CN109209886A - 一种转子式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种转子式压缩机，该压缩机包括第一支承组件和第二支承组件，该第一支承组件为上支撑组件，与曲轴穿出所述转子的一端同轴设置且间隙配合，第二支承组件为主轴承，其高度为H，该间隙配合的配合间隙S落入以下范围内0.001≤S/H≤0.005；该转子式压缩机通过精确控制上下支撑部分的结构参数，优化整机结构缓解轴承磨损问题，从而提高压缩机的运行稳定性和使用寿命。

Description

一种转子式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机设计制造领域，尤其涉及一种转子式压缩机。

背景技术

传统的压缩机中，曲轴采用单约束的悬臂结构，容易产生较大的变形，特别是在大排量的转子式压缩机中，曲轴的长度加长，偏心部的受力增加，电机启动的轴向电磁力增加，以上因素均导致曲轴挠度增加。曲轴挠度变大会带来诸多不良后果，如曲轴与轴承间摩擦力的增加带来的损耗、壳体振动加强带来的噪音、转子间隙不均匀度增大导致电机效率的降低等。

近年来，引入双支撑结构，即在曲轴的两端均通过轴承支撑的方法大幅降低曲轴挠度，提高了压缩机工作的稳定性，降低了工作噪音。通常情况下，压缩机的上支撑结构中，轴承同曲轴采用间隙配合方式固定。此外，在压缩机的运转中，主轴承的高度对于整个压缩机系统的轴系稳定及可靠性有着重要作用，但当压缩机结构中存在上支撑结构时，主轴承的受力将相应减小，磨损接触时间减短。传统压缩机结构中，由于上下支撑的结构配合不当，经常造成工作时支撑件部分区域受面压较大，造成磨损严重的情况。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种转子式压缩机，通过精确控制上下支撑部分的结构参数，优化整机结构缓解轴承磨损问题，从而提高压缩机的运行稳定性和使用寿命。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种转子式压缩机，包括：

壳体；

压缩组件，所述压缩组件设置于所述壳体内，包括曲轴以及气缸；

电机组件，所述电机组件设置于所述壳体内且位于所述压缩组件的上方，其包括定子和转子，所述定子同所述壳体固定，所述转子可转动地设置于所述定子内且外套在所述曲轴上；

支承组件，包括第一支承组件和第二支承组件，所述第一支承组件设置于所述壳体内且位于所述电机组件的远离所述压缩组件的一侧，所述第一支承组件与所述曲轴穿出所述转子的一端同轴设置且间隙配合，所述间隙配合部位的配合间隙为S，所述第二支承组件设置于所述壳体内且位于所述电机组件的靠近所述压缩组件的一侧并与所述曲轴穿出所述转子的另一端同轴设置，所述第二支承组件沿所述曲轴轴向的长度为H，配合间隙S同长度H的比例设定为：0.001≤S/H≤0.005；

其中，所述配合间隙定义为S＝D1-D2，D1为所述支承组件的内径，D2为所述曲轴间隙配合部位的外径。

进一步地，配合间隙S同长度H的比例设定为：0.0015≤S/H≤0.004；优选为0.00218≤S/H≤0.00313；进一步优选为0.00235≤S/H≤0.00265或0.00218≤S/H≤0.00259或0.00277≤S/H≤0.00313。

进一步地，所述转子式压缩机的气缸至少包括第一气缸、第二气缸以及设置于所述第一气缸与第二气缸之间的中间板。

更进一步地，所述第二气缸远离所述第一气缸的一侧还设置有第三支承组件。

进一步地，所述第一支承组件包括本体以及设置于间隙配合部位的轴承，所述本体同所述壳体固定。

更进一步地，所述第一支承组件的本体一体成型或者组合成型。

更进一步地，所述第一支承组件的轴承与所述第一支承组件本体内壁面过盈配合。

更进一步地，所述第一支承组件的轴承与所述曲轴间隙配合部位的外壁面过盈配合。

进一步地，所述转子式压缩机的排量不小于50CC。

进一步地，所述转子式压缩机的壳径不小于120mm。

技术效果

本发明通过对于不同使用转速的压缩机，相应地选取支承组件中轴承与曲轴配合的合理的间隙范围，使得压缩机运转更加平稳，定转子间隙更加均匀，整机振动减小，且主轴承、支承组件的寿命均得以保证。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施例中双转子压缩机的结构示意图；

图2是图1实施例中上支撑组件的结构示意图正视图；

附图标记：101-第一支承组件本体，102-曲轴，103-第一支承组件轴承，105-电机组件，106-第一气缸，107-壳体，108-下壳盖，109-上壳盖，110-储液器，111-第二支承组件，112-第二气缸，113-中间板，114-第三支承组件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种带有上支撑结构的双转子式压缩机，包括位于机身外部的壳体107、上壳盖108、下壳盖109、固定在壳体107内部的电机组件105、压缩组件、支承组件以及设置于壳体107外部，同壳体相连的储液器组件110。

其中，固定于壳体内部的器件中，作为动力提供系统的电机组件105为包括定转子的电动马达，其定子同电机壳体焊接固定，其转子套于曲轴外部，并通过曲轴的固定装置将其位置限定在定子内部，可通过定子驱动旋转。电机组件的功率可根据排量或变频性能的不同实际选择，并相应地决定了曲轴的种类。

