CN105570278B - 连杆及往复式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连杆及往复式压缩机，其中连杆包括第一头部，所述第一头部设有用于穿设曲轴的轴孔，所述第一头部的至少一个端面上设有凹槽，在所述曲轴运动过程中，所述凹槽与所述轴孔之间的部分能够在所述曲轴的径向偏压作用下产生形变，以增大所述连杆的承压面积。本发明在连杆的第一头部上设有用于穿设曲轴的轴孔，第一头部的至少一个端面上设有凹槽，使得当曲轴由于变形或其他原因向与之接触的轴孔施加径向偏压时，可通过凹槽与轴孔之间的部分的变形而增大连杆的承压面积，即增大了曲轴与轴孔之间的接触面积，可避免局部接触，降低接触压强，改善曲轴与连杆的磨损情况，提高压缩机可靠性。

Description

连杆及往复式压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种连杆及往复式压缩机。
背景技术
往复式压缩机主要由压缩腔和曲轴组成，压缩腔内装有活塞，曲轴通过连杆与活塞连接起来，当电机带动曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞在压缩腔内作上、下往复运动，并在吸、排气阀的配合下，完成对制冷剂的吸入和压缩。现有的往复式压缩机的曲轴在运转时容易发生弯曲变形，变形后的曲轴，其变形部位与连杆局部接触，导致局部接触应力较大，曲轴上曲柄与连杆容易发生异常磨损，严重时导致曲轴或连杆断裂，影响压缩机的运行。
发明内容
本发明的目的是提出一种连杆及往复式压缩机，尽可能地改善曲轴与连杆之间的磨损。
为实现上述目的，本发明提供了一种连杆，包括第一头部，所述第一头部设有用于穿设曲轴的轴孔，所述第一头部的至少一个端面上设有凹槽，在所述曲轴运动过程中，所述凹槽与所述轴孔之间的部分能够在所述曲轴的径向偏压作用下产生形变，以增大所述连杆的承压面积。
进一步地，所述凹槽自所述第一头部的端面沿所述轴孔的轴线方向凹入。
进一步地，所述凹槽为与所述轴孔共轴的环形凹槽。
进一步地，所述凹槽内设有弹性层。
进一步地，所述凹槽沿所述轴孔轴线方向的深度h与所述轴孔的直径D之间的关系为0.3*D≤h≤0.6*D。
进一步地，所述凹槽与所述轴孔之间的部分沿与所述轴孔轴线垂直的方向的最小厚度d与所述轴孔的直径D之间的关系为0.05*D≤d≤0.1*D。
进一步地，所述凹槽沿所述轴孔的轴线方向的截面呈矩形、三角形或梯形。
进一步地，所述梯形较长的底边位于所述第一头部的端面所在的平面内。
进一步地，所述凹槽与所述轴孔之间的部分的厚度d自所述第一头部的端面沿所述轴孔的轴线方向逐渐增大。
为实现上述目的，本发明还提供了一种往复式压缩机，包括曲轴、活塞和上述的连杆，所述连杆还包括第二头部，所述曲轴的一端套设在所述连杆的第一头部的轴孔中，所述活塞通过销钉与所述第二头部连接。
进一步地，所述凹槽为与所述轴孔共轴的环形凹槽，所述凹槽的外径G、所述曲轴的曲柄半径R、所述曲轴的长轴与短轴的偏心距B之间的关系为G﹤2*(R-B)。
基于上述技术方案，本发明在连杆的第一头部上设有用于穿设曲轴的轴孔，第一头部的至少一个端面上设有凹槽，使得当曲轴由于变形或其他原因向与之接触的轴孔施加径向偏压时，可通过凹槽与轴孔之间的部分的变形而增大连杆的承压面积，即增大了曲轴与轴孔之间的接触面积，可避免局部接触，降低接触压强，改善曲轴与连杆的磨损情况，提高压缩机可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明往复式压缩机一个实施例的结构示意图。
图2为本发明连杆一个实施例的结构示意图。
图3为本发明连杆一个实施例的俯视图。
图4为本发明连杆一个实施例沿中轴线的剖视图。
