CN105697378B - 一种曲轴支撑结构及旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种曲轴支撑结构及旋转式压缩机，用以解决曲轴和轴承偏心引起的轴承负载加大等问题。曲轴支撑结构，包括轴承和曲轴，所述曲轴的转轴可转动设置在所述轴承内，其特征在于：还包括在所述轴承和转轴之间设置的间隙调节机构，所述间隙调节机构用以调节所述轴承的内周壁和所述转轴的外周壁之间的间隙。旋转式压缩机包括上述曲轴支撑结构。通过设置间隙调节机构，可对曲轴和轴承之间的间隙进行检测和调节，减小偏心的现象。

Description

一种曲轴支撑结构及旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，具体涉及一种曲轴支撑结构和旋转式压缩机。

背景技术

现有旋转式压缩机有上轴承和下轴承组成的轴承系统，其装配方式一般是先将上轴承与上气缸、下轴承与下气缸分别定心后再合心。合心之后由于曲轴与上下轴承之间的间隙不可控制，因此不能保证合心后曲轴与轴承装配的同轴度，曲轴与轴承之间存在偏心装配。

轴承装配偏心会导致轴承的负载增大，增大曲轴轴承的磨损，使压缩机功率异常升高，能效降低，并大大降低压缩机的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够对曲轴和轴承之间的间隙进行调节的旋转式压缩机。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种曲轴支撑结构，包括轴承和曲轴，所述曲轴的转轴可转动设置在所述轴承内，其特征在于：还包括在所述轴承和转轴之间设置的间隙调节机构，所述间隙调节机构用以调节所述轴承的内周壁和所述转轴的外周壁之间的间隙；

在前述的曲轴支撑结构中，所述间隙调节机构包括金属插片和适于所述插片插入的插入空间，所述插入空间形成在所述轴承内周壁和所述转轴的外周壁之间。

优选的，在前述的曲轴支撑结构中，所述插入空间包括设置在所述轴承内周壁上的插槽。

优选的，在前述的曲轴支撑结构中，所述插槽为扇形或弧形。

优选的，在前述的曲轴支撑结构中，所述插入空间包括设置在所述转轴外周壁上的插槽。

优选的，在前述的曲轴支撑结构中，所述转轴端部的与所述转轴轴线相垂直的截面形状为圆缺形，所述插入空间形成在所述圆缺形的缺口处。

一种旋转式压缩机，包括前述的曲轴支撑结构。

优选的，在前述的旋转式压缩机中，所述曲轴包括分别设在所述曲轴两端的第一转轴和第二转轴，所述轴承包括第一轴承和第二轴承；所述第一转轴与所述第一轴承转动配合；所述第二转轴与所述第二轴承转动配合；所述第一转轴用于连接驱动装置。

优选的，在前述的旋转式压缩机中，所述间隙调节机构设置在所述第一转轴和所述第一轴承之间。

优选的，在前述的旋转式压缩机中，所述间隙调节机构设置在所述第二转轴和所述第二轴承之间。

优选的，在前述的旋转式压缩机中，所述插入空间包括设置在所述第一轴承的内周壁上的插槽，所述第一轴承包括排气口，所述插槽布置在以第一轴承排气口为起点，沿曲轴旋转方向上位于210°-320°范围内的所述第一轴承的内周壁上。

优选的，在前述的旋转式压缩机中，所述插入空间包括设置在所述第二轴承的内周壁上的插槽，所述第二轴承包括排气口，所述插槽布置在以第二轴承排气口为起点，沿曲轴旋转方向上位于170°-310°范围内的所述第二轴承的内周壁上。

优选的，在前述的旋转式压缩机中，所述旋转式压缩机包括单缸压缩机、多缸压缩机。

优选的，在前述的旋转式压缩机中，所述旋转式压缩机包括立式压缩机、卧式压缩机。

本发明的有益效果是：

1、根据本发明，在旋转式压缩机的曲轴的转轴和轴承之间设置间隙调节机构，通过调整插片的尺寸调节轴承和曲轴之间的间隙，解决了轴承和曲轴之间间隙不可控制的问题；

2、根据本发明，通过调整曲轴转轴和轴承之间的间隙，使转轴、轴承同心装配，解决了转轴、轴承存在偏心装配的问题；

3、根据本发明，通过控制曲轴转轴和轴承装配偏移的方向和间隙，能够降低轴承负载，解决转轴和轴承异常磨损导致的可靠性差的问题。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本发明的实施方式一的旋转式压缩机的剖面示意图。

