CN103511253B - 旋转式压缩机和多气缸旋转式压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转式压缩机，在密封的壳体中内置有电机和通过所述电机被驱动的旋转式的压缩装置，所述压缩装置包括：气缸、所述气缸的压缩腔中的活塞和滑片、由主轴和偏心轴和副轴组成的偏心曲轴、具有滑动支撑所述主轴的主滑动孔的主轴承、具有滑动支撑所述副轴的副滑动孔的副轴承，所述副轴的外径小于所述主轴的外径，在所述副滑动孔的外侧上，设有对所述压缩腔开孔的环形槽。根据本发明实施例的旋转式压缩机，能够维持作为大小轴特征的高效，缓和副轴承的最大面压力。由此，油膜厚度变大，能够预先防止异常磨损的发生。本发明还公开了一种多气缸旋转式压缩机。
Description
技术领域
本发明与在应用于空调机或者冷冻机器等上的旋转式压缩机上，采用相对于偏心曲轴的主轴径，副轴径较小的大小轴的旋转式压缩机有关，缓和被认为是大小轴缺点的在副轴和副轴承之间发生的最大面压力，改善磨损故障的技术。
背景技术
如专利文献1（WO2009/145232A1ENCLOSEDCOMPRESSORANDREFRIGE-RATIONCYCLEDEVICE）所示，在旋转式压缩机的主轴承和副轴承的两边配备环形槽，减轻作用于轴承的面压力的最大值，防止轴承磨损。另外，大小轴不仅有减少偏心曲轴的滑动损失，使压缩机效率提升的优点，还能够扩大偏心轴的偏心量，实现制冷量扩大。这2个设计手法自古以来就有被采用。
但是，大小轴的缺点是在细径的副轴和副轴承之间，面压力最大，在其之间容易发生异常磨损。本发明是为了解决该问题，只在副轴上配备圆环槽（也称为环形槽），选择性的使作用于副轴承上的面压力降低的技术。另外，大小轴的技术不仅仅是在单缸旋转式压缩机上，如专利文件2（JPA2009180203双缸旋转式压缩机）所示，也被采用在双缸旋转式压缩机上。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的以下技术问题：具有相对于主轴径，副轴径较小的大小轴的旋转式压缩机，因为在副轴和副轴承之间发生的最大面压力最大，所以由于该部分的磨损，故障率变高。
本发明的一个目的在于提出一种旋转式压缩机。
本发明的另一个目的在于提出一种多气缸旋转式压缩机。
根据本发明第一方面实施例的一种旋转式压缩机，在密封的壳体中内置有电机和通过所述电机被驱动的旋转式的压缩装置，所述压缩装置包括：气缸、所述气缸的压缩腔中的活塞和滑片、由主轴和偏心轴和副轴组成的偏心曲轴、具有滑动支撑所述主轴的主滑动孔的主轴承、具有滑动支撑所述副轴的副滑动孔的副轴承，所述副轴的外径小于所述主轴的外径，在所述副滑动孔的外侧上，设有对所述压缩腔开孔的环形槽。
其中，在所述主滑动孔以及副滑动孔的各外侧上，设有对所述压缩腔开孔的环形槽。
根据本发明第二方面实施例的一种多气缸旋转式压缩机，在密封的壳体中内置有电机和通过所述电机被驱动的旋转式的压缩装置，所述压缩装置包括：多个气缸、所述气缸的各个压缩腔中的活塞和滑片、由主轴和偏心轴和副轴组成的偏心曲轴、具有滑动支撑所述主轴的主滑动孔的主轴承、具有滑动支撑所述副轴的副滑动孔的副轴承，所述副轴的外径小于所述主轴的外径，在所述副滑动孔的外侧上，设有对所述压缩腔开孔的环形槽。
其中，在所述主滑动孔以及副滑动孔的各外侧上，设有对所述压缩腔开孔的环形槽。
通过在副轴承12的副滑动孔12a的外侧上配备的环形槽14，能够形成了圆形的薄壁部15。由于气缸压缩腔21的高压而发生的压力经由活塞22，成为到偏心曲轴30的负荷。此时，主滑动孔10a和副滑动孔12a发生反作用力，但是由于环形槽14的薄壁部15的弯曲效果，作用于副滑动孔12a的最大面压力会下降，所以能够缓和副滑动孔12a的最大面压力。
