CN105464982A - 一种压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压缩机，包括壳体；电机和气缸，容置于所述壳体内；曲轴，具有长轴部、偏心部和短轴部，所述曲轴将电机的旋转力传递给所述气缸，以压缩制冷剂；第一轴承组件和第二轴承组件，与所述气缸共同限定压缩空间并支撑所述曲轴；其中，所述第一轴承组件包括：主轴承，位于所述电机和所述气缸之间，所述主轴承具有通孔；以及衬套，配合于所述主轴承的所述通孔中，所述衬套具有支撑所述曲轴的内孔，以套设于所述曲轴的长轴部上。本发明的压缩机既能够满足主轴承与曲轴构成摩擦副的磨耗要求，又能够满足轴承与上下壳盖的焊接要求，同时降低现有轴承的加工难度。

Description

一种压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机，特别涉及一种全封闭滚动转子式压缩机。

背景技术

通常而言，封闭式压缩机包括用于在密封外壳的内部空间产生驱动力的电机，以及联接到所述电机用于压缩制冷剂的压缩部件。封闭式压缩机可以根据制冷剂压缩机构的不同而分类为往复式压缩机、涡旋式压缩机、滚动转子式压缩机。往复式压缩机、涡旋式压缩机以及滚动转子式压缩机都是利用电机的旋转力。

现有的利用旋转力的封闭式压缩机的电机具有一根曲轴，通过曲轴将电机的旋转力传递到压缩部件。图1所示为现有技术的滚动转子式压缩机的结构示意图。如图所示，现有技术的滚动转子式压缩机的主要结构如下：

密封外壳2′的上、下两端分别焊接上盖1′和下盖7′。电机3′置于密封外壳2′内，电机3′包括套设于曲轴31′上的内转子32′和外定子33′。外定子33′与密封外壳2′固定。内转子32′插置于外定子33′中，在该内转子32′与外定子33′之间具有预定间隙，进而通过与外定子33′的相互作用而旋转该内转子32′。曲轴31′联接到所述内转子32′以将内转子32′的旋转力传递到压缩部件5′。曲轴31′的下部依靠轴承(上轴承4′和下轴承6′)定位于密封外壳2′的中轴线。上轴承4′通过内部凸台结构(图1中的内圆柱结构)与曲轴31′构成摩擦副。

压缩部件5′可以包括：气缸，转动活塞和用于在气缸中隔绝高低压腔的叶片，以及多个用于与所述气缸共同限定压缩空间并支撑曲轴31′的轴承。轴承通常位于电机3′的一侧以支撑曲轴31′。

如图1所示，在现有技术的滚动转子式压缩机中，采用轴承(上轴承4′和下轴承6′)和曲轴31′直接接触配合的方式，并且上轴承4′与密封外壳2′焊接。经发明人研究发现，现有技术的这种结构的轴承难以同时满足两方面的要求：一方面，由于轴承与曲轴构成摩擦副，因此要求两者咬合特性好，磨耗要满足相关标准；另一方面，轴承又要满足与壳体的焊缝工艺要求。

此外，发明人还发现现有技术的这种结构具有如下弊端：

(1)上轴承4′与曲轴31′的磨耗严重。具体而言，微型压缩机由于受尺寸所限，上轴承4′的高度要小于普通旋转式压缩机。曲轴31′又比较细，导致上轴承4′面压增大，局部工况较为恶劣，磨耗严重。此外，在上轴承4′与密封外壳2′焊接不当的情况下，曲轴31′的轴线可能倾斜，即便是很小的倾斜角度也可能致使磨耗集中在上轴承4′与曲轴31′之间。

(2)密封外壳2′与上盖1′、下盖7′的焊接容易造成密封外壳2′变形。具体而言，由于密封外壳2′一般是圆筒状结构，所以在与上盖1′、下盖7′的焊接时，受热容易发生形变，由此，不仅影响压缩机的整体气密性，而且致使电机的转子与定子间隙不均匀，进而影响电机与曲轴、轴承、气缸等的整体同轴度，降低压缩机工作效率和性能。

