CN108788652A - 旋转式压缩机钢曲轴制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转式压缩机钢曲轴制造方法，属于液体变容式机械技术领域。它解决了现有的钢曲轴在冷镦成型过程中曲轴容易弯曲变形的问题。本旋转式压缩机钢曲轴制造方法是按下述顺序步骤进行的，第一步，不分先后顺序地制造长轴、偏心曲轴套和短轴与偏心曲轴部件；短轴与偏心曲轴部件中具有一偏心曲轴，偏心曲轴的一端面上具有短轴，另一端面上具有连接头；第二步，连接头穿入偏心曲轴套的偏心孔且连接头与偏心曲轴套紧配合连接；第三步，长轴的一端部穿入偏心曲轴套的偏心孔且长轴、连接头与偏心曲轴套之间通过摩擦焊接固定连接。采用本旋转式压缩机钢曲轴制造方法制作旋转式压缩机钢曲轴具有合格率高、生产效率高和生产成本低的优点。

Description

旋转式压缩机钢曲轴制造方法

技术领域

本发明属于液体变容式机械技术领域，涉及一种旋转式压缩机，特别是一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法。

背景技术

旋转式压缩机的电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动，而是直接带动旋转活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩。旋转式压缩机更适合于小型空调器，特别是在家用空调器上的应用更为广泛。

不同型号的压缩机气缸数量不同，如单缸旋转式压缩机和双缸旋转式压缩机。单缸旋转式压缩机钢曲轴上只有一个偏心曲轴部分；双缸旋转式压缩机钢曲轴上具有两个偏心曲轴部分，有两个偏心曲轴部分按180°对置设置，该结构的钢曲轴具有降低振动、噪声的优点，以及降低压缩机所需驱动力，提高压缩机能效比等优点。

曲轴是旋转式压缩机的核心部件之一，关于曲轴的制作方法相关文献较多，如密闭往复式压缩机曲轴的制造方法（公开号CN1470772A），该曲轴的主轴部分和偏心设置的曲柄部分通过铜焊方式固连在一起。空调压缩机球铁曲轴制备方法（公开号CN1455121A），该曲轴通过铸造成型。旋转式压缩机的曲轴制作方法（公开号CN1896555A），在圆管上锻造出偏心曲柄部，再对偏心曲柄局进行机加工成型。空调压缩机曲轴的制造方法（申请公布号CN106141052A），将一根钢棒的局部逐步镦粗且成型出偏心曲柄。

随着人们不断注重环保性，低氟、无氟冷媒在压缩机和制冷产品中应用越来越多，如采用R134a、R407cr、R410A等冷媒的压缩机不断推出，其工作压力比采用R22冷媒的压缩机要提高60%，由原来16kg/cm²，提高到26～28kg/cm²。同时变频压缩机的转速相对于定频压缩机的转速更高，对曲轴的耐磨性、耐疲劳性和使用寿命技术要求也更高。

一种二氧化碳热泵热水器压缩机能在-20℃～25℃环境下工作，并能提供超过60℃～85℃以上热水，其吸入压力高达3.5 Mpa～4Mpa，出口压力超过8Mpa～12Mpa，其压力是传统冷媒压力的5～10倍。对曲轴的强度、耐磨性、耐疲劳性提出更高的技术要求。

现有常规的球墨铸铁曲轴已经无法满足技术要求。采用冷镦方法制造单缸曲轴存在着在冷镦成型过程中曲轴容易弯曲变形，换言之存在着成品合格率低，严重浪费材料等问题；该技术方案并不适合制造双缸曲轴的问题。

发明内容

本发明提出了一种旋转式压缩机钢曲轴制造方法，本发明要解决的技术问题是如何提出另一种旋转式压缩机钢曲轴制造方法。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种旋转式压缩机钢曲轴包括一根中心轴和一个偏心曲轴，旋转式压缩机钢曲轴制造方法是按下述顺序步骤进行的，第一步，不分先后顺序地制造中心轴和偏心曲轴套，偏心曲轴套内具有偏心孔；第二步，偏心曲轴套从中心轴的一端套入且偏心曲轴套和中心轴通过旋转摩擦焊接固定连接。

