CN108397392A - 压缩机及其泵体组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压缩机领域，公开了一种压缩机及其泵体组件，所述压缩机的泵体组件包括曲轴(1)和第一轴承(2)，所述第一轴承(2)设置有垫片(3)，所述曲轴(1)的短轴段(12)插入所述第一轴承(2)中，所述曲轴(1)的曲轴止推部(14)抵压于所述垫片(3)，曲轴止推部(14)由低碳钢或低碳合金钢制成，垫片(3)由金属基自润滑材料制成。通过上述技术方案，通过垫片与曲轴止推部的选材配合，曲轴止推部具有合适的硬度，从而在耐磨与减摩之间取得较好的平衡，不仅降低了制造成本，耐摩擦磨损性、抗疲劳性、防腐蚀性以及使用寿命均得到了显著提高，能够适用于高负荷、高功率、高温、高压等严酷的工作环境，提高了风险可靠性。

Description

压缩机及其泵体组件
技术领域
本发明涉及压缩机的领域，具体地涉及一种压缩机的泵体组件以及压缩机。
背景技术
随着市场对空调能效等级要求越来越高，空调厂家对压缩机能效也提出了更高的要求。在转子式压缩机中，摩擦功耗占总功耗的8％左右，其中，曲轴止推部与轴承止推面的摩擦损耗占整个摩擦损耗的3～6％，特别地，曲轴止推部与轴承止推面之间很难形成动压润滑油膜，所以压缩机的曲轴止推部与轴承止推面摩擦副经常发生磨损，甚至失效。
目前，一些压缩机在轴承止推部的止推面上嵌入金属基自润滑垫片，从而与球墨铸铁曲轴的止推部之间形成摩擦副，虽然该摩擦副能够有效降低该摩擦副的摩擦功耗，但是长期耐久后，该摩擦副发生了严重的磨损，可靠性偏低。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种压缩机的泵体组件，以解决曲轴止推部与轴承之间的磨损量过大的问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种压缩机的泵体组件，其特征在于，所述压缩机的泵体组件包括曲轴和第一轴承，所述曲轴包括依次连接的长轴段、偏心段和短轴段，所述第一轴承形成有安装孔，所述短轴段插入所述安装孔中，所述安装孔靠近所述偏心段的一端设置有容纳所述短轴段穿过的垫片，所述偏心段包括径向凸出的曲轴止推部，所述曲轴止推部抵压于所述垫片，所述曲轴止推部由低碳钢或低碳合金钢制成，所述垫片由金属基自润滑材料制成。
优选地，所述曲轴由低碳钢或低碳合金钢制成。
优选地，所述曲轴止推部依次通过渗碳处理、淬火处理以及回火处理制成。
优选地，所述渗碳处理的渗碳温度为850～980℃，时间为1～8小时；所述淬火处理的淬火温度为淬火温度为800～900℃，时间为1～4小时；所述回火处理的回火温度为300～500℃。
优选地，所述曲轴止推部通过所述渗碳处理形成的渗碳层的厚度为 0.1～0.6mm。
优选地，所述曲轴止推部的表面硬度为HRC30～60。
优选地，所述金属基自润滑材料为铜基自润滑材料，并且所述铜基自润滑材料含有石墨、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯中的一种或多种。
优选地，所述垫片的硬度为HB80～200。
优选地，所述压缩机的泵体组件还包括：
活塞，所述活塞套设于所述偏心段并相对于所述曲轴的转动轴线偏心设置；
第二轴承，所述第二轴承套设于所述长轴段；
气缸，所述气缸设置有工作腔，所述偏心段容纳在所述工作腔中，所述第二轴承和所述第一轴承分别设置在所述气缸的两端；
滑片，所述滑片偏压于所述活塞的外周面并能够在所述工作腔中径向滑动。
本发明第二方面提供一种压缩机，其中，所述压缩机设置有以上方案所述的压缩机的泵体组件。
通过上述技术方案，通过垫片与曲轴止推部的选材配合，曲轴止推部具有合适的硬度，从而在耐磨与减摩之间取得较好的平衡，不仅降低了制造成本，耐摩擦磨损性、抗疲劳性、防腐蚀性以及使用寿命均得到了显著提高，能够适用于高负荷、高功率、高温、高压等严酷的工作环境，提高了风险可靠性。
附图说明
图1是本发明实施方式所述的压缩机的泵体组件的剖视图；
图2是本发明实施方式所述的曲轴的剖视图；
图3是本发明实施方式所述的第一轴承的剖视图；
图4是本发明实施方式所述的垫片的剖视图；
图5是本发明实施方式所述的第一轴承和垫片的剖视图。
附图标记说明
1 曲轴 2 第一轴承
3 垫片 4 气缸
5 第二轴承 6 滑片
7 活塞
11 长轴段 12 短轴段
13 偏心段 14 曲轴止推部