(3)内转子32′与外定子33′之间的间隙不良。具体而言，现有技术的滚动转子式压缩机，受部品加工精度和定转子定位基准的影响，一直无法从根源上消除定转子间隙不良问题。由于上轴承4′是安装在密封外壳2′内的，上轴承4′本身的轴承面与密封外壳2′的内壁之间的同轴度难以保证，上轴承4′的加工难度极高。外定子33′是基于密封外壳2′定位的；内转子32′是基于曲轴31′定位，曲轴31′又基于上轴承4′定位，所以当上轴承4′与密封外壳2′之间的同轴度不达标的时候，内转子32′与外定子33′之间的间隙就会变得很差，甚至造成内转子32′与外定子33′之间的磨损，缩短电机使用寿命，并且会产生大量噪音。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压缩机，既能够满足主轴承与曲轴构成摩擦副的磨耗要求，又能够满足轴承与壳盖的焊接要求，同时降低加工难度。

根据本发明的一个方面，提供一种压缩机，包括：

壳体；

电机和气缸，容置于所述壳体内；

曲轴，具有长轴部、偏心部和短轴部，所述曲轴将电机的旋转力传递给所述气缸，以压缩制冷剂；

第一轴承组件和第二轴承组件，与所述气缸共同限定压缩空间并支撑所述曲轴；

其中，所述第一轴承组件包括：

主轴承，位于所述电机和所述气缸之间，所述主轴承具有通孔；以及

衬套，配合于所述主轴承的所述通孔中，所述衬套具有支撑所述曲轴的内孔，以套设于所述曲轴的长轴部上。

优选地，所述主轴承具有带所述通孔的圆盘部和自所述圆盘部外缘分别上下延伸的外缘部，所述主轴承的中横截面整体呈H形，所述衬套的高度大于或等于所述圆盘部的厚度。

优选地，所述主轴承具有带通孔的圆盘部、自所述圆盘部的内周向上凸起的内缘部和自所述圆盘部外缘分别上下延伸的外缘部，所述主轴承的中横截面整体呈H形，所述衬套的高度大于或等于所述圆盘部与内缘部的厚度之和。

优选地，所述衬套的底端与所述主轴承的圆盘部的底面平齐。

优选地，所述衬套的顶端低于所述主轴承的外缘部上段的顶端。

优选地，所述主轴承的外缘部上段的内周圆与所述衬套的内孔同轴，并且所述主轴承的外缘部的外周面作为所述壳体的一部分，并与壳体的其余部分焊接为一体。

优选地，所述电机的外定子固定装设于所述主轴承的外缘部上段的内周圆，所述主轴承的外缘部上段的内周圆与所述衬套的内孔同轴。

优选地，所述衬套的材质比所述主轴承的材质的摩擦系数更低。

优选地，所述衬套的材质比所述主轴承的材质的更耐磨。

优选地，所述第二轴承组件进一步包括：

副轴承，支撑所述气缸，所述副轴承具有通孔；以及

衬套，配合于所述副轴承的通孔中，并具有支撑曲轴的内孔，以套设于曲轴短轴部上，其中，所述衬套的材质比所述副轴承的材质的摩擦系数更低，或所述衬套的材质比所述副轴承的材质的更耐磨。

优选地，所述壳体至少包括，上盖和下盖，所述主轴承的外缘部上段设有第一肩台，所述主轴承的外缘部下段设有第二肩台，所述上盖激光焊接于所述第一肩台，所述下盖激光焊接于所述第二肩台。

由于使用了以上技术，本发明的压缩机既能够满足主轴承与曲轴构成摩擦副的磨耗要求，又能够满足轴承与壳盖的焊接要求，同时降低现有轴承的加工难度。此外，带有外缘部的主轴承作为一体化机架取代了壳体、上轴承等部品，结构得到简化，装配精度得以提高，从根本上解决了困扰业界多年的定转子间隙问题。