根据本发明实施例的旋转式压缩机，能够维持作为大小轴特征的高效，缓和副轴承12的最大面压力。由此，油膜厚度变大，能够预先防止异常磨损的发生。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1与本发明的实施例1有关，显示了旋转式压缩机的内部的纵截面图和简单的冷冻循环图；
图2与同实施例1有关，显示了压缩装置的内部构造的纵截面图；
图3与同实施例1有关，显示了副轴承的详细截面图；
图4为了和同实施例1比较说明，显示压缩装置的以往设计截面图和面压力的分布；
图5显示同实施例1的压缩装置的设计截面图和面压力的分布。
图6与同实施例2有关，多气缸旋转式压缩机的纵截面图。
附图标记：
R：旋转式压缩机R；M：电机部M；P：压缩装置P；T：压缩装置T；
2：壳体；10：主轴承；10a：主滑动孔；12：副轴承；12a：副滑动孔；
14：环形槽；15：薄壁部；20：气缸；21：压缩腔；22：活塞；23：滑片；
30：偏心曲轴；31：主轴；32：偏心轴；33：副轴
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[实施例1]
图1所示的是被收纳在密封壳体2内的电机M、旋转式压缩机R的配置和其冷冻循环。旋转式压缩机R由被固定在壳体2内径上的电机M和压缩装置P组成。从被配置在壳体2的上部的排气管3排出的高压气体按冷凝器C、膨胀阀V的顺序流过后，变成低压气体，进一步从蒸发器E经过储液器A，从吸气管9被吸入气缸20内。在气缸20内被压缩的高压气体从主轴承10上配备的排气装置（图上未显示）被排到排气阀盖40内，流出到壳体2的内部。另外，在压缩装置P和壳体2的底面之间具有油池4，积存冷冻机油（图上未显示）。
图2所示的是压缩装置P的详细构造和电机M。在气缸20的压缩腔21上配备有活塞22和滑片23。偏心曲轴30由主轴31和偏心轴32和副轴33组成，主轴31和副轴33分别被主轴承10上配备的主滑动孔10a和副轴承12上配备的副滑动孔12a滑动支撑。另外，活塞22被旋转自由地固定在偏心轴32的外径上。本发明的特征是相对于主轴31的外径（D），副轴33的外径（d）较小。
主轴31和副轴33分别在主滑动孔10a和副滑动孔12a之间形成的滑动间隙上滑动旋转。这些滑动间隙为滑动孔径和轴外径之差，滑动间隙为上述D或者d值的1/1000左右，冷冻机油被供给在该滑动间隙上。但是，如果偏心曲轴30旋转，受到压缩负荷的话，间隙就会偏向一方，所以滑动部分的最小油膜厚度会发生变化，其厚度变成1～3μm左右。另外，众所周知，如果最小油膜厚度在1μm以下的话，在轴和滑动孔之间会发生金属接触，发生异常磨损。
本发明的特征是：在副滑动孔12a上，为了降低压缩负荷引起的最大面压力，在副滑动孔12a的外侧上，配备和副滑动孔12a同心的环形槽14。图3所示的是副轴承12上配备的环形槽14的详细，通过环形槽14，在副滑动孔12a的内径和环形槽14之间形成圆形的薄壁部15（壁厚t）。进一步沿着副滑动孔12a，在槽长（h）和副滑动孔12a的直角方向上形成槽宽（w）。
薄壁部15如果受到由于压缩腔12内的压缩作用发生的负荷的话，能够变形，所以起到缓和副滑动孔12a上面压力的分布集中，防止在滑动副滑动孔12a的副轴承12之间磨损的发生的作用。另外，最大面压力的值能够通过壁厚（t）和槽长（h）的设计进行调整。
接下来就环形槽14的作用和效果进行说明。图4为采用大小轴，但是副轴承12上没有配备环形槽14的以往设计。图5为采用大小轴，在副轴承12上配备环形槽14的本实施例。另外，在图4和图5中，压缩装置P和主轴径（D）和副轴径（d）的值相同，另外，后面叙述的压缩负荷F1的值也同等。
在图4中，压缩中活塞22上发生的压缩负荷F1为作用于偏心曲轴30上，作用于主滑动孔10a和副滑动孔12a的分割负荷。即，分割负荷（Kgf）为各滑动孔上的受压面积（mm2）和面压力（Kgf/mm2）的积。如果将这些分割负荷分别设为F3、F2，另外，作为F3的反力，将作用于主轴承10的上端部的分割负荷设为F4的话，F1+F4=F3+F2。该关系式即使压缩机的工况变化，也就是即使压缩腔21的压力变动也成立。
