CN1127619C - 旋转斜盘式压缩机 - Google Patents

Abstract

装在用于压缩制冷剂的旋转斜盘式压缩机中的旋转斜盘(3、18)用铝合金作基本材料制作。旋转斜盘(3、18)的滑动接触表面(3a、18a)与防磨包头(7、19)形成滑动接触，该包头使旋转斜盘(3、18)连接于活塞(6、17)，上述滑动接触表面上利用转移法涂覆固体润滑剂膜，该固体润滑剂包括从二硫化钼、二硫化钨和石墨中选出的至少一种润滑材料。因此改进了膜的操作性能和润滑剂的成膜率。

Description

旋转斜盘式压缩机

技术领域

本发明涉及旋转斜盘式压缩机，具体涉及高可靠性的旋转斜盘式压缩机，该压缩机具有经表面处理精加工的旋转斜盘并能够以改进的操作性能操作。

背景技术

应用于例如汽车空调系统的双头旋转斜盘式压缩机具有：驱动轴、一对可转动地支承驱动轴的气缸座；和固定支承于转动轴以便随该转动轴一起转动的旋转斜盘，该斜盘位于旋转倾斜盘室内，该室形成在包含一对气缸座之间边缘的区域内。形成许多气缸筒，使其沿两个气缸座延伸并围绕驱动轴配置。双头活塞分别嵌入气缸座中，以便进行轴向运动。各个活塞在操作上通过防磨包头与旋转斜盘相接合。旋转斜盘的转动被转换成活塞的线性运动，由此抽吸、压缩和排出制冷气体。

单头旋转斜盘活塞式压缩机具有气缸座和外壳，该外壳封闭气缸座的内端并具有旋转斜盘室或曲轴室。旋转斜盘装在驱动轴上，位于旋转斜盘室中，并通过防磨包头与活塞接合。另外，在可变容量旋转斜盘式压缩机中，旋转斜盘通过防磨包头与嵌入许多气缸筒中的单头活塞接合，并装在驱动轴上，使得可以在支承点摆动。旋转斜盘的倾斜度可以随曲轴室中的压力改变，因而作用于单头活塞相对端部的气体压力彼此平衡。因此调节单头活塞的冲程便可以控制压缩机容量。

已不断要求降低上述旋转斜盘式压缩机的重量，并且用于汽车空调或气候控制系统的旋转斜盘式压缩机包括旋转斜盘、活塞和气缸现在均用铝合金制作。因此必须考察抗磨损和防卡住的措施，以防止表面受到长时间剧烈的高速磨蚀作用，例如与防磨包头滑动接触的旋转倾斜盘的表面以及与孔的表面滑动接触和滑动接触表面。这些措施包括在活塞的滑动接触表面上形成碳氟化合物树脂膜和在旋转斜盘的滑动接触表面上形成固体润滑剂的膜。

然而双头活塞具有跨越旋转斜盘周缘的凹槽，并且为防止活塞绕其自身轴线转动而在凹槽中形成的干涉表面与旋转斜盘的外周面形成撞击接触，由此可防止活塞因作用于活塞的转矩而造成的转动。而单头活塞在其底端部分具有防转动的干涉表面，该干涉表面与外壳内表面形成撞击接触，由此可抑制活塞转动。因而在发动机起动时产生的基本上无润滑的状态下，可能在活塞的干涉表面和旋转斜盘的外周面之间发生卡住现象，已设法在活塞的干涉表面上和旋转斜盘的外周面上形成润滑膜。然而当采用例如喷涂法喷涂旋转斜盘形成润滑膜时，喷涂材料的膜形成率通常非常低。另外，因为润滑膜和滑动接触表面的粘合剂粘接强度很低，所以这种采用润滑膜的保护措施在可靠性以及其防卡住的效果方面是不令人满意的。

发明概要

本发明的目的是提供一种改进的旋转斜盘式压缩机，该压缩机由于采用涂有极好润滑膜和能以高效率生产的改进旋转斜盘而具有改进的操作可靠性。

本发明的另一目的是提供一种长寿命的旋转斜盘式压缩机，该压缩机应用于汽车空调系统上和用汽车发动机来压缩制冷剂时可以在长时间使用中保持令人满意的操作。

按照本发明，提供一种旋转斜盘式压缩机，该压缩机包括：具有许多气缸筒的气缸座；嵌入气缸筒的活塞；受支承以便绕其转动轴线转动的驱动轴；受支承以便随该驱动轴一齐转动的旋转斜盘，该斜盘至少具有与防磨包头滑动接触的并在操作上通过该防磨包头与活塞接合的滑动接触表面。