附图说明

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。

图1为现有技术的压缩机的剖视图；

图2为本发明第一实施例的微型压缩机的剖视图；

图3为本发明中曲轴的结构示意图；

图4为本发明第一实施例中上轴承的剖视图；

图5为本发明第一实施例中上轴承与衬套配合的剖视图；

图6为本发明第一实施例中上轴承、下轴承、衬套、气缸以及曲轴配合的剖视图；

图7为本发明第二实施例中上轴承与衬套配合的剖视图；以及

图8为本发明第三实施例中上轴承与衬套配合的剖视图。

附图标记

1′上盖

2′密封外壳

3′电机

31′曲轴

32′内转子

33′外定子

4′上轴承

5′压缩部件

6′下轴承

7′下盖

8′储液器

1上盖

2、2a、2b上轴承

21、21a、21b圆盘部

22外缘部上段

221第一肩台

23外缘部下段

231第二肩台

24、24a、24b通孔

25、25b内缘部

26通道

3电机

31曲轴

311长轴部

312偏心部

313短轴部

32内转子

33外定子

5气缸

6下轴承

7下盖

8储液器

9、9a、9b衬套

91内孔

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的结构和部件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

第一实施例

如图2和图3所示，本发明的微型压缩机包括：壳体；电机3，容置于壳体内的上部空间；气缸5，容置于壳体内的下部空间；曲轴31，具有长轴部311、偏心部312和短轴部313(如图3所示)，将电机3的旋转力传递给气缸5，以压缩制冷剂；第一轴承组件和第二轴承组件，与气缸5共同限定压缩空间并支撑曲轴31，其中，第一轴承组件至少包括上轴承(即主轴承)2和衬套9，上轴承2位于电机3和气缸5之间。第二轴承组件至少包括下轴承(即副轴承)6。

如图4所示，上轴承2具有带通孔24的圆盘部21、自圆盘部21的内周向上凸起的内缘部25和自圆盘部21外缘分别上下延伸的外缘部，外缘部包括外缘部上段22和外缘部下段23，上轴承2的中横截面整体呈H形，上轴承2的外缘部的外周面作为壳体的一部分，并且与壳体的其余部分焊接为一体。也即，在本实施例中，壳体主要由上轴承2的外缘部、分别连接上轴承2的外缘部上段22和外缘部下段23的上盖1和下盖7组成。

可见，本实施例中带有外缘部的上轴承2作为一体化机架取代了现有技术的中部壳体、上轴承等多个部品，不仅结构得到简化，而且有利于提高压缩机整体装配精度，从根本上解决困扰业界多年的定转子间隙问题。

具体来说，上轴承2的外缘部上段22设有第一肩台221，上轴承2的外缘部下段23设有第二肩台231，可以将上盖1激光焊接于第一肩台221，下盖7激光焊接于第二肩台231，从而形成密闭外壳。

本发明实施例中使用的激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。使用激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，对激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数进行调整，使工件熔化，形成特定的熔池。最重要的是可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低。

由此可见，由于本发明的上轴承与壳体通过激光焊接，这样使得电机安装位置更加灵活(在下文中描述)，不仅不会导致电机发热严重影响性能，而且使得部品间距小，压缩机结构更加紧凑。

关于电机的固定方式，请结合图2至图4所示，电机3的外定子33固定于上轴承2的外缘部上段22的内壁。电机3的内转子32套设在曲轴31的长轴部311上，内转子32通过冷压抱紧并带动曲轴31，但不以此为限，内转子32也可以通过热套、粘结与曲轴31固定。内转子32相对于外定子33转动，以便将电机3的旋转力传递给气缸5，以压缩制冷剂。这样，就不需要对将上轴承2的外缘部上段22的内周圆进一步加工成与衬套9的内孔91同轴，也可以保证内转子32与外定子33同轴和良好间隙。除上述固定方式以外，电机3的外定子33也可以直接固定装设于上轴承2的外缘部上段22的内周圆上(例如，在内周设置第三台肩，未图示)。这样，由于外缘部上段22的内周圆作为外定子33的定位基准，衬套9的内孔91作为内转子32的定位基准，需要通过对轴承的外缘部进一步加工，使得上轴承2的外缘部上段22的内周圆与衬套9的内孔91同轴，从而可以保证内转子32与外定子33同轴，两者之间达到极佳的间隙配合效果，减小磨耗和噪音。

