CN106255827A - 制冷压缩机中的径向支承件装置 - Google Patents
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Abstract
一种压缩机，包括限定径向支承件(41)的支承毂(40)，支承毂具有第一端部和第二端部(40a、40b)并且支撑具有偏心端部(55)的曲柄轴(50)，偏心端部支撑例如通过安装在活塞销(63)周围的较小孔眼(62)而联接至活塞(30)上的连接杆(60)的较大孔眼(61)。支承毂(40)的第二端部(40b)以及任选的第一端部(40a)以及连接杆(60)的较大孔眼和较小孔眼(61、62)在内部设置有衬套(80)。较大孔眼和较小孔眼(61、62)的端部以及支承毂(40)的端部(40a、40b)具有的结构可以抵抗支撑在所述端部上的对抗压缩机部件的压迫，或者具有能够与相关衬套(80)的对抗终端部一同弹性变形的终端部(40c、40d、61a、62a)。
Description
技术领域
本发明涉及一种位于密封或非密封的往复制冷压缩机的部件之间的径向支承件装置，所述压缩机的部件能够相对于彼此以旋转或角运动而相对移动，以便减小所述部件之间的摩擦系数，从而减少电动机的启动转矩和功率消耗。本发明特别适用于本文所考虑类型的压缩机的曲柄轴的径向支承件以及连接杆的大小孔眼的径向支承件。
本发明还允许径向支承区域可以任选地经历受控变形，以使得协作部件的局部或线性接触最小化，所述局部或线性接触由在所述协作部件的制备或组装期间的对准误差所引起或者由压缩机的电动机操作或制冷气体的压缩产生的作用于所述部件上的力所引起。
背景技术
随附附图的图1示出了往复制冷压缩机的常规结构，其在壳体(未示出)内部包括支承气缸20的曲柄箱10，在气缸内驱动活塞30进行往复运动。
曲柄箱10还设置有支承毂40，支承毂在内部限定了径向支承件41，在所述径向支承件内侧安装有曲柄轴50，曲柄轴包括偏心端部55以及自由端部56，偏心端部从支承毂40的第一端部40a向外突出并且借助于连接杆60而可操作地联接至活塞30，自由端部从支承毂40的第二端部40b向外突出。在图1所示的结构中，曲柄箱10具有邻近并围绕支承毂40的第一端部40a的区域，所述区域由平坦环形区域限定以用于安放未示出的轴向滑动支承件。
在曲柄轴50的偏心端部55周围安装有连接杆60的较大孔眼61，连接杆的较小孔眼62可以具有面向支承毂40的端部62a并且通过活塞销63而联接至活塞30。连接杆的该端部还可以设置有球形(或半球形)的部分。曲柄轴50的从支承毂40向外突出的自由端部56联接至电动机70的转子71，电动机具有固定至曲柄箱10的定子72。电动机70通过其转子71而旋转曲柄轴50，通过连接杆60而推动活塞30往复运动。
根据本领域已知或未知的任何适当结构，气缸20的与连接杆60相对的端部由阀板(未示出)封闭、设置有至少一个吸入阀和一个排出阀
与这些压缩机相关的一个问题是由于电动机70的定子72相对于支承毂40的径向支承件41存在同心偏差，这是因安装过程和因转子71具有径向冲制误差(radial strikingerror)而导致的，所述安装过程和转子的径向冲制误差以单独或以组合的方式在转子71和曲柄轴50上产生磁径向力，在径向支承件41上、主要在支承毂40的第二端部40b上产生局部接触，特别是在启动操作期间的第一瞬间时。
为了启动移动，曲柄轴50和支承毂40的第二端部40b之间的更大接触力需要电动机70提供更大的转矩，即电动机提供更大的功率，增大最小启动电压，以克服曲柄轴50和径向支承件41之间的静摩擦力和动摩擦力。
压缩机的操作期间在曲柄轴的径向支承件上的可能超载也是加大能耗和径向支承件41磨损的因素，特别是在润滑不足的情况下发生超载时。
该压缩机还可能包括或多或少的定位误差，例如引起已安装组件的曲柄轴50的轴线和活塞30的轴线之间的正交性损失的定位误差。
上文提及的未对准误差造成活塞30和气缸20之间、连接杆60的较小孔眼61和活塞销63之间、连接杆60的较大孔眼61和曲柄轴50的偏心端部55之间以及所述曲柄轴和机加工在曲柄箱10的支承毂40中的径向支承件41的支承区域之间局部接触。