图5为本发明往复式压缩机一个实施例中曲轴上曲柄的结构示意图。
图6为本发明往复式压缩机一个实施例中曲轴的结构示意图。
图7为本发明连杆另一个实施例沿中轴线的剖视图。
图8为本发明连杆再一个实施例沿中轴线的剖视图。
图中：1-定子，2-转子，3-曲轴，4-机架，5-连杆，6-活塞，51-第二头部，52-第一头部，53-凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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保护范围的限制。
如图1和图2所示，分别为本发明往复式压缩机和连杆实施例的结构示意图。其中，连杆5包括第一头部52，所述第一头部52设有用于穿设曲轴3的轴孔，所述第一头部52的至少一个端面上设有凹槽53，在所述曲轴3运动过程中，所述凹槽53与所述轴孔之间的部分能够在所述曲轴3的径向偏压作用下产生形变，以增大所述连杆5的承压面积。
上述实施例在连杆的第一头部上设有用于穿设曲轴的轴孔，第一头部的至少一个端面上设有凹槽，使得当曲轴由于变形或其他原因向与之接触的轴孔施加径向偏压时，可通过凹槽与轴孔之间的部分的变形而增大连杆的承压面积，即增大了曲轴与轴孔之间的接触面积，可避免局部接触，降低接触压强，改善曲轴与连杆的磨损情况，提高压缩机可靠性。
如图2和图3所示的实施例中，连杆5具有上、下两个端面，凹槽53可以设置在上端面，也可以设置在下端面，还可以在上端面和下端面均设置，具体可根据曲轴3与连杆5之间的受力情况进行选择布置。如图2所示，凹槽53设置在上端面；如图3所示，凹槽53设置在下端面，因此其俯视图中看不到凹槽53。
凹槽53的具体结构形式较为多样，可以根据实际需要进行选择。
凹槽53可以沿与轴孔轴线平行的方向凹入，也可以斜着凹入，只要能够为凹槽53与轴孔之间的部分产生形变提供空间即可。在一个实施例中，所述凹槽53自所述第一头部52的端面沿所述轴孔的轴线方向凹入。
优选地，所述凹槽53为与所述轴孔共轴的环形凹槽。在另一个实施例中，凹槽53也可以为两个半圆的形状、多个间断的圆弧形状或其他形状。
凹槽53内可设有弹性层，在轴孔受到径向偏压时，该弹性层可发生形变，缓冲磨损。
凹槽53的尺寸要求可以设置为：所述凹槽53沿所述轴孔轴线方向的深度h与所述轴孔的直径D之间的关系为0.3*D≤h≤0.6*D；所述凹槽53与所述轴孔之间的部分沿与所述轴孔轴线垂直的方向的最小厚度d与所述轴孔的直径D之间的关系为0.05*D≤d≤0.1*D。
对凹槽53沿轴孔轴线方向的深度h和沿轴孔轴线的垂直方向的厚度d的限定是为了使压缩机在运转时，当曲轴和连杆接触局部应力过大时，连杆产生可以产生形变，增加曲轴和连杆的接触面，降低接触压强。h和d不在该范围内时，一是接触应力过大时，凹槽53与轴孔之间的部分变形过大，可能会使凹槽53与轴孔之间的部分断裂或永久失效，二是连杆变形量过小，甚至不发生形变，不能起到降低局部接触压强的目的。
如图4所示，所述凹槽53沿所述轴孔的轴线方向的截面呈矩形；如图7所示，所述凹槽53沿所述轴孔的轴线方向的截面呈等腰梯形；如图8所示，所述凹槽53沿所述轴孔的轴线方向的截面呈直角梯形，其中直角梯形的斜边靠近轴孔，垂直边远离轴孔，这样设置可保证足够的变形量，矩形和直角梯形更容易加工。当然，除了上述形状外，凹槽53沿所述轴孔的轴线方向的截面还可以为三角形或其他形状。
当凹槽53沿轴孔的轴线方向的截面呈梯形时，梯形较长的底边位于第一头部52的端面所在的平面内，梯形较短的底边延伸至第一头部52的内部。这样可使得凹槽53的开口自端面向内逐渐减小，使凹槽53在靠近端面的位置开口最大，以保证足够的变形空间，满足连杆在端面处受力较大的需求。
