CN103597225A - 用于制冷压缩机的连接杆 - Google Patents

Abstract

本发明的压缩机包括：承载有气缸（41）的曲轴箱（40），活塞（20）位于该气缸内，该活塞设置有两个径向孔（21）和一个偏心轴向孔（22）；连接杆（10），所述连接杆具有较小孔眼（12），所述较小孔眼安装在所述活塞（20）的内部中并且通过杆（13）连接到较大孔眼（11）；肘销（60），该肘销设置有直径方向孔（63）并且布置成穿过连接杆（10）的较小孔眼（11）并且穿过活塞（20）的相对的径向孔（21）；和弹性销（70），所述弹性销将被插在所述活塞（20）的偏心轴向孔（22）中并且被插在所述肘销（60）的直径方向孔（63）中。该连接杆包括定位止动件（80），该定位止动件限定用来插入弹性销（70）的工具（F）的轴向安置表面（81a），所述轴向安置表面布置在离开连接杆（10）的较小孔眼（12）的轴线（X2）的预定距离（E）处。

Description

用于制冷压缩机的连接杆

技术领域

本发明涉及一种用于制冷压缩机的连接杆，该制冷压缩机为往复式的，用于小的家庭和商业制冷系统，并且该制冷压缩机在壳体的内部中包括曲轴箱，该曲轴箱限定气缸和轴承毂，活塞在该气缸内往复运动，在该轴承毂中支撑曲轴，该曲轴包括偏心部分并且承载电动机的转子，该电动机的定子固定到曲轴箱。本发明的连接杆在单体件中包括：连接较大孔眼的杆或腹板，该较大孔眼围绕曲轴的偏心部分安装；和较小孔眼，该较小孔眼固定到活塞内部的销，使得当电动机使曲轴旋转时，连接杆可以使活塞在气缸的内部中往复运动。

背景技术

已经不断寻找旨在提高用于小的家庭和商业制冷系统的往复式压缩机的能量效率的方案。提高能量效率的一种方法是减小可移动部件的机械损失，诸如由摩擦副的表面之间的相对运动产生的那些机械损失。所述机械损失指的是由接触引起的损失和摩擦副的表面之间的粘性摩擦引起的损失。然而，应当理解，对于具有通过研磨和/或抛光的常规精加工的金属部件，由两个表面之间的润滑的接触产生的动态摩擦系数至少比厚膜状态中的粘性摩擦系数大一个数量级，如发生在活塞和气缸的相互面对的表面以及压缩机的其它相对运动和摩擦部件的相互面对的表面，例如在曲轴和轴承之间。

主要在第一操作时间中，由于不充分的表面精加工、大的形状误差或者甚至轴承的尺寸不足引起的所述表面的相互接触产生的摩擦，出现相当多的机械损失。取决于摩擦下的这种接触的强度，可能出现表面（机械的、几何的和表面精加工性质）的恶化，导致磨损引起的轴承的故障。

具有高的能量效率的压缩机的一个改进路线涉及所用部件的几何质量（主要是所述部件的组件的几何质量）的改进。所述改进线路关注对中误差（例如，同心度，同轴度，等等）；形状误差（例如，圆度，圆柱度，紧凑性，平面度，等等）和位置误差（例如，平行度，垂直度，等等）。

在这里考虑的类型的制冷往复压缩机中，活塞通过肘销联接到连接杆的较小孔眼，该肘销横向于活塞的轴线并且其相对的端部部分被引入且保持在相应的径向孔中，该相应的径向孔在直径相对的位置中布置在活塞中。

在一些压缩机型号中，通过肘销的端部部分之一和活塞的直径相对的径向孔之一之间的干涉配合，实现肘销到活塞的固定。

然而，用来保证所述销的可靠固定的、肘销和活塞之间的干涉的程度越高，活塞的圆柱形表面上（即，其支承表面上）产生的变形（由于圆度和圆柱度的误差）的程度将越高。

最小化由肘销和活塞之间的通过干涉的固定引起的变形的一种已知方法是使用没有干涉地安装在活塞的直径相对的孔中的肘销。在这种情况中，通过弹性销获得肘销的保持，该弹性销被松弛地引导到布置在活塞壁中的偏心轴向孔中，并且通过干涉被固定在肘销的相应端部部分的直径延伸部的至少一部分中。