上文提及的未对准误差还增大了电动机将克服的接触力、并且因此增大了摩擦力(特别是当处于润滑不足状态下时)，降低了电动机的效率并且需要增大转矩的设计参数，除此之外，还增大了摩擦下产生的部件磨损。
除了上文提及的问题之外，在气缸20内压缩气体期间，作用在活塞30的顶部上的压缩F传递至连接杆60和曲柄轴50的偏心端部55，致使机械组件变形，这导致曲柄轴50的偏心端部55相对于连接杆60的较大孔眼61的轴线未对准以及曲柄轴50相对于径向支承件41的轴线未对准，放大了因部件的制备和组装期间的定位误差产生的上述局部接触问题，提高了能耗和磨损产生的增加。
在气缸20内压缩气体期间，作用在活塞30的顶部上的压缩力F通过连接杆60而传递至较大孔眼61的端部61a，在曲柄轴50的偏心端部55中产生作用，所述作用由曲柄轴50传递至支承毂40的位于支承毂的第一端部40a和第二端部40b之间的径向支承件41，在所述第一端部和第二端部中产生源自压缩力F的第一作用力F1和第二作用力F2，第一作用力F更强并且对位于曲柄轴50和径向支承件41之间且位于支承毂40的第一端部40a中的油膜的维护更为有害，所述第一端部更靠近压缩力F所作用的轴。
当在曲柄轴50和径向支承件41之间存在滑动支承件所固有的径向间隙时，上文提及的力形成了所谓的曲柄轴50的未对准，这在机构构件高硬度的理想情况时使得：支承毂40的第一端部40a和第二端部40b是这样的部件，其中径向支承件41支撑施加至支承毂40的负荷和动量；并且这些构件之间的接触力增大，导致与上述能耗和磨损增大相关的相同问题。
已知这样的结构，在所述结构中可径向和弹性变形的区域设置在支承毂的第一端部中，该区域通过设置在支承毂中的周向凹槽或切口而获得，并且在所述区域内部通常设置有轴向滚柱支承件。
在这种已知结构中，支承毂的第一端部可以包括终端部，所述终端部从曲柄箱轴向向外突出并且可以具有一定的自足性(complacency)，并且在活塞的压缩冲程的最后阶段中支承毂的第一端部可以通过由曲柄轴的对抗(confronting)区域施加的局部压力而径向和弹性变形，以便适应曲柄轴表面，防止点状接触以及防止中断位于曲柄轴和支承毂(支承毂的第一端部中)之间的厚油膜。
虽然所述在先结构在支承毂40中提供了自足区域，但其仅解决了支承毂40的第一端部40a中的油膜中断的问题，在所述第一端部中由曲柄轴50施加最大力，而最大力由活塞对制冷剂气体的压缩所产生。
在操作状况下，其中支承毂40的第一端部40a的自足区域(具有受控弹性变形)通过由曲柄轴50施加的压力而弹性变形，曲柄轴50以及因而其偏心端部55区域处于这样的位置中，在所述位置中曲柄轴的轴线相对于支承毂40的轴线以及连接杆60的较大孔眼61的轴线存在一定的倾斜。曲柄轴50及其偏心端部55的这种倾斜趋于引起连接杆60的较大孔眼61的面向曲柄箱10的端部61a中的油膜出现中断。
根据现有技术结构，支承毂40的第一端部40a的自足性(弹性变形)不能消除连接杆60的较大孔眼61的该端部中的磨损增大问题，以及通过连接杆60将负荷传递至活塞30以迫使活塞径向抵靠气缸20。
现有技术结构未解决的另一方面涉及在启动电动机70时增大电动机70转矩的需求以及涉及由支承毂40的第二端部40b中的局部接触引起的磨损(如前所述)，所述电动机的转子71相对于定子72存在同心偏差。
所述现有技术结构仅解决了往复制冷压缩机的径向支承件中的油膜的维护，仅考虑了支承毂40的第一端部40a中的润滑不足和磨损较高的问题。
由于局部磨损、高能耗和电动机启动电压增大的问题，期望的是提供一种技术方案，该技术方案适用于至少支承往复制冷压缩机的曲柄轴，并且该技术方案可以消除或至少最小化在启动期间和压缩机在过载情况下的操作期间由轴杆的未对准所引起的缺点。
发明内容