一种旋转式压缩机钢曲轴包括一根中心轴和两个偏心曲轴，旋转式压缩机钢曲轴制造方法是按下述顺序步骤进行的，第一步，不分先后顺序地制造长轴、偏心曲轴套和短轴与偏心曲轴部件；偏心曲轴套内具有偏心孔；短轴与偏心曲轴部件中具有一偏心曲轴，偏心曲轴的一端面上具有短轴，另一端面上具有连接头；

第二步，连接头穿入偏心曲轴套的偏心孔且连接头与偏心曲轴套紧配合连接；

第三步，长轴的一端部穿入偏心曲轴套的偏心孔且长轴与偏心曲轴套之间通过摩擦焊接固定连接以及长轴与连接头之间通过摩擦焊接固定连接。

与现有技术相比，本旋转式压缩机钢曲轴制造方法中中心轴和长轴采用圆形钢棒制成，偏心曲轴套也可采用型材制成，偏心曲轴套还可以采用冷挤压成型，短轴与偏心曲轴部件采用冷挤压制成，因而具有所需原材料少的优点。本旋转式压缩机钢曲轴制造方法对曲轴进行合理分割，各个部件制造以及部件之间装配具有工艺成熟，制造方便、制造成本低和产品合格率高的优点，同时冷挤压能提高钢的性能，进而提高曲轴强度、耐磨性和耐疲劳性等特性。概括来说，采用本旋转式压缩机钢曲轴制造方法制作旋转式压缩机钢曲轴具有合格率高、生产效率高和生产成本低的优点。

附图说明

图1是双缸旋转式压缩机钢曲轴的立体结构示意图。

图2是短轴与偏心曲轴部件的立体结构示意图。

图3是偏心曲轴套的立体结构示意图。

图4是长轴的立体结构示意图。

图5是双缸旋转式压缩机钢曲轴的剖视结构示意图。

图6是单缸旋转式压缩机钢曲轴的立体结构示意图。

图7是中心轴的立体结构示意图。

图8是偏心曲轴套的立体结构示意图。

图9是单缸旋转式压缩机钢曲轴的剖视结构示意图。

图中，1、中心轴；1a、长轴部；1b、短轴部；1c、安装凹肩；2、偏心曲轴；3、长轴；4、偏心曲轴套；4a、偏心孔；5、短轴与偏心曲轴部件；5a、短轴；5b、连接头。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，一种旋转式压缩机钢曲轴包括一根中心轴1和两个偏心曲轴2，两个偏心曲轴2上下叠设，偏心曲轴2与中心轴1之间具有偏心距。中心轴1中位于偏心曲轴2上方部分称为长轴部1a，中心轴1中位于偏心曲轴2下方部分称为短轴部1b。短轴部1b的长度远远小于长轴部1a的长度。

如图2至图5所示，旋转式压缩机钢曲轴制造方法是按下述顺序步骤进行的：

第一步，不分先后顺序地制造长轴3、偏心曲轴套4和短轴与偏心曲轴部件5；即将旋转式压缩机钢曲轴分割为长轴3、偏心曲轴套4和短轴与偏心曲轴部件5三个部件。

长轴3的制作方法为先选择直径与长轴部1a直径相同的圆形钢棒，再在圆形钢棒上按设计长度进行截取，由此得到长轴3；长轴3的设计长度略大于长轴部1a的长度。

偏心曲轴套4的制作方法为先选择具有偏心孔4a的无缝钢管，再在无缝钢管上按设计长度进行截取，最后通过扩镗孔或冷挤压成型得到偏心曲轴套4。偏心曲轴套4的直径与偏心曲轴2的直径相同，偏心孔4a的位置与中心轴1的位置相吻合，偏心孔4a的大小与中心轴1的大小相吻合。

短轴与偏心曲轴部件5的制作方法为先选择直径大于中心轴1直径且小于偏心曲轴2直径的圆形钢棒，再在圆形钢棒上截取圆形钢坯，最后将圆形钢坯冷挤压成短轴与偏心曲轴部件5。短轴与偏心曲轴部件5中具有与一个偏心曲轴2，偏心曲轴2的一端面上具有与短轴部1b相吻合的短轴5a，偏心曲轴2的另一端面上具有连接头5b；连接头5b的长度小于偏心曲轴2高度的1/2，连接头5b和短轴5a同心设置，连接头5b的直径与偏心曲轴套4中偏心孔4a的直径相吻合。