在图4所示的以往设计中，分割负荷F2和F3的最大面压力分别在副滑动孔12a的上端部和主滑动孔10a的下端部，将各值设为Px和Py。在此，因为副轴径（d）＜主轴径（D），所以F2产生的副滑动孔12a的受压面积＜F3产生的主滑动孔10a的受压面积。其结果，箭头（←）所示的最大面压力为Px＞Py。也就是在以往设计中，Px和Py的比率（Px/Py）由主轴径（D）和副轴径(d)的比率（d/D）决定，如果该比率（d/D）变大的话，Px会增加，Py会减少。另外，如果d=D（同径轴）的话，
在以往的设计例中，轴径的比率（d/D）为0.9～0.85的范围，如果将该比率作为滑动孔的受压面积表现的话，大约为（0.9）～（0.85）的比率，即，大约为0.8～0.7的比率，相对于主滑动孔10a，副滑动孔12a的受压面积变小。
另一方面，在图5所示的本实施例中，副滑动孔12a和主滑动孔10a发生的分割负荷和以往设计相同，但是，在副滑动孔12a上，与分布负荷的大小成比例，环形槽14的薄壁部15能够上下和水平方向发生变形，所以受压面积会增加。因此，通过环形槽14能够降低最大面压力Px，使其结果，能够增加副滑动孔12a的最小油膜厚度，所以得到能够改善作为以往设计的课题的在副轴和副滑动孔之间发生的磨损故障。
这样，本发明通过大小轴提高压缩机效率的同时，通过在副轴承上的环形槽14的配备，能够同时实现压缩机的可靠性维持。另外，本实施例只在副轴承12上采用环形槽14，但是在主轴承10上追加环形槽也没有问题。但是，由于在主轴承10上也追加环形槽，主滑动孔10a的最大面压力（Py）会下降，副滑动孔12a的最大面压力（Px）会增加，所以需要将各环形槽的截面形状优化。
[实施例2]
图6所示的实施例2为在压缩装置T由2个气缸组成的多气缸旋转式压缩机中采用大小轴的设计。压缩装置T在各个气缸中配备活塞和滑片（图上未显示），另外，偏心曲轴30具有驱动上述各个活塞的偏心轴。在偏心曲轴30上配备的主轴31和副轴33的外径为D＞d的关系，副轴承12具备环形槽14。这样，实施例2的环形槽14显示在多气缸旋转式压缩机中也能得到和实施例1同等的作用和效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种旋转式压缩机，其特征在于，在密封的壳体中内置有电机和通过所述电机被驱动的旋转式的压缩装置，所述压缩装置包括：
气缸；
所述气缸的压缩腔中的活塞和滑片；
由主轴和偏心轴和副轴组成的偏心曲轴；
主轴承，所述主轴承具有滑动支撑所述主轴的主滑动孔；
副轴承，所述副轴承具有滑动支撑所述副轴的副滑动孔；
所述副轴的外径小于所述主轴的外径；
在所述副滑动孔的外侧上，设有对所述压缩腔开孔的环形槽，在所述副滑动孔的内径和所述环形槽之间形成圆形的薄壁部，所述薄壁部被构造成受到由于所述压缩腔内的压缩作用发生的负荷时可变形。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，在所述主滑动孔以及副滑动孔的各外侧上，设有对所述压缩腔开孔的环形槽。
3.一种多气缸旋转式压缩机，其特征在于，在密封的壳体中内置有电机和通过所述电机被驱动的旋转式的压缩装置，所述压缩装置包括：
多个气缸；
所述气缸的各个压缩腔中的活塞和滑片；
由主轴和偏心轴和副轴组成的偏心曲轴；
主轴承，所述主轴承具有滑动支撑所述主轴的主滑动孔；
副轴承，所述副轴承具有滑动支撑所述副轴的副滑动孔；
所述副轴的外径小于所述主轴的外径；
在所述副滑动孔的外侧上，设有对所述压缩腔开孔的环形槽，在所述副滑动孔的内径和所述环形槽之间形成圆形的薄壁部，所述薄壁部被构造成受到由于所述压缩腔内的压缩作用发生的负荷时可变形。
4.根据权利要求3所述的多气缸旋转式压缩机，其特征在于：在所述主滑动孔以及副滑动孔的各外侧上，设置了对所述压缩腔开孔的环形槽。
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