由于上述操作问题，本发明的基本目的是通过一种技术方案而提供上述类型的往复制冷压缩机中的支承件装置，该支承件装置能够减小支承毂的至少第二端部和曲柄轴之间的摩擦系数，并且如果方便的话，还减少支承毂的第一端部和曲柄轴之间的摩擦系数，以及减小连接杆的较大孔眼与曲柄轴的偏心端部之间的摩擦系数和较小孔眼与活塞销之间的摩擦系数，并且因而降低电动机的转矩和启动电压，所述技术方案就结构和经济方面而言均可行。
本发明的另一目的是提供例如上述的支承件装置，所述支承件装置阻止或至少减少因曲柄轴的径向支承件的区域至少相对于支承毂的第二端部的局部接触，并且如果方便的话，还阻止或至少减少支承毂的第一端部和曲柄轴之间、连接杆的较大孔眼与曲柄轴的偏心端部之间以及较小孔眼与活塞销之间的局部接触。
如上所述，本支承件装置所应用的压缩机类型包括如下部件：曲柄箱，所述曲柄箱承载气缸和限定径向支承件的支承毂；曲柄轴，所述曲柄轴安装在径向支承件中并且具有分别从支承毂的第一端部和第二端部向外突出的偏心端部和自由端部；活塞，所述活塞收纳在气缸中；以及连接杆，所述连接杆将曲柄轴的偏心端部联接至活塞。
根据本发明的第一方面，支承毂的第一端部和第二端部中的至少第二端部由相应的衬套限定，所述衬套由具有低摩擦系数的材料制成，所述衬套完全固定在支承毂的内部。
根据本发明的附加且任选的方面，连接杆的较大孔眼和较小孔眼附添有完全包含在连接杆内的摩擦系数低的相应衬套，所述衬套限定较大孔眼相对于曲柄轴的偏心端部的支承表面以及较小孔眼相对于活塞销的支承表面。
支承毂的端部以及较大孔眼的端部和较小孔眼的端部可以具有抵抗结构，当受压缩机的支撑在所述端部上的对抗部件的压迫时抵抗结构具有减小和不充分的弹性变形，所述抵抗结构还可以具有能够与相关衬套的对抗终端部一同弹性变形的终端部。
本发明推荐的支承件装置允许使用由摩擦系数低的材料制成的衬套，所述衬套具有可靠地生产的径向厚度减小的结构，以确保在压缩机的不同操作和安装条件下就摩擦损耗而言具有效率增益，衬套的结构性能受压缩机的支撑所述衬套的部件的结构特征所控制，特别是在所述衬套的终端部(或端部)中，衬套经受可旋转地支撑在所述衬套上的压缩机的对抗部件的压力。
附图说明
下文将参考作为示例提供的附图而描述本发明，其中：
图1示出了本文考虑类型的制冷压缩机的简化竖直截面视图，其中曲柄轴的径向支承件根据现有技术而构建，并且该图还以放大方式示出了曲柄轴相对于限定在支承毂中的径向支承件的轴线以及相对于连接杆的较大孔眼的轴线成角度地倾斜；
图2示出了类似于图1的视图，但是示出了根据本发明的第一实施例构建的曲柄轴的径向支承件，其中曲柄轴相对于支承毂的轴线和连接杆的较大孔眼的轴线倾斜；
图3示出了图2的部分放大细节，其示出了曲柄轴的径向支承件；
图4示出了类似于图2的视图，但是示出了根据本发明的第二实施例构建的曲柄轴的径向支承件，其中曲柄轴相对于支承毂的轴线和连接杆的较大孔眼的轴线倾斜；
图5示出了图4的一部分的放大细节，其示出了曲柄轴的径向支承件；
图6以放大比例示出了根据图4和5中所示的实施例构建的曲柄轴的一部分的简化的局部竖直截面视图，曲柄轴的所述部分压迫并使得支承毂的第二端部弹性且径向向外地变形；
图7示出了图6中所示的支承毂的第二端部的区域的简化前视图，所述视图沿前一幅图中的箭头VII的方向获取，其中曲柄轴以虚线示出；以及
图8示出了图7中所示的弹性变形支承区域的示意性透视图。
具体实施方式
如上所述且如图中所示，本发明的径向支承件装置应用的制冷压缩机类型在壳体(未示出)内部包括曲柄箱10，所述曲柄箱以单件或非单件的形式承载支承毂40和具有轴线Z的气缸20，支承毂在内部限定具有轴线X1的径向支承件41。
具有轴线Y1的曲柄轴50安装在支承毂40的径向支承件41的内部，并且曲柄轴包括自由端部56和具有轴线Y2的偏心端部55，偏心端部从支承毂40的第一端部40a向外突出，自由端部从支承毂40的第二端部40b向外突出。
活塞30收纳在气缸20内，以便通过连接杆60以往复运动的方式在气缸内移动，连接杆具有限定较大孔眼61的端部和承载联接器件CM以允许将连接杆60联接至活塞30的相对端部，较大孔眼安装在曲柄轴50的偏心端部55周围。联接器件CM可以呈较小孔眼62的形式、球形接头(未示出)的形式或者能够实施连接杆-活塞联接的任何其它器件。
