CN112780529A - 压缩机上缸盖、压缩机以及压缩机上缸盖的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种压缩机上缸盖、压缩机以及压缩机上缸盖的加工方法，压缩机上缸盖包括上缸盖本体和排气阀座，所述上缸盖本体上设有排气阀座孔，所述排气阀座孔内设有内螺纹，所述排气阀座上设有排气孔，并且所述排气阀座的外周上设有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述排气阀座设置在所述排气阀座孔内，其中，所述排气阀座采用阻尼合金材料制成，可以减小排气阀座所受到的冲击应力，从而不仅可以达到减振降噪的效果，还可以提高排气阀座的冲击疲劳寿命。
Description
技术领域
本申请涉及压缩机技术领域，特别涉及到压缩机上缸盖、压缩机以及压缩机上缸盖的加工方法。
背景技术
压缩机是换热设备中的重要组成部分，是一种能够将低压气体转换为高压气体的机械装置，压缩机的工作原理是通过吸排气过程周期性地交替实现冷媒向制冷系统的供给。吸气和排气过程都是冷媒单向流动的过程，当活塞往下死点移动时，气缸容积增大，气体膨胀，气压降低，当压力降至低于吸气压力时，吸气阀片开启，低压侧的冷媒进入气缸；当活塞往上死点移动时，气缸容积减小，气体被压缩，气压升高，当压力上升至高于排气压力时，排气阀片开启，缸内冷媒排出。因而吸排气阀片的性能对冷媒的吸入和排出特性起着非常关键的作用。但由于排气阀片的长期开启关闭，承受周期性的冲击载荷和弯曲载荷，容易出现冲击疲劳和弯曲疲劳破坏，排气阀片的失效已经成为影响压缩机寿命的最重要因素之一，是压缩机乃至制冷行业普遍面临的难题。
现有压缩机的排气结构，通过将阀片和挡板通过铆钉铆接在一起，并固定在上缸盖的排气孔处，压缩机运行时，气流对阀片形成冲击，使得阀片将排气孔打开，为降低高转速下阀片撞击阀座产生的高频音，目前常规的手段是降低升程限位器的升程高度，以限定阀片的升程高度。但升程高度过低，压缩机排气阻力会增大，影响性能。并且由于压缩机的排汽阀座为铸铁直接铣削而成，而阀片多为不锈钢材质，排气完成后，阀片对阀座的冲击较大，且阀片与阀座为线接触，阀片对阀座的频繁拍击，造成阀片局部的过疲劳现象，进而引发断裂，从而影响压缩机的使用寿命。
发明内容
本申请的目的在于提供一种压缩机上缸盖、压缩机以及压缩机上缸盖的加工方法，可以减小排气阀座所受到的冲击应力，以提高排气阀座的寿命。
本申请提供了一种压缩机上缸盖，包括：
上缸盖本体，所述上缸盖本体上设有排气阀座孔，所述排气阀座孔内设有内螺纹；和，
排气阀座，所述排气阀座上设有排气孔，并且所述排气阀座的外周上设有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述排气阀座设置在所述排气阀座孔内，其中，所述排气阀座采用阻尼合金材料制成。
可选的，在所述压缩机上缸盖中，所述阻尼合金材料为复相型、孪晶型和铁磁型阻尼合金材料其中之一。
可选的，在所述压缩机上缸盖中，在所述内螺纹和所述外螺纹之间设有阻尼胶。
可选的，在所述压缩机上缸盖中，在所述排气孔的内壁上设有缓冲槽，所述缓冲槽的厚度沿所述排气孔的直径延伸的方向。
可选的，在所述压缩机上缸盖中，所述上缸盖还包括阀片，所述阀片的一端安装在所述排气阀座上，且所述阀片的另一端在封住所述排气孔的关闭位置和敞开所述排气孔的打开位置之间可移动。
可选的，在所述压缩机上缸盖中，所述阻尼合金材料为Mg-Zr合金。
另一方面，本申请提供了一种压缩机，包括上述的压缩机上缸盖。
又一方面，本申请还提供了一种压缩机上缸盖的加工方法，包括以下步骤：
利用阻尼合金材料的毛坯加工出排气阀座，并沿所述排气阀座的厚度方向加工出排气孔；
在所述排气阀座的外周上沿所述排气孔的轴向加工外螺纹；
对所述排气阀座进行应力退火处理；
提供一上缸盖本体，在沿所述上缸盖本体的厚度方向形成排气阀座孔，并在所述排气阀座孔内形成内螺纹；
将所述排气阀座安装在所述排气阀座孔内，得到半成品的压缩机上缸盖；和
对所述半成品的压缩机上缸盖进行精加工得到所述压缩机上缸盖。
可选的，在所述压缩机上缸盖的加工方法，在将所述排气阀座安装在所述排气阀座孔内，得到半成品的压缩机上缸盖步骤之后，对所述半成品的压缩机上缸盖进行精加工得到所述压缩机上缸盖步骤之前还包括以下步骤：
在所述内螺纹和所述外螺纹之间注入阻尼胶。
可选的，在所述压缩机上缸盖的加工方法，所述应力退火处理的温度为200℃-300℃。
相比于现有技术，本申请提供的压缩机上缸盖，通过采用阻尼合金材料制成的排气阀座，阻尼合金材料可以使振动能大部分转化为热能散失掉，达到减振降噪的效果，并且，选用阻尼合金材料作为排气阀座的材料，可以减小排气阀座所受到的冲击应力，从而不仅可以达到减振降噪的效果，还可以提高排气阀座的冲击疲劳寿命。进一步的，采用螺纹连接的方式将采用阻尼合金材料的所述排气阀座和所述上缸盖本体上的排气阀座孔连接，这样可以避免所述排气阀座受到径向应力，而只要承受压力，这样可以最大程度的保证所述排气阀座的阻尼特性，从而进一步的达到减振降噪效果。