其中，与防磨包头滑动接触的旋转斜盘的滑动接触表面上用转移法涂复一层固体润滑剂膜，该润滑剂是从二硫化钼、二硫化钨和石墨中选出的至少一种固体润滑剂构成的。

在与防磨包头滑动接触的旋转斜盘的滑动接触表面上形成的固体润滑剂膜具有极好的润滑性能，而且用于形成固体润滑剂膜的转移方法从经济效益、涂料的成膜产率以及膜厚度的控制方面看均是很有利的。

如果旋转斜盘具有与各个活塞上形成的干涉表面形成撞击接触的外周面，则最好用转移法在该外周面上形成固体润滑剂膜。因此除与防磨包头滑动接触的滑动接触表面而外，与活塞形成撞击接触的接触表面也可以确保满意的抗卡住特性。

如果旋转斜盘的其上形成膜的滑动接触表面即膜的衬底面经过变粗糙的加工，则可迫使形成膜的涂料埋入底衬表面塑性形变所形成的细小凹凸不平处，从而形成增强膜和衬底表面的接合强度的锚定作用。如果转动斜盘的滑动接触表面和外周表面作为表面处理，电镀一层以锡为主要成分的材料膜，则镀膜可以防止旋转斜盘的铝质衬底曝露出来，即使镀膜部分脱落，而且该镀膜可以用作润滑层。因此该旋转斜盘具有极好的耐用性。

最好用研磨法精加工旋转斜盘滑动接触表面上形成的膜，以调节膜的厚度并以很高的表面精度(平面度)精加工膜表面。

附图简要说明

下面接合附图说明优选实施例，由此可以明显看出上述的和其它的目的、特征和优点，这些附图是：

图1是本发明优选实施例的双头旋转斜盘式压缩机的纵向截面图；

图2A是应用于图1所示压缩机的双头活塞的透视图；

图2B是沿图2A的2B-2B线截取的纵向截面图；

图3是本发明另一实施例的单头旋转斜盘式压缩机的纵向截面图；

图4A是应用于图3所示压缩机的单头活塞的前视图；

图4B是在单头活塞上形成的防转动干涉表面的后端视图；

图5是处理旋转斜盘滑动接触表面的转移装置的典型视图；

图6A是处理旋转斜盘外周面的转移装置的典型视图；

图6B是典型的展开图，示出制作旋转斜盘的工件和辊筒之间的关系。

实施本发明的最好模式

参考图1、2A和2B，双头旋转斜盘式压缩机具有前部气缸座1A、后部气缸座1B，驱动轴2，该轴被支承使得可以绕在其气缸座1A和1B上的转动轴线转动。旋转斜盘室4成形在气缸座1A和1B中的气缸座1A和1B结合处的周围区域内。旋转斜盘3装在旋转斜盘室4内，并与驱动轴2相接合，以便随该驱动轴2一起转动。预定直径的孔形成于气缸座1A和1B内，并使气缸座1A和1B接合在一起，使其相应孔的各个轴线彼此准直，从而形成许多绕驱动轴2配置的轴向气缸筒5(以后简称为筒)。双头活塞6的两个相对端部分分别嵌入筒5中，以便进行轴向运动。各个活塞6通过防磨包头7连接于旋转斜盘3的滑动接触表面3a。因此旋转斜盘3的转动运动被转换成活塞6的线性运动，从而抽吸、压缩和排出制冷气体。

在此实施例中，防磨包头7用铁质材料制作，而气缸座1A和1B、旋转斜盘3和双头活塞6均用铝合金例如超低共熔体铝硅合金制作。

如图2A和2B清楚示出的，双头活塞6具有在其两个相对端部分上形成的具有预定长度的并可以嵌入筒5的圆柱形滑动接触表面6a，以及在其中间部分上形成的凸槽6b，该凹槽6b位于具有滑动接触表面6a的两个相对端部分之间，使其可以跨越旋转斜盘3的外周面。分别压靠防磨包头7的半球形座6c彼此轴向相对地成形在凹槽6b中。抑制活塞6转动的干涉表面6d轴对称地成形在中间部分。干涉表面6d与旋转斜盘3的外周面3b形成撞击接触，从而可抑制活塞6由于活塞的防磨包头7作用的转矩造成的绕其轴线的转动。

