CN104612974B - 旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式压缩机。旋转式压缩机包括：壳体，壳体内具有油池；和压缩机构，压缩机构设在壳体内，压缩机构包括主轴承和曲轴，曲轴贯穿主轴承，曲轴上形成有中心油孔，其中主轴承的与曲轴配合的内壁上形成有朝向远离主轴承的中心方向凹入的至少一个凹槽。根据本发明的旋转式压缩机，通过在主轴承的与曲轴配合的内壁上设置至少一个凹槽，可在不改变曲轴的刚性和挠度的条件下，减少曲轴与主轴承的接触面积，降低摩擦损失，由此提高了旋转式压缩机的工作效率。

Description

旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体而言，特别涉及一种旋转式压缩机。

背景技术

压缩机的结构主要包括压缩机构、电机、壳体、储液器四部分。其中，压缩机构主要包括气缸、副轴承、主轴承、活塞、曲轴及滑片，电机包括转子及定子。曲轴沿轴向贯穿副轴承、气缸和主轴承，曲轴包括副轴、偏心轴和主轴三段，副轴位于副轴承内，偏心轴位于气缸内，主轴位于主轴承内。转子与曲轴的主轴段相连，带动曲轴旋转，曲轴带动气缸内的活塞滚动压缩气缸内的冷媒，滑片将气缸内部空间分成高压腔和低压腔，活塞滚动过程中压缩冷媒，使高压腔内的压力升高，当压力升高至略大于压缩机构的外压力，高压气体冷媒即可通过主轴承上的排气孔或副轴承上的排气孔排出。

压缩机运行时，在气体负荷力和电磁拉力的作用下，曲轴的主轴紧紧贴合于主轴承内表面上，并在转子带动下做旋转运动，曲轴主轴外表面和主轴承内表面构成一对摩擦副。在电磁拉力作用下，曲轴会产生一定的挠度，挠度过大会导致压缩机效率降低、转子碰撞定子的间隙音等问题。加大曲轴轴径或主轴承高度可增强曲轴和主轴承的刚性，从而减小曲轴在电磁拉力作用下的挠度，但加大曲轴轴径会加大摩擦副的面积及曲轴外表面的旋转线速度，加大主轴承高度会加大摩擦副的面积，从而导致该摩擦副的摩擦损失增加。

为减小曲轴和主轴承间的摩擦损失，在曲轴主轴上与主轴承接触的部位开设凹槽，从而减小摩擦副的面积，降低摩擦损失。但是，凹槽深度过大会降低曲轴刚性，从而增大曲轴在电磁拉力作用下的挠度，如上所述，挠度过大会造成压缩机效率降低及转子碰撞定子的间隙音等问题；凹槽深度过小，会导致凹槽内积满润滑油，润滑油的剪切力τ与润滑油厚度方向的速度梯度成正比，凹槽厚度越小，润滑油速度梯度越大，润滑油剪切力越大，摩擦损失越大。则凹槽内的油膜会产生较大的剪切力，从而产生较大的摩擦损失，凹槽的效果减弱。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种旋转式压缩机，所述旋转式压缩机具有结构简单、工作效率高的优点。

根据本发明提供的一种旋转式压缩机，包括：壳体，所述壳体内具有油池；和压缩机构，所述压缩机构设在所述壳体内，所述压缩机构包括主轴承和曲轴，所述曲轴贯穿所述主轴承，所述曲轴上形成有中心油孔，其中所述主轴承的与所述曲轴配合的内壁上形成有朝向远离所述主轴承的中心方向凹入的至少一个凹槽。

根据本发明的旋转式压缩机，通过在主轴承的与曲轴配合的内壁上设置至少一个凹槽，可在不改变曲轴的刚性和挠度的条件下，减少曲轴与主轴承的接触面积，降低摩擦损失，由此提高了旋转式压缩机的工作效率。

在本发明的一个实施例中，所述压缩机构还包括连通油道，所述连通油道包括第一通孔，所述第一通孔形成在所述曲轴上，所述中心油孔和所述凹槽通过所述第一通孔连通。

进一步地，所述连通油道还包括第二通孔，所述第二通孔形成在所述主轴承上，所述第二通孔贯穿所述凹槽的内壁。

可选地，所述第一通孔位于所述凹槽的上方。

优选地，所述第一通孔和第二通孔分别沿所述曲轴和所述主轴承的径向延伸。

在本发明的一个实施例中，所述凹槽的深度为h，且所述h满足：h≥0.05mm。

根据本发明的一些实施例，旋转式压缩机进一步包括：密封件，所述密封件设在所述曲轴的上端以密封所述中心油孔的顶部。

可选地，所述密封件为橡胶塞。

可选地，所述密封件与所述曲轴为一体成型件。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的旋转式压缩机的剖视示意图；