第二步，将短轴与偏心曲轴部件5和偏心曲轴套4装配在一起。连接头5b穿入偏心曲轴套4的偏心孔4a，偏心套与连接头5b过盈配合。具体来说，短轴与偏心曲轴部件5和偏心曲轴套4均定位在专用夹具上，保证偏心曲轴套4与短轴与偏心曲轴部件5中偏心曲轴2的位置关系符合设计要求，再将偏心曲轴套4压套在连接头5b上。

第三步，长轴3与第二步加工完成的部件通过摩擦焊接固连。将长轴3放入摩擦焊接机主轴内孔的弹簧夹头内并夹紧，第二步加工完成的部件通过夹具安装在拖板上，偏心曲轴套4的偏心孔4a与长轴3相对设置。摩擦焊接机主轴高速旋转带动长轴3同步旋转，拖板移动带动夹具和第二步加工完成的部件同步向靠近长轴3方向移动。偏心曲轴套4逐渐套入长轴3的端部，长轴3先与偏心孔4a的孔壁摩擦产生高温，随着移动行程增加，长轴3的端部与连接头5b的端面也摩擦产生高温，接触部位融化；摩擦焊接机利用焊接电流出现拐点的特征，做出顶镦、主轴刹车、夹具松开、拖板快速后退等动作，由此完成摩擦焊接。待冷却后长轴3与偏心曲轴套4固连在一起，长轴3与连接头5b也固连在一起，形成双缸旋转式压缩机钢曲轴坯料。

实施例二

如图6所示，一种旋转式压缩机钢曲轴包括一根中心轴1和一个偏心曲轴2，偏心曲轴2与中心轴1之间具有偏心距。中心轴1中位于偏心曲轴2上方部分称为长轴部1a，中心轴1中位于偏心曲轴2下方部分称为短轴部1b。短轴部1b的长度远远小于长轴部1a的长度。

如图7至图9所示，旋转式压缩机钢曲轴制造方法是按下述顺序步骤进行的：

第一步，不分先后顺序地制造中心轴1和偏心曲轴套4；即将旋转式压缩机钢曲轴分割为中心轴1和偏心曲轴套4两个部件。

中心轴1的制作方法为先选择直径与长轴部1a直径相同的圆形钢棒，再在圆形钢棒上按设计长度进行截取，由此得到中心轴1。如图9所示，短轴部1b的直径小于长轴部1a的直径，则可继续进行车削加工或冷挤压成型加工，由此成型出短轴部1b以及用于安装偏心曲轴套4的安装凹肩1c。

偏心曲轴套4的制作方法为先选择具有偏心孔4a的无缝钢管，再在无缝钢管上按设计长度进行截取，最后通过扩镗孔或冷挤压成型得到偏心曲轴套4。偏心曲轴套4的直径与偏心曲轴2的直径相同，偏心孔4a的位置与中心轴1的位置相吻合，偏心孔4a的大小与中心轴1的大小相吻合。

第二步，中心轴1和偏心曲轴套4通过摩擦焊接固连。将中心轴1放入摩擦焊接机主轴内孔的弹簧夹头内并夹紧，偏心曲轴套4通过夹具安装在拖板上，偏心曲轴套4的偏心孔4a与短轴部1b相对设置。摩擦焊接机主轴高速旋转带动中心轴1同步旋转，拖板移动带动夹具和偏心曲轴套4同步向靠近中心轴1方向移动。偏心曲轴套4逐渐套入安装凹肩1c，中心轴1和偏心曲轴套4中偏心孔4a的孔壁摩擦产生高温，接触部位融化；拖板快速移动至设计位置，主轴急停，同时夹具松开偏心曲轴套4，拖板急速后退。待冷却后中心轴1和偏心曲轴套4便固连在一起，形成单缸旋转式压缩机钢曲轴坯料。

Claims (10)

1.一种旋转式压缩机钢曲轴制造方法，旋转式压缩机钢曲轴包括一根中心轴（1）和一个偏心曲轴（2），其特征在于，旋转式压缩机钢曲轴制造方法是按下述顺序步骤进行的，

第一步，不分先后顺序地制造中心轴（1）和偏心曲轴套（4），偏心曲轴套（4）内具有偏心孔（4a）；

第二步，偏心曲轴套（4）从中心轴（1）的一端套入且偏心曲轴套（4）和中心轴（1）通过旋转摩擦焊接固定连接。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机钢曲轴制造方法，其特征在于，所述中心轴（1）中位于偏心曲轴（2）上方部分称为长轴部（1a），中心轴（1）中位于偏心曲轴（2）；下方部分称为短轴部（1b）；短轴部（1b）的长度小于长轴部（1a）的长度；中心轴（1）的制作方法为先选择直径与长轴部（1a）直径相同的圆形钢棒，再在圆形钢棒上按设计长度进行截取，由此得到中心轴（1）。