在这种已知的方案中，相对于由活塞的侧表面的研磨和/或抛光操作引起的可能的形状误差或偏差，在肘销和活塞之间不存在干涉配合时不会增大活塞的圆度和圆柱度误差。

除了上述益处外，通过弹性销的肘销的固定还提供以下优点：允许在活塞的内部中的连接杆（通常是单体件）的较小孔眼的安装是压缩机的机械套件的部件的安装操作（结束）中的最后步骤。

机械套件的这种已知安装形式（结束）相对于其它形式通常是优选的，它包括：

使用由两个部件制成（即，在杆（腹板）中或在较大孔眼中分开）的连接杆；

使用安装在较大孔眼和曲轴的偏心部分之间的衬套；

通过螺栓将曲轴的轴承毂固定到压缩机曲轴箱；

通过螺栓将限定气缸的曲轴箱部分固定到压缩机曲轴箱。

应当注意，使用单件式连接杆在增加压缩机的能量效率方面是有利的，这是由于连接杆以其最终制造形状（通过烧结或通过机加工）被使用，这避免引入形状和位置的另外几何误差到已安装的部件。

使用弹性销来固定肘销，与使用单件式连接杆一起，需要沿与曲轴箱相对的气缸的侧壁的部分设置槽，以便允许通过单件式连接杆的较小孔眼安装肘销到活塞，该较小孔眼已经被容纳在活塞的内部中，该活塞已经安装在气缸的内部中。在文献US4,406,590和US5,730,044中可以见到这种类型的方案。

目前，使用弹性销来保持肘销在活塞的相对的径向孔中的方案的一个最大难题是执行弹性销的安装以便保证其相对于肘销的正确定位，以便在压缩机的使用寿命期间在压缩机的操作时避免弹性销的释放或断裂，引起压缩机被其驱动机构的粘滞停止。

弹性销是要被安装的机械套件的最后部件。在所述方案中，单件式连接杆的较大孔眼安装在曲轴的偏心部分周围并且其较小孔眼在穿过气缸的纵向侧部槽之后容纳在气缸的内部中。然后，在气缸的内部中引入活塞，以便使活塞的相对的径向孔与单件式连接杆的较小孔眼的轴线轴向对准，允许将肘销安装在活塞的相对的径向孔中并且穿过连接杆的较小孔眼，该肘销布置成使得邻近面向气缸的纵向侧部槽的端部的其直径方向孔保持与活塞的偏心轴向孔轴向对准，通向活塞的裙部的端部。然后，弹性销可以安装成穿过活塞的偏心轴向孔（优选地没有干涉），并且在干涉的情况下穿过肘销的直径方向孔。

为了安装弹性销，有必要通过适当的工具施加插入轴向力，该插入轴向力应当大于弹性销的外径和肘销的直径方向孔的内径之间的干涉引起的反作用轴向力。

弹性销通常具有纵向分裂的管状形状，以便当安装成穿过肘销的直径方向孔时允许其弹性径向变形，弹性销的尺寸被制成便于保证与肘销的干涉，在压缩机的有用操作寿命期间足以引起弹性销在其安装位置中的适当的且可靠的保持。弹性销仅当抽出力施加到其上时从其安装位置轴向移位。

用来插入弹性销的工具可以安置在例如由曲轴、活塞、连接杆或由曲轴箱限定的机械套件的部件的任何一个上，只要所述支撑装置可以支撑反作用力而不引起损坏（破裂，凹陷，等等），该反作用力以弹性销和肘销的直径方向孔之间的机械干涉的程度被施加在弹性销和工具上。

如已知的，改变这里考虑的类型的压缩机的制冷容量的一种更常见的方法是通过改变曲轴的偏心率，即，曲轴的轴线和其偏心部分的轴线之间的径向距离，连接杆的较大孔眼围绕该偏心部分安装。偏心率的改变产生被气缸的内部中的活塞排出的不同体积的制冷剂气体。因此，也有必要改变活塞的顶部和其两个相对的径向孔的共同轴线之间的距离，并且有时改变连接杆的较大孔眼和较小孔眼之间的距离。

考虑在这里考虑的类型的制冷压缩机的不同型号中见到的上述尺寸变化，用于插入工具的支撑表面和弹性销的面对的端部之间的距离也将根据要在相同的装配线中生产的所述压缩机的不同型号之间见到的尺寸变化而改变。

