固定的旋转机械。例如，该旋转机械可以包括：壳体，所述壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分；设置在所述壳体中的支撑件；由所述支撑件支撑的旋转轴；在所述第一壳体部分与所述第二壳体部分之间并且沿所述壳体的周向形成有台阶部。此外，所述支撑件上可设置能够坐置在所述台阶部上的坐置部。

尽管在此已详细描述本发明的各种实施方式，但是应该理解本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本发明的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。

Claims

1.一种旋转式压缩机，包括：

壳体(12)，所述壳体(12)包括第一壳体部分(12A)和第二壳体部分(12B)；

设置在所述壳体(12)内的压缩机构(20)；

驱动所述压缩机构(20)的旋转轴(50)；

支撑所述旋转轴(50)的主轴承座(60)；

其特征在于：在将所述主轴承座(60)安装到所述壳体(12)之前，在所述第一壳体部分(12A)与所述第二壳体部分(12B)之间并且沿所述壳体(12)的周向形成有台阶部(2)，所述第一壳体部分(12A)、所述第二壳体部分(12B)和所述台阶部(2)通过挤压一体形成，

所述第一壳体部分(12A)的内部轮廓或内径大于所述第二壳体部分(12B)的内部轮廓或内径，

所述台阶部(2)通过使得所述第一壳体部分(12A)相对于所述第二壳体部分(12B)沿径向向外扩张而形成。

2.如权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述主轴承座(60)上设置有能够坐置在所述台阶部(2)上的坐置部(62)。

3.如权利要求2所述的旋转式压缩机，其中所述坐置部(62)形成在所述主轴承座(60)的端面或周面上。

4.如权利要求2所述的旋转式压缩机，其中所述主轴承座(60)在所述坐置部(62)处与所述第一壳体部分(12A)压配合。

5.如权利要求2所述的旋转式压缩机，其中所述主轴承座(60)包括基部(64)和从所述基部(64)沿轴向方向延伸出的多个腿部(66)，所述坐置部(62)形成在所述腿部(66)上。

6.如权利要求1-5中任一项所述的旋转式压缩机，其中所述台阶部(2)在所述壳体(12)的周向方向上包括不连续的多段台阶(2a)。

7.如权利要求5所述的旋转式压缩机，其中所述台阶部(2)在所述壳体(12)的周向方向上包括不连续的多段台阶，并且所述台阶中至少一个台阶的沿周向方向的端部阻挡所述坐置部(62)的沿周向方向的端部。

8.如权利要求1-5中任一项所述的旋转式压缩机，其中所述台阶部(2)在所述壳体(12)的周向方向上包括连续的整段台阶(2F)。

9.如权利要求8所述的旋转式压缩机，进一步包括消音板(16)和固定设置在所述消音板(16)上的销，并且在所述主轴承座(60)上设置有能够与所述销配合的孔。

10.如权利要求1-5中任一项所述的旋转式压缩机，其中所述壳体(12)为圆筒形壳体。

11.如权利要求1-5中任一项所述的旋转式压缩机，其中所述旋转式压缩机为涡旋压缩机、或转子式压缩机、或螺杆式压缩机。

12.如权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述台阶部(2)连接所述第一壳体部分(12A)和所述第二壳体部分(12B)。

13.如权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述第一壳体部分(12A)与所述第二壳体部分(12B)具有大致相同的厚度。

14.一种旋转机械，包括：

设置在所述壳体(12)中的支撑件(60)；

由所述支撑件(60)支撑的旋转轴(50)；

其特征在于：在将所述支撑件(60)安装到所述壳体(12)之前，在所述第一壳体部分(12A)与所述第二壳体部分(12B)之间并且沿所述壳体(12)的周向形成有台阶部(2)，所述第一壳体部分(12A)、所述第二壳体部分(12B)和所述台阶部(2)通过挤压一体形成，

15.如权利要求14所述的旋转机械，其中所述支撑件(60)上设置有能够坐置在所述台阶部(2)上的坐置部(62)。

16.一种旋转式压缩机的制造方法，包括如下步骤：

在壳体(12)的第一壳体部分(12A)与第二壳体部分(12B)之间并且沿所述壳体(12)的周向形成台阶部(2)，所述第一壳体部分(12A)、所述第二壳体部分(12B)和所述台阶部(2)通过挤压一体形成；以及

将主轴承座(60)安装到所述壳体(12)中使得所述主轴承座(60)的坐置部(62)坐置在所述台阶部(2)上并且使得所述坐置部(62)与所述第一壳体部分(12A)过盈配合，

通过使得所述第一壳体部分(12A)相对于所述第二壳体部分(12B)沿径向向外扩张而形成所述台阶部(2)。