图2是图1中的旋转式压缩机的曲轴和主轴承的剖视示意图；

图3是图2中A处的局部放大示意图；

图4是根据本发明的另一个实施例的旋转式压缩机的曲轴和主轴承的剖视示意图。

附图标记：

旋转式压缩机100，

壳体110，

主轴承121，凹槽1211，轮毂1212，

曲轴122，中心油孔1221，偏心部1222，上油叶片1223，

气缸123，副轴承124，活塞125，电机128，转子1281，定子1282，

连通油道130，第一通孔131，第二通孔132，间隙133，

密封件140。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1-图4详细描述根据本发明实施例的旋转式压缩机100。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的旋转式压缩机100，包括：壳体110和压缩机构。

具体而言，如图1所示，压缩机构设在壳体110内，压缩机构包括主轴承121、曲轴122、气缸123、副轴承124和活塞125。主轴承121设在气缸123的顶部，副轴承124设在气缸123的底部。主轴承121、副轴承124和气缸123之间限定出压缩腔，曲轴122贯穿主轴承121、气缸123和副轴承124。旋转式压缩机100的电机128设在壳体110内。例如，如图1所示，电机128的定子1282固设在壳体110内，电机128的转子1281与曲轴122相连。曲轴122具有偏心部1222，偏心部1222位于压缩腔内，活塞125套设在偏心部1222上。如图2和图4所示，壳体110内具有油池(图未示出)，曲轴122上形成有中心油孔1221，曲轴122的下端伸入到中油池内且曲轴122的中心油孔1221与油池连通，中心油孔1221内设有上油叶片1223，且上油叶片1223的至少部分浸入到油池内的润滑油中。旋转式压缩机100在工作过程中，油池内的润滑油在上油叶片1223的作用下沿着图1中箭头a所示的方向向上(如图1中所示的上方)运动。

如图2-图4所示，主轴承121的、与曲轴122配合的内周壁上形成有朝向远离主轴承121的中心方向凹入的至少一个凹槽1211。例如，如图3所示，主轴承121的内周壁上设有至少一个凹槽1211，凹槽1211的开口朝向曲轴122。具体地，如图2和图4所示，至少一个凹槽1211开设在主轴承121的轮毂1212的内周壁上。这里，对于凹槽1211的形状不做特殊限定，例如，凹槽1211可以沿曲轴122的周向方向延伸，凹槽1211可以为一个，也可以为多个，多个凹槽1211沿曲轴122的轴向方向间隔排布；再如，凹槽1211还可以沿曲轴122的轴向方向延伸，凹槽1211可以为一个，也可以为多个，多个凹槽1211沿曲轴122的周向方向排布。

需要说明的是，曲轴122包括副轴、偏心轴和主轴三段，副轴位于副轴承124内，偏心轴位于气缸123内，主轴位于主轴承121内。当旋转式压缩机100运行时，在气体负荷力和电磁拉力的作用下，曲轴122的主轴紧紧贴合于主轴承121的内周壁上，并在转子1281带动下做旋转运动，曲轴122的主轴外周壁和主轴承121的内周壁构成一对摩擦副，通过在主轴承121的内周壁上开设凹槽1211，可减小上述摩擦副的面积，从而降低曲轴122和主轴承121间的摩擦损失。为防止在主轴承121的轮毂1212的内周壁开设凹槽1211后会降低主轴承121的刚性，可以通过适当增大主轴承121的轮毂1212外径D，从而可以避免相关技术中因曲轴122的刚性减弱而导致曲轴122挠度增大的问题。

根据本发明实施例的旋转式压缩机100，通过在主轴承121的与曲轴122配合的内壁上设置至少一个凹槽1211，可在不改变曲轴122的刚性和挠度的条件下，减少曲轴122与主轴承121的接触面积，降低摩擦损失，由此提高了旋转式压缩机100的工作效率。

如图2-图4所示，根据本发明的一个实施例，压缩机构还可以包括连通油道130。其中，如图3所示，连通油道130可以包括第一通孔131和第二通孔132，第一通孔131形成在曲轴122上，中心油孔1221和凹槽1211通过第一通孔131连通。需要说明的是，曲轴122与主轴承121之间可以为间隙配合，即曲轴122与主轴承121之间存在间隙133，设在曲轴122上的第一通孔131可以使中心油孔1221与间隙133连通，而间隙133与凹槽1211连通，从而中心油孔1221可以与凹槽1211连通。