因此，每当在压缩机的部件中发现一些尺寸变化时，有必要使装配线经受长的设置（调节）操作，该尺寸变化可能影响插入工具的安置表面和弹性销的面对的端部之间的距离。在插入工具的位移中未能执行必要的调节可能引起弹性销的断裂或者其不完全插入，在压缩机的有用操作寿命期间允许所述弹性销跌落。

发明内容

根据与在这里考虑的类型的制冷压缩机的不同型号的装配线中要频繁进行的必要的长的调节有关的上述不方便，为了促进弹性销在肘销的直径方向孔中的适当且可靠的插入，本发明具有的目标是提供一种构造方案，对于具有不同的偏心率、不同的连接杆长度或活塞顶部和肘销的轴线之间的不同距离的宽范围的压缩机型号，该构造方案能够将弹性销的插入工具的轴向位移的行程维持在恒定的值。

本发明的更具体的目标是提供一种用于插入工具的支撑装置，该支撑装置通过肘销的直径方向孔在插入状态中维持离开弹性销的面对的端部的恒定距离。

当应用于以下类型的制冷压缩机时，获得本发明的这些和其它目标，该制冷压缩机包括：承载有气缸的曲轴箱；活塞，所述活塞在所述气缸的内部中往复运动并且设置有两个直径相对的径向孔和偏心轴向孔；单件式连接杆，所述单件式连接杆具有较小孔眼，所述较小孔眼安装在所述活塞的内部中并且通过杆连接到较大孔眼；肘销，所述肘销布置成穿过所述连接杆的较小孔眼并且穿过所述活塞的相对的径向孔，所述肘销设置有直径方向孔，所述直径方向孔与所述活塞的偏心轴向孔轴向对准；和弹性销，所述弹性销将被插在所述活塞的偏心轴向孔中并且在所述肘销的直径方向孔中。

根据本发明，连接杆包括定位止动件，该定位止动件提供用来将弹性销插在肘销的直径方向孔的内部中的工具的轴向安置表面，所述轴向安置表面布置在离开连接杆的较小孔眼的轴线的预定距离处。

对于具有连接杆的两个孔眼之间的不同距离、曲轴的偏心部分中的不同偏心率，和活塞的顶部和其径向孔的轴线之间的不同距离的宽范围的压缩机型号，本发明提出并且在上面限定的构造允许维持弹性销在肘销的直径方向孔中的插入行程总是恒定。此外，对于所述范围的压缩机型号，可以维持弹性销具有相同的长度。

附图说明

下面将参考附图描述本发明，其中：

图1以部分竖直剖视图描绘一种制冷压缩机，该制冷压缩机包括承载有气缸的曲轴箱，在气缸的内部中往复运动的活塞，由曲轴箱支撑并且具有偏心部分的曲轴，该偏心部分通过单件式连接杆和肘销连接到活塞，所述曲轴箱固定电动机的定子，该电动机的转子固定到曲轴；

图2描绘根据本发明的可能实施例的一个构造的单件式连接杆的透视图；并且

图3描绘已经安装到曲轴和活塞的单件式连接杆的顶部平面图，所述视图根据图1中的线III-III被截取，贯穿活塞并且示出弹性销，该弹性销在它穿过肘销的直径方向孔插入的位置中。

具体实施方式

如示出的和前面描述的，本连接杆10为单件式的，具有：较大孔眼11，该较大的孔眼围绕制冷压缩机的曲轴30的偏心部分31安装；和较小孔眼12，该较小孔眼将被连接到压缩机的活塞20，所述较大孔眼与所述较小孔眼通过杆13互连。本连接杆被设计应用的制冷压缩机可以为包括曲轴箱40的类型，该曲轴箱限定气缸41，当曲轴30被电动机50驱动时，活塞20在该气缸内以往复运动被连接杆10移动，该电动机的转子51固定到曲轴30并且其定子52固定到转子51周围的曲轴箱40。

通过通常粗大的肘销60获得连接杆10的较小孔眼12到活塞20的联接。所述肘销60的相对的端部部分被没有干涉地引入并且保持在活塞20的相应的直径相对的径向孔21中，并且其中间部分布置成穿过连接杆10的较小孔眼12。