参照图3、4A和4B，本发明另一实施例的可变容量旋转斜盘式压缩机具有：气缸座10，该气缸座具有两个相对端表面；前部外壳11，连接于气缸座10，使其覆盖气缸座1 0的前端；阀门板12，配置在气缸座10的后端表面上；和后部外壳13，连接于气缸座10，使其覆盖气缸座10的后端。气缸座10、前部外壳11和后部外壳13用螺栓牢固固定在一起，使其连接部分被严实地密封。在该压缩机中，气缸座10和前部外壳11形成曲轴室14，并且驱动轴15轴向伸入曲轴室14，并被支承在一对径向轴承上以便转动，该一对轴承分别固定在气缸座10和前部外壳11上。

围绕气缸座10中的驱动轴15形成许多气缸筒16(以后简称为“筒”)，单头活塞17分别可往复运动地嵌入筒16中。

在曲轴室中，转子20牢固固定于驱动轴15，以便随该曲轴15一起转动。利用前部外壳11通过止推轴承可以承受作用于转子20的轴向负载。旋转斜盘18固定在驱动轴15上，位于转子20后面的位置上。由于装在旋转斜盘18和转子20之间的压缩弹簧的弹力的作用旋转斜盘18总是被向后推压。

旋转斜盘18的形状大体类似于一个盘，在其周缘部分的相对两侧面上具有平的滑动接触表面18a。半球形的防磨包头19分别与滑动接触表面18a接触。包头19与活塞17上形成的半球形座17c形成滑动接触。在旋转斜盘18和转子20之间形成链接机构K，使得旋转倾斜板18可以相对于转子20绕枢轴转动。

旋转斜盘18具有通过其中心部分的弯曲的中心孔18b。驱动轴15穿过该中心孔18b，使得旋转斜盘可以支承在该驱动轴上。可以改变旋转斜盘18的倾斜度而不会对相应筒16改变各个单头活塞17的上死点位置。

在此实施例中，气缸座10、旋转斜盘18和活塞17均用铝合金例如超低共熔体铝硅合金制作。各个活塞17的头部具有配合筒16的具有预定长度的滑动接触表面17a，在其尾端部分具有跨越旋转斜盘18的凹槽17b(图4A)，而在其一部分后侧部分上形成凹槽17b以及大曲率半径的弯曲干涉表面17d，此干涉表面与形成曲轴室14的内表面14a形成撞击接触，从而可防止活塞17绕其自身转动轴线转动。

下面参照图5、6A和6B说明作为本发明特征的旋转斜盘的表面处理。

在前一个实施例中连接于双头活塞6的旋转斜盘3和后一个实施例中连接于单头活塞17的旋转斜盘18彼此不同之处在于，前一个旋转斜盘3具有与活塞6的干涉表面6d形成撞击接触的外周面3b，而后一个旋转斜盘18具有不与活塞17直接接触的外周面。因此，旋转斜盘18的外周面不一定要进行表面处理，作成具有润滑特性的外周面。然而，与防磨包头7接触的旋转斜盘3的滑动接触表面3a的表面处理与旋转斜盘18的滑动接触表面18a基本上是相同的，因此下面只说明旋转斜盘3的表面处理。

虽然在图中未清楚示出，但在工件3W即正制作的旋转斜盘3上形成的滑动接触表面3a可以采用使表面变粗糙的处理方法例如喷金属粒的方法进行选择性的预处理，使滑动接触表面3a的表面粗糙度达到0.4μRz或以上，由此可以增强固体润滑剂膜和滑动接触表面3a的粘接强度。

作为一种选择性的预处理，不管滑动接触表面3a是否已经过表面变粗糙的处理，工件3W的两个滑动接触表面3a(如果需要再加上外周面3b)均可电镀一层以锡为主要成份的金属膜。利用使表面变粗糙的处理法处理的滑动接触表面3a的表面粗糙度通过电镀法可增加表面粗糙度到约1.2μmRz。利用刻槽法可将这些衬底表面精加工到一定的表面粗糙度，本文省去这些预处理方法。