在所示的结构中，较小孔眼62通过活塞销63联接至活塞30，其中曲柄轴50由电动机70旋转驱动，电动机包括安装至曲柄轴50的自由端部56的转子71和围绕转子71固定至曲柄箱10的定子72。
如上所述，活塞销63和连接杆60的较小孔眼62可以替换为具有球形接头的活塞-连接杆组件或者任何其它联接装置，而不脱离本发明的结构构思。
曲柄箱10和曲柄轴50部件可以由本领域中熟知的任何合适材料制成，例如铝或铸铁合金用于曲柄箱10，钢或铸铁合金用于曲柄轴50。
在压缩机的理想组装和操作条件下(图中未示出)，曲柄轴50的轴线Y1与支承毂40的径向支承件41的轴线X1相符，连接杆60的较大孔眼61的轴线X2与曲柄轴50的偏心端部55的轴线Y2相符。在这种理想条件下，径向支承件41的轴线X1与气缸20的轴线Z正交。
如本发明引言中已经提及的，本文考虑的压缩机存在的问题涉及在启动电动机70时曲柄轴50的部分相对于径向支承件41以及较大孔眼61未对准，其中电动机的定子72相对于限定在支承毂40内的径向支承件41存在同心偏差。在这些情况下，支承毂40的对抗端部和曲柄轴50之间的摩擦系数越大，则特定尺寸的电动机70所需的启动电压越大，并且曲柄轴50的径向支承件的该区域中的磨损也越大。
由于压缩机电动机的最小启动电压通常由国内和/或国际标准所指定，必要的是电动机转矩的大小适于满足这些标准。对于特定的电动机尺寸而言，支承件的摩擦系数越大，则启动转矩越大，因此该压缩机电动机的最小启动电压也将越大。
在径向支承部件的常规结构中，如图1中所示，曲柄轴50在径向支承件41内部的未对准以及曲柄轴的偏心端部55在连接杆60的较大孔眼61内的未对准使得：曲柄轴50致使其部分表面仅支撑在支承毂40的第一端部40a和第二端部40b以及连接杆60的较大孔眼61的端部61a和较小孔眼62的端部62a的轴向和周向尺寸减小的端部区域上，因为这些互相接触或具有实际上点式支承的区域在曲柄轴未对准时并不使其自身适应曲柄轴相对于支撑所述曲柄轴的径向支承件的部分的角度未对准，从而在支承毂的这些区域中形成高度的局部磨损。
即使在使用轴向滚柱支承件的情况下，其中支承毂40的第一端部40a设置有限定了终端部40d(图2和3)的周向切口，所述终端部从曲柄箱10轴向向外突出并且能够弹性且径向地变形，这也仅解决了支承毂40的第一端部40a中的油膜中断状况，在第一端部中通过曲柄轴50施加了最大力，而最大力通过活塞对制冷气体的压缩而获得。
但是，在支承毂40的第一端部40a中设置自足区域并未解决这样的问题，即：在启动转子71相对于定子72存在同心偏差的电动机70时电动机70的转矩增大和支承毂40的第二端部40b的局部接触磨损。
由于曲柄轴50的“倾斜”的操作状况产生的局部磨损高，并且局部磨损还由于面积减少的所述支承区域中的油膜破裂而造成效率损失，从而通常需要使用高粘性油或更高的负载支承件，这趋于增大粘性摩擦的损耗。
为了最小化或甚至消除与启动电压和局部磨损相关的问题，本发明建议提供一种径向支承件装置，根据该径向支承件装置，支承毂40的第二端部40b由相应的衬套80限定，所述衬套由低摩擦系数的材料制成并且完全固定在支承毂40内部。
本径向支承件装置还可以任选地通过提供由低摩擦系数材料构建且完全附接在支承毂40内部的另一衬套80而限定，以便限定支承毂的第一端部40a。
提供限定支承毂40的第一端部40a和第二端部40b中的每一端部的衬套80能够在压缩机的不同操作和组装状况下进一步提高曲柄轴50的径向支承件的效率、减小抵抗转矩和摩擦损耗。
而且根据本发明，连接杆60的较大孔眼61以及较小孔眼62可以附添完全包含在连接杆内部的相应衬套80，所述衬套也具有低的摩擦系数并且结构类似于曲柄轴50的支承件衬套的结构，并且限定了较大孔眼61相对于曲柄轴50的偏心端部55的支承表面以及较小孔眼62相对于活塞销63的支承表面。
本发明所考虑类型的衬套80例如可以通过组合金属层和聚合物层(未示出)而形成，其中聚合物层是最内层。这种类型的结构在本领域中是已知的，并且自身无需具有任何新型和创造性特征。然而，应当理解的是，新型衬套结构可以用在本文所限定的支承件装置中。