在这种类型的压缩机构造中，气缸41设置有侧向槽42，该侧向槽纵向地布置在与曲轴箱40相对地布置的气缸41的区域中，即，面对与电动机50的定子52固定到其上的那侧相对的曲轴箱40的侧部的区域。

如图1中示出的，侧向槽42允许在吸入行程的结尾在下死点位置中将单件式连接杆10安装在已经布置在气缸41的内部中的活塞20的内部中。所述已知构造允许肘销60具有第一端部61，该第一端部被引过：气缸41的侧向槽42，活塞20的相邻的径向孔21，连接杆10的较小孔眼12，并且穿过活塞20的相对的径向孔21的内部，直到达到在活塞20中的肘销60的正确的轴向位置，肘销60的第二端部62与安装工具（未示出）操作性地关联并且在安装轴向行程的结尾布置在活塞20的径向孔21内，如图1中所示。

如在本公开的开始提及的，肘销60的相对的端部部分没有机械干涉地被引入到活塞20的相应的径向孔21中。因此，有必要将肘销60轴向地保持在活塞20的径向孔21中。

本发明中使用的构造方案为以下类型：在活塞20的侧壁20a中设置偏心轴向孔22，该偏心轴向孔22在直径上与活塞20的径向孔21交叉，在将活塞20安装在气缸41中时，该径向孔21面向侧向槽42。在这个偏心轴向孔22中，以小的干涉或没有干涉地引入弹性销70，该弹性销沿直径与活塞20的相邻的径向孔21交叉。

肘销60设置有直径方向通孔63，该直径方向通孔布置在肘销60的第二端部附近，以便在肘销60相对于活塞10的最后定位时与活塞10的偏心轴向孔12轴向对准。在这种情况中，弹性销70可以被引入到活塞20的偏心轴向孔22中并且穿过直径方向孔63，保证肘销60在活塞20中的其最后且正确的定位中的轴向和旋转保持。通常，弹性销70具有纵向开槽的管状形状，以便当穿过肘销60的直径方向孔36通过插入被安装时允许其弹性径向变形。

优选地没有机械干涉地通过活塞20的偏心轴向孔22引入弹性销70，通过穿过肘销60的直径方向孔63有干涉地引入弹性销而保证弹性销70的轴向保持。因此，获得弹性销70到肘销60的可靠轴向保持，而不在活塞20的裙部区域中施加任何相关变形力。弹性销70仅仅通过施加抽出力到其上而从其最终安装位置轴向位移。

应当理解，弹性销70也可以以一定程度的干涉被引过活塞20的偏心轴向孔12，该干涉不足以引起活塞20的裙部区域的有害变形，但足以进一步增加活塞-肘销组件中的弹性销70的轴向保持的程度。

如前面提及的，为了安装弹性销70，有必要通过适当的工具F施加插入轴向力，该插入轴向力应当大于弹性销70的外径和肘销60的直径方向孔63的内径之间的干涉引起的反作用轴向力。

根据本发明，连接杆10设置有定位止动件80，该定位止动件被构造用来允许工具F被安置和保持在其上，如图1中示意性地示出的。

在示出的实施例中，定位止动件80设置为一对突起81的形式，该一对突起被包括在连接杆10的杆13的相对的横向侧中并且每一个突起限定轴向安置表面81a，该轴向安置表面布置在相对于连接杆10的较小孔眼12的轴线X2的预定距离E处。应当理解，该对突起81可以由单个突起取代，该单个突起沿横向于杆13的纵向轴线的方向从杆13突出，适合于工具F的可靠的且精确定位的轴向安置。

定位止动件80可以呈现不同的形式并且被包括在连接杆10中的不同位置中，只要它限定插入弹性销70的工具F的轴向安置表面81a，允许所述工具F相对于连接杆10的孔眼11、12以轴向形式起作用，支撑弹性销70的插入力，而不损坏压缩机的驱动机构的部件。

定位止动件80的轴向安置表面81a的形状应当与工具F的面对部分的形状相容，使得在压缩机的装配线中插入弹性销70的自动操作期间工具F可以容易地且可靠地安置在轴向安置表面81a上。