下面说明用于在已作上述预处理的工件3W的滑动接触表面上形成固体润滑剂膜的转移法(衬垫转移法)。

参考图5，转移装置具有桶71。桶71中装有含固体润滑剂例如二硫化钼与石墨的混合物以及未固化热固树脂例如聚酰胺的涂料C。该桶71装在滑动台72上。该滑动台72与桶71的下部开口端部滑动接触并可以沿箭头方向水平移动。在滑动台72的上表面上刻有其表面区域大体对应于滑动接触表面3a的环形涂料保持槽72a。合成橡胶作的圆柱形转移衬垫73配置在一个等待位置，该位置沿滑动台72的运动方向与桶71隔开预定的距离。转移衬垫73可以垂直移动。确定滑动台72的行程，使得涂料保持槽72a在等待位置和桶71的中心之间往复运动。

如此形成转移衬垫73，使其下端表面73b除去用于接纳工件3W凸出部的辅助穴73a以外可以稍微压曲并填满材料保持槽72a。转移衬垫73可以在等待位置和转移位置之间水平移动以及在等待位置和转移位置进行垂直运动，如箭头所示。支承台74具有定位槽74，该槽的形状对应于工件3W的凸出部的形状，该支承台74在转移衬垫73定位在转移位置时位于该衬垫的下面。该支承台74可以在图5所示的位置和未示出干燥装置之间移动。

使滑动台72从图5所示的等待位置向左移，使得涂料保持槽72a与桶71的中心对直，即定位涂料保持槽72a，使得构成涂料保持槽72a外边缘的圆周与桶71的下部开口端的边缘重合，如由交替的一长两短画线所示。因而涂料保持槽72a自动地充满涂料C。然后使滑动台72返回(向右移)到等待位置并下降转移衬垫73。因而下端表面73b稍微被压弯，并进入涂料保持槽72a中，涂料C因而粘附在转移衬垫73的下端表面73b。

再使粘有涂料C的转移衬垫73升高，并使其向右移至对应于支承台74的转移位置，并下降，使下端表面73b压靠在工件3W的滑动接触表面3a上，即在滑动接触表面3a上涂上涂料C。

如果需要，可将其滑动接触表面3a涂有涂料的工件3W放到干燥装置中，随支承台74一起进行干燥，并且重复上述步骤便可以调节膜的厚度。在工件3W另一侧面上形成的滑动接触表面也以同样方式涂上涂料C，并通过烘烤处理使形成在滑动接触表面3a上的膜牢固地附着于该滑动接触表面。

下面参照图6A和6B说明在工件3W的外周面3b上形成固体润滑剂膜的转移方法(辊筒转移法)。

转移装置80具有：装涂料C的桶82，该涂料C包括固体润滑剂例如二硫化钼和石墨的混合物以及未固化的热固树脂例如聚酰胺-亚酰胺树脂；金属辊筒83，部分浸没在装于桶82中的涂料C中；逗点形辊筒84，靠近金属辊筒83配置，并与其隔离预定间隙；合成橡胶作的转移辊筒85，具有直径增加的涂层部分85a，该部分与工件3W的外周面3b的转动轨线贴合，并配置成涂层部分85a与金属辊筒83接触；工件夹持器86，用于可转动地夹持工件3W；和驱动机构81，用于驱动辊筒83和85，使其沿箭头方向转动。

当驱动机构81转动辊筒83、85时，涂料C粘附在金属辊筒83的周面上，采用逗点形辊筒84调节金属辊筒83上的涂料层C的厚度，然后涂料层C从金属辊筒83转移到转移辊筒85的涂层部分85a。当通过工件夹持器86使转动的工件3W接触转移辊筒85时，涂料C便从转移辊筒85加到(转移到)工件3W的外周面3b上。然后使工件3W与转移辊筒85分开并将其从工件夹持器86上取下来。对工件3W进行干燥处理，从涂料C中除去溶剂，然后再进行烘烤处理，以使膜牢固地粘附于外周面3b。

