CN103256313A

CN103256313A - 轴承组件、压缩机及两个部件的固定方法

Info

Publication number: CN103256313A
Application number: CN2012100345718A
Authority: CN
Inventors: 苏晓耕; 荀群德
Original assignee: Emerson Climate Technologies Suzhou Co Ltd
Current assignee: Copeland Suzhou Co Ltd
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2032-02-15
Also published as: CN103256313B

Abstract

本发明涉及一种轴承组件(1)，包括：轴承座(10)，和压配在所述轴承座(10)中的轴承(20)；其中在所述轴承座(10)和所述轴承(20)之间设置有粘结剂层(30)。本发明还涉及一种轴承组件(1)，包括：轴承座(10)，和压配在所述轴承座(10)中的轴承(20)；其中所述轴承座(10)的内表面和所述轴承(10)的外表面至少之一上形成有轴向凹槽(24A)、周向凹槽(24C)、螺旋形凹槽(24B)或滚花。本发明还涉及一种包括上述轴承组件的压缩机以及第一部件和第二部件的固定方法。本发明的轴承组件的承载能力得以显著提高。

Description

轴承组件、压缩机及两个部件的固定方法

技术领域

本发明涉及一种轴承组件以及包括该轴承组件的压缩机，本发明还涉及一种两个部件之间的固定方法。

背景技术

轴承组件是各种机械例如压缩机中常用的组件，主要用于支持诸如旋转轴的部件。在现有技术中，经常采用压配的方式将轴承固定在轴承座中。但是，在其支撑的旋转轴所产生的荷载较大时，比如荷载超过轴承和轴承座之间的过盈配合力时，轴承会相对于轴承座转动甚至脱出，造成轴承组件失效。

发明人对此进行了实验。如图1和2所示，在轴承座10上设置有标记12，在轴承20上设置有标记22，并且在图1所示的初始状态下，标记22和标记12是对齐。在经过一定时间的重载荷运转之后，如图2所示，发现标记22和标记12已经错开了一定距离，此时表明轴承组件已经失效或即将失效。

为了增加轴承组件的承载能力，本领域常用的手段之一是增加轴承和轴承座之间的过盈配合力，例如减小轴承座的内径或增大轴承的外径。但是，随着过盈配合力在增加，轴承座和/或轴承的变形也将不可避免的增加。为了避免变形，本领域技术人员不得不增加轴承座和/或轴承的壁厚，这增加了轴承组件的成本和重量。

本领域常用的增加轴承组件的承载能力的另一种手段是在轴承和轴承座之间设置机械的防旋转装置，例如压簧或卡片等。这种手段增加了轴承组件的部件数量，也增加了其成本。

因此，需要一种能够更加有效地增大承载能力的轴承组件。

发明内容

本发明的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种承载能力大大提高的轴承组件。

本发明的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种包括这种轴承组件的压缩机。

本发明的一个或多个实施方式的又一个目的是提供一种固定两个部件的固定方法。

根据本发明一个方面，提供了一种轴承组件，包括：轴承座和压配在所述轴承座中的轴承；其中在所述轴承座和所述轴承之间设置有粘结剂层。

优选地，所述轴承座的内表面和所述轴承的外表面至少之一上形成有用于盛装粘结剂的凹槽。

优选地，所述凹槽是轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽和滚花所形成的凹槽中的一种。

优选地，所述轴承中形成有贯穿所述轴承的壁面的纵向切口。

优选地，所述粘结剂层由甲基丙烯酸酯类粘结剂形成。

优选地，所述粘结剂层由乐泰648粘结剂形成。

优选地，所述粘结剂层由环氧树脂形成。

根据本发明另一个方面，提供了一种轴承组件，包括：轴承座和压配在所述轴承座中的轴承；其中所述轴承座的内表面和所述轴承的外表面至少之一上形成有轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽或滚花。

根据本发明又一个方面，提供了一种压缩机，其包括如上所述的轴承组件。

优选地，所述压缩机为涡旋压缩机。

根据本发明进一步的方面，提供了一种第一部件和第二部件的固定方法，包括如下步骤：a)在所述第一部件的内表面和所述第二部件的外表面至少之一上施加粘结剂；和b)将所述第二部件压配到所述第一部件中。

优选地，在所述步骤a)之前包括在所述第一部件的内表面和所述第二部件的外表面至少之一上形成用于盛装粘结剂的凹槽的步骤。

优选地，所述第二部件中形成有贯穿所述第二部件的壁面的纵向切口。

优选地，所述粘结剂为甲基丙烯酸酯类粘结剂。

优选地，所述粘结剂为乐泰648粘结剂。

优选地，所述粘结剂为环氧树脂。

优选地，所述第一部件为轴承座，所述第二部件为轴承。

根据本发明进一步的方面，提供了一种第一部件和第二部件的固定方法，包括如下步骤：a)在所述第一部件的内表面和所述第二部件的外表面至少之一上形成轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽或滚花；和b)将所述第二部件压配到所述第一部件中。