在定位止动件80设置为在上方被包括到连接杆10的杆13的突起（未示出）的形式的情况中，所述上突起（未示出）的轴向安置表面和连接杆10的较小孔眼12的轴线X2之间的距离E应当优选地大于弹性销70的长度B和直径方向孔63的区域中的肘销60的直径的一半之间的差，使得在弹性销的插入过程期间工具F的结构的一个部分没有大的构造或操作复杂性地安置在上突起的轴向安置表面上，并且另一部分轴向作用在弹性销70的面对的端部上。

然而，在两个突起81横向并入到连接杆10的杆13的示出的构造中，不需要考虑上述尺寸关系。

根据本发明，用来插入弹性销70的工具F将总是被安置在连接杆10的轴向安置表面81a上，提供相对于较小孔眼12的轴线X2的恒定距离E，与连接杆10的两个孔眼11、12之间的距离A、曲轴30的偏心部分31的偏心率、活塞20的顶部和其径向孔21的轴线之间的距离C无关，并且允许使用弹性销70，该弹性销的长度不需要为每一个压缩机型号特别设计，即，相同长度的弹性销70可以用于宽范围的压缩机型号。

通过本发明提出的构造方案，涉及的机械部件的制造过程的公差容许的尺寸变化将仅仅取决于两个尺寸，即：定位止动件80和较小孔眼12的轴线X2之间的距离E；和弹性销70的长度B。由于这些尺寸提供优秀的尺寸稳定性，因此，提出的方案允许在装配线中以相对小的公差范围控制定位止动件80和弹性销70的面对的端部之间的距离D。

因此，每当小的尺寸变化（该小的尺寸变化可能影响插入工具F的轴向安置表面81a和连接杆10的较小孔眼12的轴线X2之间的距离）出现在压缩机的部件中时，装配线不需要进行长的调节操作。

由本构造方案引起的另一优点是允许在弹性销70和肘销60之间的相同相对位置中控制弹性销70的插入力，滤除弹性销70的外径或肘销60的直径方向孔63的直径的最终制造误差，用较小的公差范围接收所述插入力的最小极限和最大极限。通过在用来插入弹性销70的工具F中的已知布置中使用传感器，可以实现插入力的这种控制。

虽然这里已经示出定位止动件80的仅仅一个可能实施例，但应当理解，可以使用所述定位止动件的不同构造形式，而不偏离本公开的权利要求限定的发明构思。

Claims (4)

1.一种用于制冷压缩机的连接杆，所述制冷压缩机包括：承载有气缸（41）的曲轴箱（40）；活塞（20），所述活塞在所述气缸（41）的内部中往复运动并且设置有两个直径相对的径向孔（21）和一个偏心轴向孔（22）；单件式的连接杆（10），所述连接杆具有较小孔眼（12），所述较小孔眼安装在所述活塞（20）的内部中并且通过杆（13）连接到较大孔眼（11）；肘销（60），所述肘销布置成穿过所述连接杆（10）的较小孔眼（12）并且穿过所述活塞（20）的相对的径向孔（21），所述肘销（60）设置有直径方向孔（63），所述直径方向孔与所述活塞（20）的偏心轴向孔（22）轴向对准；和弹性销（70），所述弹性销将被插在所述活塞（20）的偏心轴向孔（22）中并且被插在所述肘销（60）的直径方向孔（63）中，所述连接杆的特征在于，所述连接杆包括定位止动件（80），所述定位止动件为工具（F）提供轴向安置表面（81a），所述工具用来将所述弹性销（70）插在所述肘销（60）的直径方向孔（63）的内部中，所述轴向安置表面（81a）布置在距离所述连接杆（10）的较小孔眼（12）的轴线（X2）预定距离（E）处。

2.根据权利要求1所述的连接杆，其特征在于，所述定位止动件（80）被并入到所述连接杆（10）的杆（13）。

3.根据权利要求2所述的连接杆，其特征在于，所述定位止动件（80）由至少一个突起（81）限定，所述至少一个突起从所述杆（13）沿横向于所述杆的纵向轴线的方向突出。

4.根据权利要求3所述的连接杆，其特征在于，所述定位止动件（80）呈一对突起（81）的形式，所述一对突起被并入到所述连接杆（10）的杆（13）的相对侧并且每一个突起限定轴向安置表面（81a），所述轴向安置表面布置在相对于所述连接杆（10）的较小孔眼（12）的轴线（X2）的所述预定距离（E）处。

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