本实施例中的压缩机为双转子式压缩机，压缩组件采用第一气缸106、第二气缸112联用的结构，第一气缸106、第二气缸112之间设置有中间板113，曲轴102为一根依次穿过电机转子、第一气缸106、第二气缸112的杆状件，并在第一气缸106和第二气缸112内部设置有偏心部，该偏心部部位还连接有活塞以及用于分离吸气腔、排气腔的叶片。

本实施例中的压缩机曲轴采用双支撑方式固定，即上支撑部分(第一支承组件)和下支撑部分(第二支承组件)组成，如图2所示，曲轴102上端穿出转子，并通过第一支承组件予以支承，第一支承组件包括第一支承组件本体101及轴承103，本体101通过焊接同壳体107固定，轴承103通过过盈配合压入支承组件本体101中，同时曲轴102同轴承103之间采用间隙配合，并要求比较高的同轴度，该间隙配合部位的配合间隙即为S，轴承103的内径尺寸为D1，曲轴102的外径尺寸为D2，可知S＝D1-D2。曲轴102下端同样穿出转子，并通过第一气缸106上端面的主轴承，即第一支承组件111予以支承，该主轴承沿曲轴轴向方向的长度，即主轴承高度如图所示，定义为H。此外，对于曲轴102下端穿过第二气缸112的位置，即第二气缸的下端面处也设置有用于支撑曲轴下端的副轴承，即第三支承组件114，以进一步提高装置整体稳定性。

上支撑的设计使得压缩机在运转过程中，尤其是在高转速下更加平稳，定转子间隙更加均匀，主轴承受力减小，可靠性增加。但若运转在低转速下，该间隙S设计过大，起不到改善轴受、运转平稳，压缩机可靠性更优的作用；但在转速较高时，如果该间隙S设计过小，上支撑处的受力较大，该处的磨耗相对较大，上支撑寿命减短从而影响整机寿命。

在压缩机的运转过程中，主轴承的高度H对整个压缩机的轴系稳定及可靠性有很重要的作用，但压缩机结构增加上支撑后，主轴承的受力减小，磨损接触时间减短。

本实施例中，对于轴径为26mm的大型压缩机，其间隙S为130μm，主轴承高度H为49-55mm，此时0.00235≤S/H≤0.00265。试验发现，此时主轴承所受面压下降约10％-25％，而上支撑在最大转速下接触曲轴后面压上升7％-10％，由于上支撑处有自润滑轴承，且为辅助支撑，因此，在0.00235≤S/H≤0.00265的情况下工作，各部件磨损均相对较小，整机可靠性提升。

在本发明的其他较优实施例中，对于轴径为12-16mm的小型家用压缩机，当配合间隙S为70μm，主轴承高度H为27-32mm时，此时0.00218≤S/H≤0.00259。当间隙S为100μm时，主轴承高度H为32-36mm，此时0.00277≤S/H≤0.00313。寿命考核证明，在以上的设计方案下压缩机各部件磨耗小，整机结构更加优化。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转子式压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

压缩组件，所述压缩组件设置于所述壳体内，包括曲轴以及气缸；

电机组件，所述电机组件设置于所述壳体内且位于所述压缩组件的上方，其包括定子和转子，所述定子同所述壳体固定，所述转子可转动地设置于所述定子内且外套在所述曲轴上；

支承组件，包括第一支承组件和第二支承组件，所述第一支承组件设置于所述壳体内且位于所述电机组件的远离所述压缩组件的一侧，所述第一支承组件与所述曲轴穿出所述转子的一端同轴设置且间隙配合，所述间隙配合部位的配合间隙为S，所述第二支承组件设置于所述壳体内且位于所述电机组件的靠近所述压缩组件的一侧并与所述曲轴穿出所述转子的另一端同轴设置，所述第二支承组件沿所述曲轴轴向的长度为H，配合间隙S同长度H的比例设定为：0.001≤S/H≤0.005；

其中，所述配合间隙定义为S＝D1-D2，D1为所述支承组件的内径，D2为所述曲轴间隙配合部位的外径。

2.如权利要求1所述的转子式压缩机，其特征在于，配合间隙S同长度H的比例设定为：0.0015≤S/H≤0.004。

3.如权利要求1所述的转子式压缩机，其特征在于，所述转子式压缩机的气缸至少包括第一气缸、第二气缸以及设置于所述第一气缸与第二气缸之间的中间板。

4.如权利要求3所述的转子式压缩机，其特征在于，所述第二气缸远离所述第一气缸的一侧还设置有第三支承组件。

5.如权利要求1所述的转子式压缩机，其特征在于，所述第一支承组件包括本体以及设置于间隙配合部位的轴承，所述本体同所述壳体固定。

6.如权利要求5所述的转子式压缩机，其特征在于，所述第一支承组件的本体一体成型或者组合成型。

7.如权利要求5所述的转子式压缩机，其特征在于，所述第一支承组件的轴承与所述第一支承组件本体内壁面过盈配合。

8.如权利要求5所述的转子式压缩机，其特征在于，所述第一支承组件的轴承与所述曲轴间隙配合部位的外壁面过盈配合。

9.如权利要求1所述的转子式压缩机，其特征在于，所述转子式压缩机的排量不小于50CC。

10.如权利要求1所述的转子式压缩机，其特征在于，所述转子式压缩机的壳径不小于120mm。