衬套80还可以例如由防摩擦的管状部81形成(参见图6和7)，所述管状部由聚合材料制成并且通过任何适当的方法而集成和保持在外部金属管状基底82的内部。
特别地，金属管状基底82可以由钢带限定，其中钢带的内表面包括烧结青铜层(未示出)，聚合材料制成的防摩擦的管状部81附添在金属管状基底82的烧结青铜层上。所述结构按照已知样式布置，所述已知样式允许制备的衬套80具有减小的径向厚度，并且在尺寸图案上以及在结构阻力和摩擦系数的参数上具有高的规律性。
预见用于本支承件装置的衬套80的结构不可避免地导致衬套80不仅径向厚度减小，而且抵抗变形(主要是在经受径向力时的变形)的结构阻力也降低。
因而，本支承件装置的衬套80必须集成地安装在支撑其的相应压缩机部件的内部，并且衬套不能从至少由支承毂40的第二端部40b、以及任选由支承毂40的第一端部40a、以及任选地由连接杆60的较大孔眼61和较小孔眼62所限定的所述部件向外突出。
在图2和3中所示的结构实施例中，衬套80径向且外部地安放在支承毂40的第二端部40b上，第二端部的结构以抵抗方式定尺寸，在受到曲柄轴50(曲柄轴的轴线Y1相对于径向支承件41的轴线X1存在同轴偏差)的对抗区域的压迫时，第二端部的所述结构通常具有减小的弹性变形。
所述附图示出了涉及的第一实施例，第一实施例任选地还包括径向且外部地安放在支承毂40的第一端部40a上的衬套80，所述第一端部的结构也以抵抗方式定尺寸，在受到曲柄轴50(曲柄轴的轴线Y1相对于径向支承件41的轴线X1存在同轴偏差)的对抗区域的压迫时，第一端部的所述结构通常具有减小的弹性变形。
在该第一实施例中，支承毂40的第二端部40b完全围绕相应的衬套80并且具有恒定或可变的厚度，从而能够向所述第二端部40b提供以抵抗方式定尺寸的结构，在压缩机的不同操作状况下，对于可能由存在同轴偏差的曲柄轴50的对抗区域产生的压力，第二端部通常具有减小的弹性变形。
类似地，支承毂40的第一端部40a完全围绕相应的衬套80。然而，在这种情况下，考虑到通常提供轴向滚柱支承件90以支撑曲柄轴50和转子71的重量，曲柄箱10具有端部区域，曲柄轴50的偏心端部55从所述端部区域突出，所述端部区域被机加工以用于在径向支承件41周围形成凹槽11，在所述凹槽内收纳轴向滚柱支承件90。凹槽11的形成在曲柄箱10中产生了管形的终端部40d，所述终端部围绕相应衬套80的端部80a并且具有恒定或可变的径向厚度，这能够向第一端部40a的所述终端部40d提供结构阻力，在压缩机的不同操作状况下，当衬套经受可由存在同轴偏差的曲柄轴50的对抗区域产生的压力时，所述结构阻力足以以特定自足度支撑相应衬套80的对抗端部80a，从而允许衬套80的所述端部80a在同轴偏差的状况下继续限定曲柄轴50的相应径向支承区域。
利用图2和3中的第一实施例所推荐的支承件装置，设置在支承毂40中的每个衬套80维持由曲柄箱10的对抗部件完全且径向地安放并且得以支撑，即使在压缩机的操作开始时或在常规操作期间衬套80经受由曲柄轴50的同轴偏差所产生的力，曲柄箱的尺寸也能维持衬套80外形的整体性。
图2和3还示出提供了衬套80，所述衬套限定了连接杆60的较大孔眼61和较小孔眼62的支承表面。
根据本发明的该优选形式，连接杆的较大孔眼61可以具有面向支承毂40的端部61a，在所述端部上径向且外部地安放相应衬套80的端部80a，较大孔眼61的所述端部61a的结构尺寸被设计成通常通过减小弹性变形而抵抗由曲柄轴50的偏心端部55(偏心端部的轴线Y2相对于较大孔眼61的轴线X2存在同轴偏差)的对抗区域引起的对衬套80的端部80a的压迫。
以类似的方式，连接杆60的较小孔眼62可以具有面向支承毂40的端部62a，在所述端部上径向且外部地安放相应衬套80的端部80a，较小孔眼62的所述端部62a的结构尺寸被设计成通常通过减小弹性变形而抵抗由活塞销63(活塞销的轴线相对于较小孔眼62的轴线存在同轴偏差)的对抗区域而引起的对衬套80的端部80a的压迫。