优选地，所述第一部件为轴承座，所述第二部件为轴承。

根据本发明的一种或几种实施方式的轴承组件和/或两个部件的固定方法的优点在于：

在根据本发明一种实施方式的轴承组件中，在轴承和轴承座之间设置有粘结剂层，因此轴承和轴承座之间的紧固力除了压配提供的过盈配合力之外还包括由粘结剂层提供的化学紧固力例如氢键力和范德华力，因此如此形成的轴承组件的承载能力大大提高。

在根据本发明一种实施方式的轴承组件中，通过在轴承和轴承座之间设置粘结剂层来增加轴承组件的承载能力，因此无需对轴承或轴承座的结构、尺寸和压配力等进行任何改变，因此本发明的轴承组件的加工和装配都非常简单，成本也无需增加太多。

在根据本发明一种实施方式的轴承组件中，在轴承的外表面和/或轴承座的内表面上形成有用于盛装粘结剂的凹槽，例如轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽或滚花所形成的凹槽，因此在轴承和轴承座的压配过程中，这些凹槽或滚花会产生一定的弹性或塑性变形，进一步增加了轴承和轴承座之间的过盈配合力。

在根据本发明一种实施方式的轴承组件中，同时采用了增加粘结剂层和形成凹槽或滚花的手段，由于粘结剂提供的化学紧固力、凹槽或滚花变形提供的增加的过盈配合力以及由于凹槽或滚花的存在增加了轴承和轴承座之间的粘结剂层的厚度或粘结剂的量，因此如此形成的轴承组件的承载能力进一步得到提高。

在根据本发明一种实施方式的固定方法中，仅需要在第一部件和第二部件之间涂覆粘结剂，仍然可以像现有技术那样将第一部件压配到第二部件中。因此，无需对现有技术的工艺或设备做大的改变，以较低的成本和较简单的工艺实现了两个部件之间紧固力的大大提高。

在根据本发明一种实施方式的固定方法中，在两个部件的至少一个配合表面上形成有轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽或滚花，然后对两个部件实施常规的压配工艺。采用这种方法，能够以较低的成本和较简单的工艺实现两个部件之间紧固力的大大提高。

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方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中：

图1是根据采用现有技术制造的轴承组件在承受荷载之前的示意图；

图2是图1所示的轴承组件在承受重荷载之后的示意图；

图3是根据本发明一种实施方式的轴承组件和旋转轴的分解立体图；

图4是根据本发明一种实施方式的轴承组件和旋转轴装配后的局部剖面图；

图5A、5B和5C是根据本发明其他实施方式的轴承的示意图；以及

图6是采用根据本发明实施方式的轴承组件的压缩机的剖视图。

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。

下面参见图3和4描述根据本发明一种实施方式的轴承组件1。轴承组件1可以包括轴承座10和压配在轴承座10中的轴承20。

在图3和4所示的示例中，轴承座10是设置在涡旋压缩机的动涡旋部件120上的轴承座，轴承20是一种大致圆筒形的金属轴承并且在此用作滑动轴承。但是，本领域技术人员应该理解本发明不局限于图中所示的示例，相反轴承座10和轴承20可以是机械领域中常用的轴承组件，包括但不限于滑动轴承、滚动轴承、止推轴承等。

在根据本实施方式的轴承组件1中，可以在轴承座10和轴承20之间设置粘结剂层30。例如，可以通过在轴承座10的内表面和/或轴承20的外表面上涂覆粘结剂来形成该粘结剂层30。

粘结剂层30可以由乐泰648(LOCTITE 648；商品名)粘结剂形成。这种粘结剂可以从市场上得到，因此文中不再对其化学组成和物理化学特性做过多描述。

除上提到的乐泰648粘结剂之外，还可以采用其他粘结剂，例如甲基丙烯酸酯类粘结剂和环氧树脂。

此外，可以在轴承20中形成贯穿轴承20的壁面的纵向切口26。纵向切口26有助于调节轴承20的过盈配合力以及补偿轴承20的制造误差。

在该轴承组件1应用于涡旋压缩机(例如如图6所示)的情况下，轴承座10形成在涡旋压缩机100的动涡旋部件120上，并且轴承10用于支撑涡旋压缩机100的旋转轴40。旋转轴40的一端具有偏心曲柄销42，偏心曲柄销42经由衬套44插入到轴承20中进行转动。

涡旋压缩机100还可以包括与动涡旋部件120配合以对流体进行压缩的定涡旋部件110，驱动旋转轴40的马达组件150等。涡旋压缩机100的构造和工作原理可参见如下文献：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。本领域技术人员可以理解，本申请的轴承组件不仅可以应用于图6所示的涡旋压缩机，而且可以应用于其他类型的压缩机以及需要对某一部件进行支撑的任何机械设备。