图2是本发明的实施方式一的旋转式压缩机在相同的同轴度偏差条件下测试的第一、第二轴承曲轴中心的轨迹图，横坐标为y/c，纵坐标为x/c，其中c是曲轴与轴承同心时的单边间隙，y/c即曲轴在y方向上的偏心率，x/c即曲轴在x方向上的偏心率。

图3是实施方式一的旋转式压缩机的第一轴承结构图，插槽设置在第一轴承的内周壁上，插槽为弧形结构。

图4图3中的A部分的局部放大图。

图5是实施方式一的旋转式压缩机的将插片插入第一轴承的插槽后的结构示意图。

图6是表示当曲轴与第一轴承和第二轴承同轴装配时的轴承负载和曲轴转动角度之间的关系的曲线图。

图7是表示当曲轴偏离第一轴承时轴承负载和曲轴转动角度之间的关系的曲线图。

图8实施方式二的旋转式压缩机的第二轴承结构图，插槽设置在第二轴承的内周壁上，插槽为弧形结构。

图9是图8中B部分的局部放大图。

与10是实施方式二中将插片插入第一轴承的插槽后的结构示意图。

图11是实施方式三的旋转式压缩机的轴承结构图，插槽设置在轴承的内周壁上，插槽为扇形。

图12是实施方式四的旋转式压缩机的轴承结构图，曲轴端部截面为圆缺形，缺口处形成适于插片插入的插入空间。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

实施方式一

实施方式一涉及一种旋转式压缩机及其采用的曲轴支撑结构，图1显示了本实施方式中的旋转式压缩机结构剖面图。旋转式压缩机通过泵体内部结构的周期性旋转，形成工作容积的周期性变化，完成将制冷剂气体吸入、压缩、排出的过程。压缩机的泵体结构由曲轴、第一轴承102、上滚子103、上气缸104、隔板105、下气缸106、第二轴承107、下滚子108等组成。曲轴上有两个108°对称的偏心部，上偏心部上装有上滚子103，下偏心部上装有下滚子108。驱动装置提供驱动力带动曲轴旋转，上偏心部和下偏心部分别带动上滚子103和下滚子108，在上气缸104和下气缸106内做偏心旋转，第一轴承102连接上气缸104，第二轴承107连接下气缸106，上气缸104与下气缸106之间通过隔板105分隔开。曲轴在两端分别设有第一转轴101和第二转轴109，第一转轴101与第一轴承102转动配合，并与驱动装置相连接，第二转轴102与第二轴承107转动配合。

图2显示了在相同的同轴度误差条件下测试的轴承轨迹图，可得出在相同的同轴度误差条件下偏心量对第一轴承102的影响很大，其对第二轴承107的影响较小。为了检测偏心量，消除偏心量对曲轴和轴承的影响，在本实施方式的压缩机中，采用了特定的曲轴支撑结构对曲轴进行支撑，该曲轴支撑结构包括在所述轴承和转轴之间设置的间隙调节机构，所述间隙调节机构用以调节所述轴承的内周壁和所述转轴的外周壁之间的间隙。具体的，间隙调节机构包括在第一轴承102的内周壁设置的插槽110和与插槽相配合的插片111，如图3-5中所示。如图5所示，作为插片插入空间的插槽110设置在第一轴承102的内周壁上，为弧形，用于在装配过程中，将标准厚度的插片111插入插槽110中，插片111的内表面弧度与第一轴承102的外表面的弧度相匹配。插片111的厚度与插槽110的深度相互配合，适于使得插片111沿径向向内凸出所述插槽110的部分的高度等于第一转轴101与第一轴承102之间的标准间隙。插入插片111后旋转曲轴，使第一转轴101绕第一轴承102的内周壁旋转一周，这样可以检测第一转轴101与第一轴承102内周壁之间的配合间隙是否为标准间隙，是否有偏心装配的情况。检测的原理如下：如果第一转轴101能够顺利的绕第一轴承102的内周壁旋转一周，说明第一转轴101和第一轴承102之间的轴向间隙沿周向均匀的分布，第一转轴101和第一轴承102同轴装配；如果第一转轴101在绕第一轴承102的内周壁旋转一周的过程中出现卡滞的情况，则说明第一转轴101和第一轴承102之间的轴向间隙不是均匀分布，第一转轴101和第一轴承102偏心装配。在此基础上，还可进一步对间隙进行调节，调节原理如下：若第一转轴101和第一轴承102存在偏心装配，即可把固定螺钉松开，使用标准厚度的插片调节第一转轴101和第一轴承102之间的配合间隙，使配合间隙沿周向均匀的分布。例如，正常装配要求曲轴轴承之间的间隙为16-24微米，如果存在装配偏心，部分区域间隙就会超出这个范围。使用20微米厚度的插片插入曲轴的转轴和轴承之间，使曲轴旋转，插片会使曲轴轴承之间的间隙趋于均匀在20微米左右。同理若使曲轴向某角度偏移，只需在相对180°的地方加厚插片。通过调节插槽的位置和插片的厚度，可实现曲轴和轴承之间的间隙调节。