在图4至7中所示的第二结构实施例中，支承毂40的第二端部40b具有终端部40c，在终端部上径向且外部地安放相应衬套80的端部80a，终端部40c具有减小的径向厚度，以便在衬套受曲柄轴50(曲柄轴的轴线Y1相对于径向支承件41的轴线X1存在同轴偏差)的对抗区域的压迫时与衬套80的端部80a一同弹性且径向地向外变形。
任选地，支承毂40的第一端部40a可具有终端部40d，终端部从曲柄箱10轴向向外地突出，并且在终端部上径向且外部地安放衬套80的端部80a，终端部具有减小的径向厚度，以便在衬套受曲柄轴50(曲柄轴的轴线Y1相对于径向支承件41的轴线X1存在同轴偏差)的对抗区域的压迫时与衬套80的端部80a一同弹性且径向地向外变形。
本发明的该第二实施例允许设置在支承毂40内的一个或两个衬套80的端部80a与曲柄轴50的对抗部件一同在弹性变形状况下限定对抗表面区域CR，对抗表面区域在周向和轴向上的尺寸能够在该区域中维持油膜，油膜至少部分地与形成对抗表面区域CR的表面分离。
以类似的方式，连接杆60的较小孔眼61可以具有面向支承毂40并且呈终端部61c形式的端部61a，在所述终端部上径向且外部地安放衬套80的端部80a，所述终端部61c具有减小的径向厚度，以在衬套受曲柄轴50的偏心端部55(偏心端部的轴线Y2相对于较大孔眼61的轴线X2存在同轴偏差)的对抗区域的压迫时与衬套80的端部80a一同弹性且径向地向外变形。
任选地，连接杆60的较小孔眼62可以具有面向支承毂40并且包括终端部62c的端部62d，在所述终端部上径向且外部地安放衬套80的端部80a，所述终端部62c具有减小的径向厚度，以便在衬套受活塞销63(活塞销的轴线相对于较小孔眼62的轴线存在同轴偏差)的对抗区域的压迫时与衬套80的端部80a一同弹性且径向地向外变形。
在第二实施例中，其中连接杆60的较大孔眼61和较小孔眼62设置有厚度减小的相应终端部61c和62c，两个衬套80中的每一个的端部80a与由曲柄轴50的偏心端部和活塞销63限定的部件之一的对抗部件一同在弹性变形情况下限定相应的对抗表面区域CR，所述对抗表面区域的轴向和周向尺寸能够在所述区域中维持油膜，所述油膜至少部分地与形成所述对抗表面区域CR的表面分离。
与支承毂40的每个衬套80或连接杆60的每个衬套相关的对抗表面区域CR可以呈大致半椭圆形，其中对抗表面区域的端部边缘与每个衬套80的相邻端部80a的边际边缘匹配，如图7所示。
支承毂40的端部中的自足区域允许衬套80径向变形以形成对抗表面区域CR，从这些部件之间线性相切的标称状况至通过足以防止油膜中断的周向和轴向延伸进行安放的状况，对抗表面区域的周向和轴向尺寸扩大。
应当理解的是，根据本发明，图7和8中所示的位于曲柄轴50和支承毂40的第二端部40b中的衬套80之间的对抗表面区域与限定在曲柄轴50和支承毂40的第一端部40a中的衬套80之间的对抗表面区域以及还与限定在连接杆60的衬套80和曲柄轴50的偏心端部55或活塞销63之间的对抗表面区域具有相同的结构。
因而，本发明的第二实施例中所推荐的方案允许：从根据周向弧中的线在理想刚性部件中切向接触的状况至根据在周向和轴向上扩大的对抗表面区域CR发生所述接触的状况，增大了曲柄轴50及其偏心端部55的所述相对移动部件之间的有效支承区域以及活塞销63相对于对抗且相应衬套80的有效支承区域。
对抗表面区域CR的轴向尺寸的增大在不可避免的未对准状况期间向曲柄轴50提供了改进的支承、消除了由于油膜破裂引起的局部磨损和效率损耗、将有限或混合状态下的金属-金属摩擦转换成在摩擦对的所述对抗表面区域CR内的粘性状态下的摩擦。
所述弹性可变形端部的轴向和周向尺寸由压缩机的设计特征、压缩机的尺寸和操作条件、以及在生产和组装过程期间容许的尺寸公差所确定。