旋转式压缩机100在工作过程中，油池内的润滑油在上油叶片1223的作用下，沿着中心油孔1221向上(如图1中所示的上方)流动。当润滑油进入到连通油道130内时，如图2和图4所示，润滑油在连通油道130内将沿着图2和图4中箭头a所示的方向流动。也就是说，中心油孔1221内的润滑油可以通过第一通孔131进入到曲轴122与主轴承121之间的间隙133内，进而进入到凹槽1211内，由此可以增加曲轴122与主轴承121之间的润滑油的油量，进而降低了曲轴122与主轴承121之间的摩擦系数，从而进一步降低了曲轴122与主轴承121之间的摩擦力，降低了摩擦损失，进而提高了旋转式压缩机100的工作效率。

如图3所示，第二通孔132形成在主轴承121上，第二通孔132贯穿凹槽1211的内壁。换言之，第二通孔132设在凹槽1211内且贯穿凹槽1211的侧壁。可以理解的是，润滑油从中心油孔1221通过第一通孔131流出至凹槽1211内，润滑油流动的驱动力为中心油孔1221处和凹槽1211内的压差Δp，p1为中心油孔1221处压强，p2为凹槽1211内的压强，则Δp＝p1-p2，加大压差可使润滑油流动更顺畅。由此，在凹槽1211内开设第二通孔132，可以使凹槽1211与主轴承121外部相通，起到泄压的作用，从而使得润滑油可以更顺畅地流出。也就是说，凹槽1211内的润滑油可以由第二通孔132流出，进而使得中心油孔1221内的润滑油可以顺利地由第一通孔131流入到凹槽1211内，从而可以使润滑油在连通油道130内循环流动，由此，加强了凹槽1211附近的曲轴122外周壁和主轴承121的内周壁之间的润滑，提高了润滑油的润滑效果，降低了其的摩擦损失。

进一步地，如图3所示，第一通孔131位于凹槽1211的上方。由第一通孔131流出的润滑油在可以沿着曲轴122的外周壁向下(如图3所示的下方)流动，由此，可以加强凹槽1211附近的曲轴122外周壁和主轴承121的内周壁之间的润滑，从而使曲轴122与主轴承121配合的部位尽可能多地与润滑油接触，进而可以进一步提高润滑油润滑效果，减小曲轴122与主轴承121之间的摩擦系数。为进一步简化连通油道130的结构，减少连通油道130的加工工序，第一通孔131和第二通孔132可以分别沿曲轴122和主轴承121的径向延伸。也就是说，第一通孔131可以沿曲轴122的径向方向延伸，第二通孔132可以沿主轴承121的径向方向延伸。

需要说明的是，为加大中心油孔1221的压强p1，曲轴122的顶端可以为封闭端。在本发明的一些示例中，如图2和图4所示，旋转式压缩机100进一步包括：密封件140。密封件140可以设在曲轴122的上端以密封中心油孔1221的顶部。由此可以进一步加大中心油孔1221处和凹槽1211内的压差Δp。可选地，密封件140与曲轴122为一体成型件。由此，可以简化曲轴122的加工过程，减少压缩机构的部件个数，从而可以降低生产成本。例如，中心油孔1221可以形成为盲孔。当然，曲轴122的形状并不限于此，例如，在本发明的另一个可选的示例中，密封件140还可以为橡胶塞或弹簧等部件，由此可以方便曲轴122的清洗。

如图2所示，为充分发挥凹槽1211的效果，优选地，凹槽1211的深度为h，且h满足：h≥0.05mm。需要说明的是，当凹槽1211的深度h过小时，将会导致凹槽1211内积满润滑油，润滑油的剪切力τ与润滑油厚度方向的速度梯度成正比，凹槽1211厚度越小，润滑油速度梯度越大，润滑油剪切力越大，摩擦损失就越大。经过实验验证，当h≥0.05mm时，润滑油速度梯度较小，摩擦损失也较小。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内具有油池；和

压缩机构，所述压缩机构设在所述壳体内，所述压缩机构包括主轴承、曲轴和连通油道，所述曲轴贯穿所述主轴承，所述曲轴上形成有中心油孔，其中所述主轴承的与所述曲轴配合的内壁上形成有朝向远离所述主轴承的中心方向凹入的至少一个凹槽，所述连通油道包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔形成在所述曲轴上，所述中心油孔和所述凹槽通过所述第一通孔连通，所述第二通孔形成在所述主轴承上，所述第二通孔贯穿所述凹槽的内壁。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述第一通孔位于所述凹槽的上方。

3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述第一通孔和第二通孔分别沿所述曲轴和所述主轴承的径向延伸。

4.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述凹槽的深度为h，且所述h满足：h≥0.05mm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的旋转式压缩机，其特征在于，进一步包括：

密封件，所述密封件设在所述曲轴的上端以密封所述中心油孔的顶部。

6.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述密封件为橡胶塞。

7.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述密封件与所述曲轴为一体成型件。