上轴承2中还设有通道26，通道26的一端联通储液器，另一端联通所述气缸5，供制冷液从储液器8中流入气缸5中，这种结构不会产生吸气内泄漏，能提高压缩机性能。

结合图5和图6所示，衬套9配合于上轴承2的通孔24中，衬套9具有支撑曲轴31的内孔91，以套设于曲轴31的长轴部311上，在一个较佳实施例中，衬套9的材质比上轴承2的材质的摩擦系数更低或者更耐磨，例如，衬套9的材质包括但不限于粉末冶金、高分子材料。这样，由衬套9的内孔91与曲轴31构成摩擦副，因此，为确保磨耗符合要求，只要选择合适加工精度的衬套9即可。同时，由于轴承2的通孔24不再用于与曲轴31配合，从而轴承的加工精度可以大幅降低，降低了加工难度。由于具体的材质、磨耗、加工精度/表面粗糙度等本身不是本发明的重点，本领域技术人员根据工况需求选择，这里不再详细例举说明。

此外，衬套9的高度大于圆盘部21与内缘部25的厚度之和，以此增加摩擦副，减小衬套9的面压。衬套9的顶端低于上轴承2的外缘部上段22的顶端，以提供充足空间安装电机3，降低压缩机的整体高度。衬套9的底端与上轴承2的圆盘部21的底面平齐，便于气缸5保持气密。

上轴承2和下轴承6作为气缸5的上下盖。下轴承6位于曲轴31的偏心部312下方，支撑曲轴31的短轴部313，从而止推曲轴31。

本发明基于研究发现上轴承磨耗严重，通过改变上轴承结构，且在上轴承2和曲轴31之间嵌入衬套9，通过此衬套9和曲轴31构成的摩擦副，咬合特性很好，磨耗很小，能满足相关标准。同时，由于上轴承2不再作为摩擦副，从而可以灵活选择易于和上盖1、下盖7焊接的材料，使焊接后的焊缝满足工艺要求。

第二实施例

如图7所示，在一个变化例中，上轴承2a也可以是具有带通孔24a的圆盘部21a和自圆盘部21a外缘分别上下延伸的外缘部，上轴承2a的中横截面整体呈H形。与该上轴承2a配合的衬套9a的高度大于或等于圆盘部21a的厚度。与图4和图5所示第一实施例不同的是，如图7中的上轴承2a取消了上轴承2的内缘部25(见图5)。取消了内缘部25后，上轴承2a的主体部分变成了简单平面结构(圆盘部21a)，加工变得更容易，且上轴承2a的通孔24a的内圆表面不再用于配合，其加工精度也降低，因此，上轴承2a的整体加工难度大幅度降低。

第三实施例

如图8所示，在一个变化例中，与图4和图5所示第一实施例不同，图8所示上轴承2b的内缘部25b是凸出于圆盘部21b的内圆柱状。通孔24b的内圆表面是由圆盘部21b的内周面和内缘部25b的内周面共同构成。而且，衬套9b的高度等于圆盘部21b与内缘部25b的厚度之和，使得通孔24b的内圆表面(圆盘部21b的内周面和内缘部25b的内周面)更好地支撑衬套9b。同样，上轴承2b的通孔24b的内圆表面也不再用于配合，因此，上轴承2b的整体加工难度也大幅度降低。