将衬套80安装在支承毂40内部可以按照不同的方式实施。如图2和3中所示，支承毂40可以在内部设置有内部的中间周向凸起48，所述凸起被构造以限定衬套80的止动件。然而，应当理解的是，支承毂40的第一端部40a和第二端部40b可以由形成为单一管状件的相应衬套80限定，所述衬套的纵向延伸与支承毂40的纵向延伸一致。在未示出的替代性结构方案中，可以以分离部件设置两个衬套，但是所述两个衬套在支承毂的内部的中间部分中相互轴向地对抗。在两种情况下，均未提供在图2和3的结构中所示的内部的中间周向凸起48。
还应当观察到，本文中所述的替代性结构方案可以单独地存在于特定结构中或者彼此完全或部分地组合。
虽然本文参考附图中所示的结构已经描述了本发明，但是应当理解，本装置可用于其它可行的压缩机结构，而不脱离随附于本发明的权利要求中所限定的结构构思。
Claims (17)
1.一种制冷压缩机中的径向支承件装置，制冷压缩机包括：曲柄箱(10)，所述曲柄箱承载气缸(20)和限定径向支承件(41)的支承毂(40)；曲柄轴(50)，所述曲柄轴安装在径向支承件(41)中并且具有分别从支承毂(40)的第一端部和第二端部(40a、40b)向外突出的偏心端部(55)和自由端部(56)；活塞(30)，所述活塞容纳在气缸(20)内；连接杆(60)，所述连接杆将曲柄轴(50)的偏心端部(55)联接至活塞(30)，所述径向支承件装置的特征在于，至少支承毂(40)的第一端部和第二端部(40a、40b)中的第二端部(40b)由相应的衬套(80)限定，所述衬套由具有低摩擦系数的材料制成，所述衬套完全附添在支承毂(40)的内部。
2.根据权利要求1所述的径向支承件装置，其特征在于，衬套(80)径向且外部地安放在支承毂(40)的第二端部(40b)上，第二端部的结构抵抗曲柄轴(50)的对抗区域的压迫，所述曲柄轴的轴线(Y1)相对于径向支承件(41)的轴线(X1)存在同轴偏差。
3.根据权利要求2所述的径向支承件装置，其特征在于，衬套(80)径向且外部地安放在支承毂(40)的第一端部(40a)上，第一端部的结构抵抗曲柄轴(50)的对抗区域的压迫，所述曲柄轴的轴线(Y1)相对于径向支承件(41)的轴线(X1)存在同轴偏差。
4.根据权利要求1所述的径向支承件装置，其特征在于，支承毂(40)的第二端部(40b)具有终端部(40c)，在第二端部的终端部上径向且外部地安放衬套(80)的端部(80a)，第二端部的所述终端部(40c)具有减小的径向厚度，以便在衬套受曲柄轴(50)的对抗区域压迫时与衬套(80)的端部(80a)一同弹性且径向地向外变形，所述曲柄轴的轴线(Y1)相对于径向支承件(41)的轴线(X1)存在同轴偏差。
5.根据权利要求4所述的径向支承件装置，其特征在于，支承毂(40)的第一端部(40b)包括从曲柄轴(10)轴向向外地突出的终端部(40d)，在第一端部的终端部上径向且外部地安放衬套(80)的端部(80a)，第一端部的所述终端部(40d)具有减小的径向厚度，以便在衬套受曲柄轴(50)的对抗区域的压迫时与衬套(80)的端部(80a)一同弹性且径向地向外变形，所述曲柄轴的轴线(Y1)相对于径向支承件(41)的轴线(X1)存在同轴偏差。
6.根据权利要求4或5中的任一项所述的径向支承件装置，其特征在于，衬套(80)的端部(80a)与曲柄轴(50)的对抗部件一同在弹性变形状况下限定了对抗表面区域(CR)，对抗表面区域的轴向和周向尺寸能够在所述对抗表面区域中维持油膜，所述油膜至少部分地与形成所述对抗表面区域(CR)的表面分离。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的径向支承件装置，其中，连接杆(60)具有安装在曲柄轴(50)的偏心端部(55)周围的较大孔眼(61)，所述径向支承件装置的特征在于，连接杆(60)的较大孔眼(61)附添有完全包含于其中的摩擦系数低的衬套(80)，从而相对于曲柄轴(50)的偏心端部(55)限定较大孔眼(61)的支承表面。
8.根据权利要求7所述的径向支承件装置，其特征在于，连接杆(60)的较大孔眼(61)具有面向支承毂(40)的端部(61a)，在所述较大孔眼的端部上径向且外部地安放衬套(80)的端部(80a)，较大孔眼(61)的所述端部(61a)的结构抵抗由曲柄轴(50)的偏心端部(55)的对抗区域引起的对衬套(80)的端部(80a)的压迫，偏心端部的轴线(Y2)相对于较大孔眼(61)的轴线(X2)存在同轴偏差。