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种压缩机的泵体组件，其中，所述压缩机的泵体组件包括曲轴1和第一轴承2，所述曲轴1包括依次连接的长轴段11、偏心段13 和短轴段12，所述第一轴承2形成有安装孔，所述短轴段12插入所述安装孔中，所述安装孔靠近所述偏心段13的一端设置有容纳所述短轴段12穿过的垫片3，所述偏心段13包括径向凸出的曲轴止推部14，所述曲轴止推部 14抵压于所述垫片3，所述曲轴止推部14由低碳钢或低碳合金钢制成，所述垫片3由金属基自润滑材料制成。
如图1和图2所示，曲轴1大致包括三段，即长轴段11、偏心段13和短轴段12，如图3所示，第一轴承2形成有安装孔且在安装孔中设置有垫片 3，如图4和图5所示，垫片3大致形成为具有中心孔的环形，短轴段12插入所述安装孔并插入垫片3的中心孔。其中，位于长轴段11和短轴段12之间的偏心段13包括径向凸出的曲轴止推部14，曲轴止推部14通过其朝向第一轴承2的端面抵压于第一轴承2的端面，特别是抵压在垫片3(环形端面) 上，曲轴1在相对于第一轴承2转动时，曲轴止推部14与第一轴承2和垫片3发生摩擦。
其中，所述垫片3由金属基自润滑材料制成，可以显著地降低垫片3与曲轴止推部14之间的摩擦，另外，所述曲轴止推部14由低碳钢或低碳合金钢制成，低碳钢或低碳合金钢属于硬度相对较低一些的钢种，使得曲轴止推部14具有合适的硬度，缓解曲轴止推部14的磨损，延长使用寿命。通过垫片3与曲轴止推部14的选材配合，降低了制造成本，耐摩擦磨损性、抗疲劳性、防腐蚀性以及使用寿命均得到了显著提高，能够适用于高负荷、高功率、高温、高压等严酷的工作环境，提高了风险可靠性。
其中，曲轴1的其他部分可以与曲轴止推部14分别采用不同的材料制成，当然，优选地，所述曲轴1由低碳钢或低碳合金钢制成，即通过同种材料制造曲轴1，例如，可以通过铸造的形式制成曲轴1，或者通过粉末冶金方法制成曲轴1，在使用同种材料的情况下，曲轴止推部14与曲轴1的其他部分可以是分别独立制成并组装在一起，也可以一体制成。
具体地，所述曲轴止推部14依次通过渗碳处理、淬火处理以及回火处理制成。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。渗碳处理的具体方法是将曲轴止推部14置入具有活性渗碳介质中，加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性炭原子渗入表层中，从而得到具有碳浓度梯度的表层高碳，而曲轴止推部14的心部仍保持原有成分。另外，曲轴渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利，可以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐以延长使用寿命。另外，对于渗碳、淬火后的曲轴止推部14来说，还需要进行回火处理，即将淬火后的曲轴止推部14重新加热到低于下临界温度Ac1(加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度)的适当温度，保温一定时间后，以空冷、水冷、油冷等方式冷却到室温。通过回火处理，可以消除淬火时产生的残留应力，防止曲轴止推部14变形和开裂，并且可以调整其硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求。
通过渗碳处理、淬火处理，可以使得曲轴止推部14的硬度提高，特别是表层的硬度，而回火之后可以将曲轴止推部14的硬度调节到更为合适的水平，并且可以消除残余应力，避免开裂。
具体地，所述渗碳处理的渗碳温度为850～980℃，时间为1～8小时；所述淬火处理的淬火温度为淬火温度为800～900℃，时间为1～4小时；所述回火处理的回火温度为300～500℃。通过控制渗碳处理、淬火处理以及回火处理的制度，可以控制渗碳层的硬度。其中，回火处理为中温回火，回火后可以通过水冷、空冷、油冷等方式将曲轴止推部14(或曲轴1)逐渐降低到室温。
以上热处理方法可以仅针对于曲轴止推部14，也可以对整个曲轴1进行这样的处理。
进一步地，所述曲轴止推部14通过所述渗碳处理形成的渗碳层的厚度为0.1～0.6mm。渗碳层相对于未渗碳的心部的硬度相对较高，而心部由于较低的硬度而具有较好的韧性，通过心部与渗碳层的配合，使得曲轴止推部14 在硬度与韧性之间取得较好的平衡，一方面具有较好的耐磨性能，并且也可以降低与垫片3间的摩擦。
另外，所述曲轴止推部14的表面硬度为HRC30～60。即曲轴止推部14 的硬度为洛式硬度HRC30～60，曲轴止推部14的硬度可以保持为合适的水平，在硬度与韧性之间取得较好的平衡，兼具耐磨性能和减摩效果。曲轴止推部14的表面硬度可以通过控制渗碳处理来实现，例如控制渗碳处理的时间，控制渗碳量等。