在图5、6A和6B所示工件3W上形成固体润滑剂膜的代表性工艺可以以列方式执行。

工件3W的滑动接触表面3a和外周面3b可以用喷金属粒法使其变粗糙，达到要求的2～12μmRz的表面粗糙度，并且固体润滑剂膜可以直接形成在工件3W的滑动接触表面3a和外周面3b上而不用电镀滑动接触表面3a和外周面3b。很明显，可以利用图5所示的转移装置70或图6A、6B所示的转移装置形成固体润滑剂膜。

在另一实施例中采用喷镀法在工件3W的滑动接触表面3a和外周面3b上形成含铜的金属喷镀层，然后再在该喷镀层上形成固体润滑剂膜。可以采用喷金属粒法使喷镀层表面变粗糙，达到表面粗糙度2～12μmRz，然后再于变粗糙的喷镀层上形成固体滑剂膜。

应当明白，可以采用喷丸法、喷砂法或用刀具的刻槽法来代替喷金属粒的方法，使表面变粗糙。

涉及工件3W的上述实施例自然也可以用于制造旋转斜盘18。

从上述说明可以看出，按照本发明，装在旋转斜盘式压缩机中的旋转斜盘具有涂上固体润滑剂膜的滑动接触表面，该固体润滑剂膜提供了极好的润滑性能，而且利用转移法涂布滑动接触表面在其上形成一层固体润滑剂膜从经济效益、涂料的形成膜的效率以及控制膜厚度方面看是很有利的。

如果其上将形成膜的旋转斜盘滑动接触表面即膜的底衬表面利用使表面变粗糙的加工法进行加工，则可以迫使涂料埋入到所形成的凹凸不平的部位，形成锚定作用，这样便增强了膜和滑动接触表面的粘着强度。如果作为表面处理在旋转斜盘的滑动接触表面和外周面上镀一层以锡作主要成分的材料镀膜，则可以进一步保证达到令人满意的耐用性。

Claims (9)

1.一种旋转斜盘式压缩机，包括：

具有许多气缸筒的气缸座；

分别装入上述气缸筒的活塞；

驱动轴，被支承为可以绕其转动轴线转动；

旋转斜盘，被支承为可随驱动轴一起转动，至少具有与防磨包头滑动接触的并通过上述防磨包头接合于上述活塞的滑动接触表面；

其特征在于，与防磨包头滑动接触的上述旋转斜盘的上述滑动接触表面上用转移法涂有一层固体润滑剂膜，该固体润滑剂包括从二硫化钼、二硫化钨和石墨中选出的至少一种润滑材料。

2.如权利要求1所述的旋转斜盘式压缩机，其特征在于，各个上述活塞具有抑制上述活塞转动的干涉表面，上述活塞的干涉表面与上述旋转斜盘的上述外周面形成撞击接触，而且上述旋转斜盘的上述外周面上用转移法涂有一层上述固体润滑剂膜。

3.如权利要求1或2所述的旋转斜盘式压缩机，其特征在于，上述旋转斜盘的上述滑动接触表面采用使表面变粗糙的方法进行处理，而且在利用上述使表面变粗糙的方法处理的上述滑动接触表面上形成上述固体润滑剂膜。

4.如权利要求3所述的旋转斜盘式压缩机，其特征在于，利用使表面变粗糙的方法处理上述滑动接触表面，使表面粗糙度位于2～12μmRz的范围内。

5.如权利要求1或2所述的旋转斜盘式压缩机，其特征在于，在上述旋转斜盘的上述滑动接触表面上形成的以锡作主要成分的金属镀层位于其上形成的上述固体润滑剂的上述膜的下面。

6.如权利要求2所述的旋转斜盘式压缩机，其特征在于，在上述旋转斜盘的上述滑动接触表面和上述外周面上形成的以锡作主要成分的金属镀层位于其上形成的上述固体润滑剂的上述膜的下面。

7.如权利要求3所述的旋转斜盘式压缩机，其特征在于，在上述旋转斜盘的上述滑动接触表面和上述外周面上形成的以锡作主要成分的金属镀层位于其上形成的上述固体润滑剂的上述膜的下面。

8.如权利要求1所述的旋转斜盘式压缩机，其特征在于，利用研磨加工可以调节在旋转斜盘的上述滑动接触表面上形成的固体润滑剂膜的表面精度。

9.如权利要求1所述的旋转斜盘式压缩机，其特征在于，制作旋转斜盘的铝合金是超低共熔体的铝硅合金。

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