图6显示了在曲轴与第一轴承102和第二轴承107同心装配时，第一轴承102和第二轴承107所受负载。其中第一轴承102所受负载分为两部分，分别是上端受力SB3和下端受力SB2，第二轴承107所受负载为SB1。图6显示了当曲轴101偏离第一轴承102时所受负载。实验得出可以发现在曲轴402偏离第一轴承401中心角度θ＝180°附近，SB2的负荷变得最小。因此，优选的，为使第一轴承负载尽量小，需要在第一转轴101和第一轴承102装配时，使第一转轴101偏离第一轴承102中心180°左右，插槽110要避开180°的位置并设置在第一轴承102负载较小的地方。第一轴承101包括排气口，将插槽110布置在以第一轴承101的排气口为起点，沿曲轴旋转方向上位于210°-320°范围内的所述第一轴承101的内周壁上。这样可有效的减小第一轴承102的负载。

优选的，插片采用金属薄片，厚度采用标准间隙厚度，例如20微米厚，插片可弯曲，当插片插入插入空间后，在转轴和轴承挤压下插片可以卷起来贴紧转轴与轴承表面。

本实施方式中的旋转式压缩机可以为单缸压缩机、多缸压缩机，可以是立式压缩机或者卧式压缩机。

虽然本实施方式中以旋转式压缩机为例对曲轴支撑结构的应用进行了说明，但本实施方式中的曲轴支撑结构不限于只应用在旋转式压缩机中，还可以应用在其他采用了曲轴和轴承的装置中，用以对曲轴转轴和轴承之间的偏心装配进行检测和调节，确保曲轴和轴承同心装配，同时通过控制曲轴转轴和轴承装配偏移的方向和间隙，能够降低轴承负载，解决转轴和轴承异常磨损导致的可靠性差的问题。

实施方式二

实施方式二涉及一种旋转式压缩机及其采用的曲轴支撑结构，本实施方式中的旋转式压缩机结构与实施方式一中的旋转式压缩机结构基本相似，与实施方式一中不同之处在于，本实施方式中的曲轴支撑结构的间隙调节机构应用在了旋转式压缩机的第二轴承和曲轴的第二转轴之间。如图8-10中所示，本实施方式的旋转式压缩机的间隙调节结构包括设置在第二轴承207的内周壁上的插槽210和与插槽210相配合的插片211，在装配时，将标准厚度的插片211插入插槽210中，用以检测和调节第二轴承207和第二转轴209之间的间隙，其原理如实施例一，不再详细描述。

优选的，为使第二轴承207负载尽量小，需要在第二转轴209和第二轴承207装配时，使第二转轴209偏离第二轴承207中心180°左右，插槽210要避开180°的位置并设置在第二轴承207负载较小的地方。第二轴承207包括排气口，将插槽210布置在以第二轴承207的排气口为起点，沿曲轴旋转方向上位于170°-310°范围内的所述第二轴承207的内周壁上。这样可以有效的减小第二轴承207的负载。

实施方式三

实施方式三涉及一种旋转式压缩机及其采用的曲轴支撑结构，如图11中所示，在本实施方式中曲轴支撑结构包括轴承302，曲轴的转轴301，转轴301和轴承302之间转动配合。与实施方式一和实施方式二中的曲轴支撑结构不同之处在于，本实施方式中的曲轴支撑结构的间隙调节结构包括设置在轴承302的内周壁上的插槽310和与插槽210相配合的插片，插槽310为扇形结构，形成在轴承302的内周壁上，优选的，插槽310形成为贯通轴承302的开口，如图11中所示。将插槽310设置为扇形结构是为了便于轴承的加工，插片的结构与实施例一和二中的插片结构相同。本实施方式的旋转式压缩机与实施方式一中的旋转式压缩机结构基本相似，曲轴支撑结构可布置在旋转式压缩机的第一轴承和第一转轴之间，也可布置在第二轴承和第二转轴之间。本实施例中检测和调节间隙的原理同实施例一和二，不再详细描述。