当凹槽53沿轴孔的轴线方向的截面具有斜边时，所述凹槽53与所述轴孔之间的部分沿与所述轴孔轴线垂直的方向的厚度d自所述第一头部52的端面沿所述轴孔的轴线方向逐渐增大。这样在便于加工的同时，还可以使得凹槽53与轴孔之间的部分在靠近端面的位置厚度更小，更容易产生变形。
基于上述连杆，本发明还提出一种往复式压缩机，如图1所示，该往复式压缩机包括曲轴3、活塞6和上述的连杆5，其中所述连杆5还包括第二头部51，所述曲轴3穿设在所述连杆5的第一头部52的轴孔中，所述第二头部51与所述活塞6连接，转动的所述曲轴3带动所述连杆5运动，进而带动所述活塞6往复运动。
如图5和图6所示，所述凹槽53为与所述轴孔共轴的环形凹槽，所述凹槽53的外径G、所述曲轴3上曲柄的半径R、所述曲轴3的长轴与短轴的偏心距B之间的关系为G﹤2*(R-B)。
在另一个实施例中，往复式压缩机由电机和泵体两部分构成，电机主要由定子1和转子2构成，转子2与曲轴3过盈配合或通过其他方式固定，泵体主要由压缩腔和曲轴3组成，压缩腔是在机架4内装有活塞6构成，曲轴3通过连杆5与活塞6连接起来，当电机转子2带动曲轴3旋转时，通过连杆5的传动，活塞6在压缩腔内作上、下往复运动，并在吸、排气阀的配合下，完成对制冷剂的吸入和压缩。
通过对本发明连杆及往复式压缩机的多个实施例的说明，可以看到本发明连杆及往复式压缩机实施例解决了现有压缩机曲轴运转过程中发生弯曲变形时，连杆与曲轴形成局部接触，造成零部件局部异常磨损的问题，通过设置凹槽，使连杆具有一定的弹性，在较大负载下产生形变，增大承压面，改善曲轴和连杆的受力情况，提高压缩机可靠性，延长压缩机使用寿命。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种往复式压缩机，其特征在于，包括曲轴(3)、活塞(6)和连杆(5)，所述连杆(5)包括第一头部(52)和第二头部(51)，所述第一头部(52)设有用于穿设曲轴(3)的轴孔，所述第一头部(52)的至少一个端面上设有凹槽(53)，在所述曲轴(3)运动过程中，所述凹槽(53)与所述轴孔之间的部分能够在所述曲轴(3)的径向偏压作用下产生形变，以增大所述连杆(5)的承压面积，所述凹槽(53)内设有弹性层；
所述凹槽(53)沿所述轴孔轴线方向的深度h与所述轴孔的直径D之间的关系为0.3*D≤h≤0.6*D；和/或，所述凹槽(53)与所述轴孔之间的部分沿与所述轴孔轴线垂直的方向的最小厚度d与所述轴孔的直径D之间的关系为0.05*D≤d≤0.1*D；
所述曲轴(3)的一端套设在所述连杆(5)的第一头部(52)的轴孔中，所述活塞(6)通过销钉与所述第二头部(51)连接；
所述凹槽(53)为与所述轴孔共轴的环形凹槽，所述凹槽(53)的外径G、所述曲轴(3)的曲柄半径R、所述曲轴(3)的长轴与短轴的偏心距B之间的关系为G﹤2*(R-B)。
2.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述凹槽(53)自所述第一头部(52)的端面沿所述轴孔的轴线方向凹入。
3.根据权利要求2所述的往复式压缩机，其特征在于，所述凹槽(53)为与所述轴孔共轴的环形凹槽。
4.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述凹槽(53)沿所述轴孔的轴线方向的截面呈矩形、三角形或梯形。
5.根据权利要求4所述的往复式压缩机，其特征在于，所述梯形较长的底边位于所述第一头部(52)的端面所在的平面内。
6.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述凹槽(53)与所述轴孔之间的部分的厚度d自所述第一头部(52)的端面沿所述轴孔的轴线方向逐渐增大。
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