在根据本实施方式的轴承组件1中，在轴承20和轴承座10之间设置有粘结剂层30，因此轴承20和轴承座30之间的紧固力除了压配提供的过盈配合力之外还包括由粘结剂层30提供的化学紧固力例如氢键力和范德华力，因此如此形成的轴承组件1的承载能力大大提高。

在根据本实施方式的轴承组件1中，仅通过在轴承20和轴承座10之间设置粘结剂层30来增加轴承组件1的承载能力，因此无需对轴承20或轴承座10的结构、尺寸和压配力等进行任何改变，因此本实施方式的轴承组件1的加工和装配都非常简单，成本也无需增加太多。

下面同时参考图3-4和图5A、5B和5C来描述根据本发明的另一种实施方式的轴承组件。

本实施方式的轴承组件1包括轴承座10(如图3和4所示)和轴承20(如图5A、5B或5C所示)。在轴承20的外表面上可以形成用于盛装粘结剂的凹槽，例如轴向凹槽24A(图5A)、周向凹槽24C(图5C)、螺旋形凹槽24B(图5B)或滚花所形成的凹槽(未示出)。

本领域技术人员可以理解，可以在轴承座10的内表面和轴承20的外表面至少之一上形成这些轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽或滚花。

随后，可以将轴承20像现有技术那样压配到轴承座10中。

在根据本实施方式的轴承组件1中，在轴承20的外表面和/或轴承座10的内表面上形成有轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽或滚花，因此在轴承20和轴承座10的压配过程中，这些凹槽或滚花会产生一定的弹性或塑性变形，这进一步增加了轴承20和轴承座10之间的过盈配合力。

下面，结合图3-5C描述根据本发明又一种实施方式的轴承组件。根据本实施方式的轴承组件1包括轴承座10和压配在轴承座10中的轴承20，并且在轴承座10和轴承20之间设置有粘结剂层30，同时在轴承座10的内表面和轴承10的外表面至少之一上形成有轴向凹槽24A、周向凹槽24C、螺旋形凹槽24B或滚花。

在根据本实施方式的轴承组件1中，同时采用了增加粘结剂层30和形成凹槽或滚花的手段，由于粘结剂提供的化学紧固力、凹槽或滚花变形提供的增加的过盈配合力以及由于凹槽或滚花的存在增加了轴承20和轴承座10之间的粘结剂层的厚度或粘结剂的量，因此如此形成的轴承组件1的承载能力进一步得到提高。

参见图3-5C，发明人还提出了一种第一部件和第二部件的固定方法，该固定方法可以包括如下步骤：a)在第一部件的内表面和第二部件的外表面至少之一上施加粘结剂；和b)将第二部件压配到第一部件中。

此外，在步骤a)之前可以包括在第一部件的内表面和第二部件的外表面至少之一上形成轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽或滚花的步骤。

类似地，发明人还提出了另一种第一部件和第二部件的固定方法，该固定方法可以包括如下步骤：a)在所述第一部件的内表面和所述第二部件的外表面至少之一上形成轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽或滚花；和b)将所述第二部件压配到所述第一部件中。

特别是，第一部件可以为轴承座10，第二部件可以为轴承20。

为了验证上述实施方式的效果，发明人进行了如下的对比测试。

对比测试1：

第一组样品：没有设置粘结剂层，将轴承20压配到轴承座10中，然后将轴承20从轴承座10压出；

第二组样品：在轴承20的外表面和轴承座10的内表面涂覆粘结剂(乐泰胶水648)，将轴承20压配到轴承座10中，然后将轴承20从轴承座10压出；

第三组样品：在轴承10的外表面上加工尺寸为0.5mm-1.0mm的周向凹槽，在轴承20的外表面和轴承座10的内表面涂覆粘结剂(乐泰胶水648)，将轴承20压配到轴承座10中，然后将轴承20从轴承座10压出。

测试结果如下：

测试结果表明，第二组样品(包括粘结剂层)的轴向承载力相对于第一组样品(没有粘结剂层和凹槽)提高了78％，而第三组样品(同时包括粘结剂层和凹槽)的轴向承载力相对于第一组样品(没有粘结剂层和凹槽)提高了118％。