另外，所述金属基自润滑材料为铜基自润滑材料，并且所述铜基自润滑材料含有石墨、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯中的一种或多种。石墨、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯为固体润滑材料，将这样的固体润滑材料嵌入铜基材料中，在垫片3与曲轴止推部14的摩擦过程中，固体润滑材料与曲轴止推部14摩擦形成油和粉末并存润滑的环境，可以保护垫片3和曲轴止推部14，并且消耗速度相对较小，可以长期保持润滑环境。
另外，所述垫片3的硬度为HB80～200。作为低成本、可更换的结构，垫片3的硬度相对较低，一方面允许少量磨损以保护曲轴止推部14，另一方面也可以更好地允许其中的固体润滑材料在摩擦作用下形成润滑层。
另外，所述压缩机的泵体组件还包括：
活塞7，所述活塞7套设于所述偏心段13并相对于所述曲轴1的转动轴线偏心设置；
第二轴承5，所述第二轴承5套设于所述长轴段11；
气缸4，所述气缸4设置有工作腔，所述偏心段13容纳在所述工作腔中，所述第二轴承5和所述第一轴承2分别设置在所述气缸4的两端；
滑片6，所述滑片6偏压于所述活塞7的外周面并能够在所述工作腔中径向滑动。
如图1所示，气缸4大致形成为管状而具有工作腔，两端通过第一轴承 2和第二轴承5密封，曲轴1的偏心段13设置在工作腔中，并且偏心段13 套设有活塞7，活塞7相对于曲轴1的转动轴线偏心设置，滑片6偏压于活塞7的外周面，工作腔被活塞7和滑片6分隔为高压腔和低压腔，当电机部分带动曲轴1和活塞7旋转时，滑片6径向移动，可以使得高压腔和低压腔的体积发生变化，贮液器内的冷媒被吸入低压腔中；进而，随着活塞7相对气缸4进一步转动，冷媒被压缩并具有较高压力，便于后续冷凝液化等。
另外，本发明还提供了一种压缩机，其中，所述压缩机设置有以上方案所述的压缩机的泵体组件。所述压缩机可以为旋转式压缩机，可以用于空调、冰箱等制冷设备。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压缩机的泵体组件，其特征在于，所述压缩机的泵体组件包括曲轴(1)和第一轴承(2)，所述曲轴(1)包括依次连接的长轴段(11)、偏心段(13)和短轴段(12)，所述第一轴承(2)形成有安装孔，所述短轴段(12)插入所述安装孔中，所述安装孔靠近所述偏心段(13)的一端设置有容纳所述短轴段(12)穿过的垫片(3)，所述偏心段(13)包括径向凸出的曲轴止推部(14)，所述曲轴止推部(14)抵压于所述垫片(3)，所述曲轴止推部(14)由低碳钢或低碳合金钢制成，所述垫片(3)由金属基自润滑材料制成。
2.根据权利要求1所述的压缩机的泵体组件，其特征在于，所述曲轴(1)由低碳钢或低碳合金钢制成。
3.根据权利要求2所述的压缩机的泵体组件，其特征在于，所述曲轴止推部(14)依次通过渗碳处理、淬火处理以及回火处理制成。
4.根据权利要求3所述的压缩机的泵体组件，其特征在于，所述渗碳处理的渗碳温度为850～980℃，时间为1～8小时；所述淬火处理的淬火温度为淬火温度为800～900℃，时间为1～4小时；所述回火处理的回火温度为300～500℃。
5.根据权利要求3所述的压缩机的泵体组件，其特征在于，所述曲轴止推部(14)通过所述渗碳处理形成的渗碳层的厚度为0.1～0.6mm。
6.根据权利要求3所述的压缩机的泵体组件，其特征在于，所述曲轴止推部(14)的表面硬度为HRC30～60。
7.根据权利要求1所述的压缩机的泵体组件，其特征在于，所述金属基自润滑材料为铜基自润滑材料，并且所述铜基自润滑材料含有石墨、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的压缩机的泵体组件，其特征在于，所述垫片(3)的硬度为HB80～200。
9.根据权利要求1所述的压缩机的泵体组件，其特征在于，所述压缩机的泵体组件还包括：
活塞(7)，所述活塞(7)套设于所述偏心段(13)并相对于所述曲轴(1)的转动轴线偏心设置；
第二轴承(5)，所述第二轴承(5)套设于所述长轴段(11)；
气缸(4)，所述气缸(4)设置有工作腔，所述偏心段(13)容纳在所述工作腔中，所述第二轴承(5)和所述第一轴承(2)分别设置在所述气缸(4)的两端；
滑片(6)，所述滑片(6)偏压于所述活塞(7)的外周面并能够在所述工作腔中径向滑动。
10.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机设置有权利要求1-9中任意一项所述的压缩机的泵体组件。
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