9.根据权利要求7所述的径向支承件装置，其特征在于，连接杆(60)的较大孔眼(61)具有面向支承毂(40)并且包括终端部(61c)的端部(61a)，在较大孔眼的终端部上径向且外部地安放衬套(80)的端部(80a)，所述较大孔眼的终端部(61c)具有减小的径向厚度，以便在衬套受曲柄轴(50)的偏心端部(55)的对抗区域的压迫时与衬套(80)的端部(80a)一同弹性且径向地向外变形，偏心端部的轴线(Y2)相对于较大孔眼(61)的轴线(X2)存在同轴偏差。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的径向支承件装置，其中，连接杆(60)具有安装在活塞销(63)周围的较小孔眼(62)，所述径向支承件装置的特征在于，连接杆(60)的较小孔眼(62)附添有完全包含于其中的摩擦系数低的衬套(80)，从而相对于活塞销(63)限定较小孔眼(62)的支承表面。
11.根据权利要求10所述的径向支承件装置，其特征在于，连接杆(60)的较小孔眼(62)具有面向支承毂(40)的端部(62a)，在较小孔眼的端部上径向且外部地安放衬套(80)的端部(80a)，较小孔眼(62)的所述端部(62a)的结构在衬套受活塞销(63)的对抗区域的压迫时抵抗衬套(80)的端部(80a)的压迫，活塞销的轴线相对于较小孔眼(62)的轴线存在同轴偏差。
12.根据权利要求10所述的径向支承件装置，其特征在于，连接杆(60)的较小孔眼(62)具有面向支承毂(40)并且包括终端部(62c)的端部(62a)，在较小孔眼的终端部上径向且外部地安放衬套(80)的端部(80a)，较小孔眼的所述终端部(62c)具有减小的径向厚度，以便在衬套(80)受活塞销(63)的对抗区域的压迫时与衬套(80)的端部(80a)一同弹性且径向地向外变形，活塞销的轴线相对于较小孔眼(62)的轴线存在同轴偏差。
13.根据权利要求9或12中的任一项所述的径向支承件装置，其特征在于，衬套(80)的端部(80a)与由曲柄轴(50)的偏心端部(55)以及活塞销(63)所限定的部件之一的对抗部件一同在弹性变形状况下限定对抗表面区域(CR)，对抗表面区域的轴向和周向尺寸能够在所述对抗表面区域中维持油膜，所述油膜至少部分地与形成所述对抗表面区域(CR)的表面分离。
14.根据权利要求6或13中的任一项所述的径向支承件装置，其特征在于，对抗表面区域(CR)呈大致半椭圆形，对抗表面区域的端部边缘与每个衬套(80)的相邻端部(80a)的边际边缘匹配。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的径向支承件装置，其特征在于，衬套(80)由金属层和聚合物层的组合形成，其中聚合物层位于最内侧。
16.根据权利要求1至14中的任一项所述的径向支承件装置，其特征在于，衬套(80)由防摩擦的管状部(81)形成，所述管状部由聚合材料制成并且集成和保持在外部金属管状基底(82)内侧。
17.根据权利要求16所述的径向支承件装置，其特征在于，金属管状基底(82)由钢带限定，钢带的内表面包括烧结青铜层，聚合材料制成的防摩擦的管状部(81)附添在金属管状基底(82)的烧结青铜层之上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20190321 Address after: Brazil Santa Catarina Applicant after: Embraco Compressor Industry and Refrigeration Solutions Co.,Ltd. Address before: Brazil St Paul Applicant before: WHIRLPOOL S.A. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20190416 |