对比测试2：

第一组样品：没有设置粘结剂层，将轴承20压配到轴承座10中，然后通过工装转动轴承20，测试最大转动力；

第二组样品：在轴承20的外表面和轴承座10的内表面涂覆粘结剂(乐泰胶水648)，将轴承20压配到轴承座10中，然后通过工装转动轴承20，测试最大转动力。

测试结果如下：

测试结果表明，第二组样品(包括粘结剂层)的周向承载力(转动力)相对于第一组样品(没有粘结剂层)提高超过150％。

对比测试3：

第一组样品：没有设置粘结剂层，将轴承20压配到轴承座10中；

第二组样品：在轴承20的外表面和轴承座10的内表面涂覆粘结剂(乐泰胶水648)，将轴承20压配到轴承座10中。

使用两组样品在压缩机重载工况下进行实验，测试轴承的转动角度。

测试结果如下：

测试结果表明，在运行了一段时间后，第一组样品中的轴承相对于轴承座发生了转动，而第二组样品在相同的工况下都没有发生转动。

通过上述三种测试可以明显看出，通过在轴承和轴承座之间设置粘结剂层有效地提高了轴承组件的轴向和周向承载能力。

另外，从上面的对比测试1可以看出，由于上面提到的原因(粘结剂提供了化学紧固力，凹槽或滚花的变形提供了增加的过盈配合力，以及由于凹槽或滚花的存在增加了轴承和轴承座之间的粘结剂层的厚度或粘结剂的量)，通过采用粘结剂层和在轴承外表面上形成凹槽二种手段的结合，更进一步地提高了轴承组件的承载能力。

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

1.一种轴承组件(1)，包括：

轴承座(10)，和

压配在所述轴承座(10)中的轴承(20)；

其特征在于在所述轴承座(10)和所述轴承(20)之间设置有粘结剂层(30)。

2.如权利要求1所述的轴承组件(1)，其中所述轴承座(10)的内表面和所述轴承(10)的外表面至少之一上形成有用于盛装粘结剂的凹槽。

3.如权利要求2所述的凹槽，其中所述凹槽是轴向凹槽(24A)、周向凹槽(24C)、螺旋形凹槽(24B)和滚花所形成的凹槽中的一种。

4.如权利要求1所述的轴承组件(1)，其中所述轴承(20)中形成有贯穿所述轴承(20)的壁面的纵向切口(26)。

5.如权利要求1所述的轴承组件(1)，其中所述粘结剂层(30)由甲基丙烯酸酯类粘结剂形成。

6.如权利要求1所述的轴承组件(1)，其中所述粘结剂层(30)由乐泰648粘结剂形成。

7.如权利要求1所述的轴承组件(1)，其中所述粘结剂层(30)由环氧树脂形成。

8.一种压缩机(100)，其特征在于包括如权利要求1-7中任一项所述的轴承组件(1)。

9.如权利要求8所述的压缩机(100)，其中所述压缩机为涡旋压缩机。

10.一种轴承组件(1)，包括：

轴承座(10)，和

压配在所述轴承座(10)中的轴承(20)；

其特征在于所述轴承座(10)的内表面和所述轴承(10)的外表面至少之一上形成有轴向凹槽(24A)、周向凹槽(24C)、螺旋形凹槽(24B)或滚花。

11.如权利要求10所述的轴承组件(1)，其中所述轴承(20)中形成有贯穿所述轴承(20)的壁面的纵向切口(26)。

12.一种压缩机(100)，其特征在于包括如权利要求10-11中任一项所述的轴承组件(1)。

13.如权利要求12所述的压缩机(100)，其中所述压缩机为涡旋压缩机。

14.一种第一部件和第二部件的固定方法，其特征在于包括如下步骤：

a)在所述第一部件的内表面和所述第二部件的外表面至少之一上施加粘结剂；和

b)将所述第二部件压配到所述第一部件中。

15.如权利要求14所述的固定方法，其中在所述步骤a)之前包括在所述第一部件的内表面和所述第二部件的外表面至少之一上形成用于盛装粘结剂的凹槽的步骤。

16.如权利要求15所述的固定方法，其中所述凹槽是轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽和滚花所形成的凹槽中的一种。

17.如权利要求14所述的固定方法，其中所述第二部件中形成有贯穿所述第二部件的壁面的纵向切口。

18.如权利要求14所述的固定方法，其中所述粘结剂为甲基丙烯酸酯类粘结剂。

19.如权利要求14所述的固定方法，其中所述粘结剂为乐泰648粘结剂。

20.如权利要求14所述的固定方法，其中所述粘结剂为环氧树脂。

21.如权利要求14所述的固定方法，其中所述第一部件为轴承座(10)，所述第二部件为轴承(20)。

22.一种第一部件和第二部件的固定方法，其特征在于包括如下步骤：

a)在所述第一部件的内表面和所述第二部件的外表面至少之一上形成轴向凹槽、周向凹槽、螺旋形凹槽或滚花；和

b)将所述第二部件压配到所述第一部件中。

23.如权利要求22所述的固定方法，其中所述第二部件中形成有贯穿所述第二部件的壁面的纵向切口。

24.如权利要求22所述的固定方法，其中所述第一部件为轴承座(10)，所述第二部件为轴承(20)。