其他实施例

在另一个变化例中，第二轴承组件也可以包括：下轴承6和衬套(图中未示出)。下轴承6支撑气缸5，下轴承6具有通孔，衬套配合于下轴承6的通孔中，并具有支撑曲轴31的内孔，以套设于曲轴31的短轴部313上。在一个较佳的实施例中，衬套的材质比下轴承6的材质的摩擦系数更低或者更耐磨，例如，衬套9的材质包括但不限于粉末冶金、高分子材料。可见，本发明第一、第二以及第三实施例中的与上轴承配合的衬套结构同样可以应用于与下轴承配合的衬套上。

本发明上述实施例虽以立式微型压缩机为例，但不限于此，并且也可以是其他布设的压缩机，例如卧式压缩机等。

综上可知，本发明的压缩机既能够满足主轴承与曲轴构成摩擦副的磨耗要求，又能够满足轴承与壳盖的焊接要求，同时降低轴承的加工难度，而且一体化机架取代了壳体、上轴承等部品，结构得到简化，装配精度得以提高，从根本上解决了困扰业界多年的定转子间隙问题；同时，吸气无内泄漏隐患，定子散热效果好，压缩机性能更高。

Claims (11)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

电机和气缸，容置于所述壳体内；

曲轴，具有长轴部、偏心部和短轴部，所述曲轴将电机的旋转力传递给所述气缸，以压缩制冷剂；

第一轴承组件和第二轴承组件，与所述气缸共同限定压缩空间并支撑所述曲轴；

其中，所述第一轴承组件包括：

主轴承，位于所述电机和所述气缸之间，所述主轴承具有通孔；以及

衬套，配合于所述主轴承的所述通孔中，所述衬套具有支撑所述曲轴的内孔，以套设于所述曲轴的长轴部上。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述主轴承具有带所述通孔的圆盘部和自所述圆盘部外缘分别上下延伸的外缘部，所述主轴承的中横截面整体呈H形，所述衬套的高度大于或等于所述圆盘部的厚度。

3.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述主轴承具有带通孔的圆盘部、自所述圆盘部的内周向上凸起的内缘部和自所述圆盘部外缘分别上下延伸的外缘部，所述主轴承的中横截面整体呈H形，所述衬套的高度大于或等于所述圆盘部与内缘部的厚度之和。

4.如权利要求2或3所述的压缩机，其特征在于，所述衬套的底端与所述主轴承的圆盘部的底面平齐。

5.如权利要求2或3所述的压缩机，其特征在于，所述衬套的顶端低于所述主轴承的外缘部上段的顶端。

6.如权利要求2或3所述的压缩机，其特征在于，所述主轴承的外缘部上段的内周圆与所述衬套的内孔同轴，并且所述主轴承的外缘部的外周面作为所述壳体的一部分，并与壳体的其余部分焊接为一体。

7.如权利要求2或3所述的压缩机，其特征在于，所述电机的外定子固定装设于所述主轴承的外缘部上段的内周圆，所述主轴承的外缘部上段的内周圆与所述衬套的内孔同轴。

8.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述衬套的材质比所述主轴承的材质的摩擦系数更低。

9.如权利要求1或8所述的压缩机，其特征在于，所述衬套的材质比所述主轴承的材质的更耐磨。

10.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述第二轴承组件进一步包括：

副轴承，支撑所述气缸，所述副轴承具有通孔；以及

衬套，配合于所述副轴承的通孔中，并具有支撑所述曲轴的内孔，以套设于所述曲轴的短轴部上，

其中，所述衬套的材质比所述副轴承的材质的摩擦系数更低；或，所述衬套的材质比副轴承的材质的更耐磨。

11.如权利要求2或3所述的压缩机，其特征在于，所述壳体至少包括，上盖和下盖，所述主轴承的外缘部上段设有第一肩台，所述主轴承的外缘部下段设有第二肩台，所述上盖激光焊接于所述第一肩台，所述下盖激光焊接于所述第二肩台。