实施方式四

实施方式四涉及一种旋转式压缩机及其采用的曲轴支撑结构，如图12中所示，其包括轴承402，曲轴的转轴401，转轴401和轴承402之间转动配合。与实施方式一至三的曲轴支撑结构不同之处在于，本实施方式中的曲轴支撑结构的间隙调节结构包括设置在转轴401上的插槽和插片，插片安装在插槽内，插片与插槽之间相互配合使得插片沿径向向外凸出于转轴401的圆周的高度等于转轴401与轴承402之间的标准间隙，插片的外表面的弧度等于轴承的内周壁的弧度。插入插片后旋转曲轴，使转轴401绕轴承402的内周壁旋转一周，这样可以检测转轴401与轴承402内周壁之间的配合间隙是否为标准间隙，是否有偏心装配的情况。同时还可以对间隙进行调节。本实施例中检测和调节间隙的原理同实施例一和二，不再详细描述。

优选的，所述转轴401端部的与所述转轴轴线相垂直的截面形状为圆缺形，在所述圆缺形的缺口处410和轴承402的内周壁之间形成适于插片插入的插入空间。

优选的，本实施方式的旋转式压缩机与实施方式一中的旋转式压缩机结构基本相似，曲轴支撑结构可布置在旋转式压缩机的第一轴承和第一转轴之间，也可布置在第二轴承和第二转轴之间。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，示例实施例被提供，以使本公开是全面的，并将其范围充分传达给本领域技术人员。很多特定细节(例如特定部件、设备和方法的示例)被给出以提供对本公开的全面理解。本领域技术人员将明白，不需要采用特定细节，示例实施例可以以很多不同的形式被实施，并且示例实施例不应被理解为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，众所周知的设备结构以及众所周知的技术没有详细描述。

Claims (17)

1.一种曲轴支撑结构，包括轴承和曲轴，所述曲轴的转轴可转动设置在所述轴承内，其特征在于：还包括在所述轴承和转轴之间设置的间隙调节机构，所述间隙调节机构用以调节所述轴承的内周壁和所述转轴的外周壁之间的间隙；

所述间隙调节机构包括金属插片和适于所述插片插入的插入空间，所述插入空间形成在所述轴承内周壁和所述转轴的外周壁之间。

2.如权利要求1所述的曲轴支撑结构，其特征在于：所述插入空间包括设置在所述轴承内周壁上的插槽。

3.如权利要求2所述的曲轴支撑结构，其特征在于：所述插槽为扇形或弧形。

4.如权利要求1所述的曲轴支撑结构，其特征在于：所述插入空间包括设置在所述转轴外周壁上的插槽。

5.如权利要求4所述的曲轴支撑结构，其特征在于：所述转轴端部的与所述转轴轴线相垂直的截面形状为圆缺形，所述插入空间形成在所述圆缺形的缺口处。

6.一种旋转式压缩机，包括曲轴和轴承，其特征在于：所述曲轴通过如权利要求1-3中任一项所述的曲轴支撑结构与所述轴承相配合。

7.一种旋转式压缩机，包括曲轴和轴承，其特征在于：所述曲轴通过如权利要求4或5所述的曲轴支撑结构与所述轴承相配合。

8.如权利要求6所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述曲轴包括分别设在所述曲轴两端的第一转轴和第二转轴，所述轴承包括第一轴承和第二轴承；所述第一转轴与所述第一轴承转动配合；所述第二转轴与所述第二轴承转动配合；所述第一转轴用于连接驱动装置。

9.如权利要求8所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述间隙调节机构设置在所述第一转轴和所述第一轴承之间。

10.如权利要求8所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述间隙调节机构设置在所述第二转轴和所述第二轴承之间。

11.如权利要求9所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述插入空间包括设置在所述第一轴承的内周壁上的插槽，所述第一轴承包括排气口，所述插槽布置在以第一轴承排气口为起点，沿曲轴旋转方向上位于210°-320°范围内的所述第一轴承的内周壁上。

12.如权利要求10所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述插入空间包括设置在所述第二轴承的内周壁上的插槽，所述第二轴承包括排气口，所述插槽布置在以第二轴承排气口为起点，沿曲轴旋转方向上位于170°-310°范围内的所述第二轴承的内周壁上。

13.如权利要求7所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述曲轴包括分别设在所述曲轴两端的第一转轴和第二转轴，所述轴承包括第一轴承和第二轴承；所述第一转轴与所述第一轴承转动配合；所述第二转轴与所述第二轴承转动配合；所述第一转轴用于连接驱动装置。

14.如权利要求13所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述间隙调节机构设置在所述第一转轴和所述第一轴承之间。

15.如权利要求13所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述间隙调节机构设置在所述第二转轴和所述第二轴承之间。

16.如权利要求6或7所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述旋转式压缩机包括单缸压缩机、多缸压缩机。

17.如权利要求6或7所述的旋转式压缩机，其特征在于：所述旋转式压缩机包括立式压缩机、卧式压缩机。