3.根据权利要求2所述的旋转式压缩机钢曲轴制造方法，其特征在于，所述短轴部（1b）的直径小于长轴部（1a）的直径，将截取的圆形钢棒进行车削加工或冷挤压成型加工之后得到中心轴（1）；中心轴（1）上具有位于短轴部（1b）和长轴部（1a）之间的安装凹肩（1c）；偏心曲轴套（4）固定连接在安装凹肩（1c）上。

4.根据权利要求1或2或3所述的旋转式压缩机钢曲轴制造方法，其特征在于，所述偏心曲轴套（4）的制作方法为先选择具有偏心孔（4a）的无缝钢管，再在无缝钢管上按设计长度进行截取，最后通过扩镗孔或冷挤压成型得到偏心曲轴套（4）。

5.一种旋转式压缩机钢曲轴制造方法，旋转式压缩机钢曲轴包括一根中心轴（1）和两个偏心曲轴（2），其特征在于，旋转式压缩机钢曲轴制造方法是按下述顺序步骤进行的，第一步，不分先后顺序地制造长轴（3）、偏心曲轴套（4）和短轴与偏心曲轴部件（5）；偏心曲轴套（4）内具有偏心孔（4a）；短轴与偏心曲轴部件（5）中具有一偏心曲轴（2），偏心曲轴（2）的一端面上具有短轴（5a），另一端面上具有连接头（5b）；

第二步，连接头（5b）穿入偏心曲轴套（4）的偏心孔（4a）且连接头（5b）与偏心曲轴套（4）紧配合连接，偏心曲轴套（4）和短轴与偏心曲轴部件（5）中偏心曲轴（2）之间夹角为180°；

第三步，长轴（3）的一端部穿入偏心曲轴套（4）的偏心孔（4a）且长轴（3）与偏心曲轴套（4）之间通过摩擦焊接固定连接以及长轴（3）与连接头（5b）之间通过摩擦焊接固定连接。

6.根据权利要求5所述的旋转式压缩机钢曲轴制造方法，其特征在于，所述中心轴（1）中位于偏心曲轴（2）上方部分称为长轴部（1a），中心轴（1）中位于偏心曲轴（2）下方部分称为短轴部（1b）；短轴部（1b）的长度小于长轴部（1a）的长度；长轴（3）的制作方法为先选择直径与长轴部（1a）直径相同的圆形钢棒，再在圆形钢棒上按设计长度进行截取，由此得到长轴（3）；长轴（3）的设计长度略大于长轴部（1a）的长度。

7.根据权利要求5所述的旋转式压缩机钢曲轴制造方法，其特征在于，所述偏心曲轴套（4）的制作方法为先选择具有偏心孔（4a）的无缝钢管，再在无缝钢管上按设计长度进行截取，最后通过扩镗孔或冷挤压成型得到偏心曲轴套（4）。

8.根据权利要求5所述的旋转式压缩机钢曲轴制造方法，其特征在于，所述短轴与偏心曲轴部件（5）的制作方法为先选择直径大于中心轴（1）直径且小于偏心曲轴（2）直径的圆形钢棒，再在圆形钢棒上截取圆形钢坯，最后将圆形钢坯冷挤压成短轴与偏心曲轴部件（5）。

9.根据权利要求5或6或7或8所述的旋转式压缩机钢曲轴制造方法，其特征在于，所述连接头（5b）的长度小于偏心曲轴（2）高度的1/2。

10.根据权利要求5或6或7或8所述的旋转式压缩机钢曲轴制造方法，其特征在于，所述短轴与偏心曲轴部件（5）和偏心曲轴套（4）均定位在夹具上，偏心曲轴套（4）与短轴与偏心曲轴部件（5）中偏心曲轴（2）的位置关系符合设计要求，之后再将偏心曲轴套（4）压套在连接头（5b）上。