附图说明
图1是本申请实施例提供的压缩机上缸盖的俯视图；
图2是图1的压缩机上缸盖结构沿A-A向的剖视图；
图3是本申请实施例提供的排气阀座的结构图；
图4是图3的排气阀座结构沿B-B向的剖视图；
图5是本申请实施例提供的压缩机上缸盖的加工方法的流程图。
其中，附图1-4的附图标记说明如下：
10-压缩机上缸盖；11-上缸盖本体；12-排气阀座孔；20-排气阀座；21-排气孔；22-排气孔外螺纹；23-排气面；30-阀片。
具体实施方式
为使本申请的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图1-5本申请实施例提出的压缩机上缸盖、压缩机以及压缩机上缸盖的加工方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本申请实施例的目的。
参阅图1-4，本实施例提供了一种压缩机上缸盖10，包括上缸盖本体11和排气阀座20，所述上缸盖本体11上设有排气阀座孔12，所述排气阀座孔12内设有内螺纹(图中未示出)，所述排气阀座20的外周上设有与所述内螺纹配合的外螺纹22，并且所述排气阀座20上设有排气孔21，所述排气阀座20设置在所述排气阀座孔12内。其中，所述排气阀座20采用阻尼合金材料制成。
通过采用阻尼合金材料制成排气阀座20，阻尼合金材料可以使振动能大部分转化为热能散失掉，达到减振降噪的效果，选用阻尼合金材料作为排气阀座20的材料，可以减小排气阀座20所受到的冲击应力，提高排气阀座20的冲击疲劳寿命。并且，排气阀座20通过排气阀座20上的外螺纹22与上缸盖本体11的内螺纹配合设置在排气阀座孔12内，这样可以避免现有技术中由于采用冷压方式将铸铁材质的排气阀座20压入所述上缸盖本体11上的排气阀座孔12中，这样所述排气阀座20会受到径向应力，会导致所述排气阀座20的阻尼特性消失，而采用螺纹连接的方式将采用阻尼合金材料的所述排气阀座20和所述上缸盖本体11上的排气阀座孔12连接，这样可以避免所述排气阀座20受到径向应力，而只要承受压力，最大程度的保证所述排气阀座20的阻尼特性，从而进一步的达到减振降噪效果。
使用复相型、孪晶型和铁磁型阻尼合金材料其中之一的阻尼合金材料所制成的阻尼层均可以实现减振降噪的目的。其中，复相型的阻尼合金材料的阻尼机制是：在周期应力的作用下，一些复相型的阻尼合金材料中强度较高的相会发生弹性变形，较软的相则发生塑性变形，从而产生内耗时振动的能量得以耗散，从而可以降低噪音。复相型的阻尼合金材料包括铸铁系和Zn-Al系，铸铁系和Zn-Al系主要特点是成本低，易加工，可以在铸态使用。孪晶型的阻尼合金材料的阻尼机制是：在周期应力的作用下，与热弹性马氏体镶边有关的共格孪晶界面发生重新排列运动，产生非弹性应变而使应力松弛，从而将外加振动能耗散，形成对振动的阻尼衰减，从而可以降低噪音。孪晶型的阻尼合金材料包括Mn-Cu系、Ti-Ni系、Fe-Mn系和Cu-Al系，孪晶型的阻尼合金材料的主要特点是阻尼性能、形状记性性能力学性能优异。铁磁型的阻尼合金材料的阻尼机制是：在周期应力的作用下，合金中相当部分的磁畴界面因磁机械效应的逆效应而发生不可逆移动，在应力应变曲线上就会产生应变滞后于应力的现象，进而产生内耗将振动能耗散。铁磁型阻尼合金材料的主要特点是强度较高，成本较低，耐高温度和低应变振幅下阻尼性能优。
经发明人研究发现，所述排气阀座20优选采用Fe-Cr系的铁磁型阻尼合金材料制成，首先由于在压缩机工作时，排气孔21口部的温度可能超过100℃，而Fe-Cr系的铁磁型阻尼合金材料制成的排气阀座20具有较高的耐高温的特性，其次，所述压缩机的在排气时，所述排气阀座20要被阀片30和被排出的气体不断冲击，从而需要所述压缩机排气阀座20具有较高的抗冲击疲劳的能力和强度，Fe-Cr系的铁磁型阻尼合金材料的排气阀座20可以具备较高的抗冲击疲劳的能力和强度的同时还可以达到减振降噪的效果。
具体的，所述排气孔21沿所述排气阀座20厚度方向设置，且贯穿所述排气阀座20的厚度。进一步的，所述排气孔21沿排气方向上两个口的直径比小于1，其中，所述排气方向是指气体从气缸内排出的方向，即，所述排气孔21靠近气缸的口的直径小于所述排气孔21远离气缸的口的直径，这样可以将排气孔21的形状限定为特定的形状，以形成类似扩张管式消音器的结构，由此在所述压缩机排气过程中可以利用排气孔21衰减所述压缩机产生的气流噪音，便于降低所述压缩机的工作噪音，从而便于降低安装所述压缩机的电器设备的工作噪音，例如，便于降低空调机的工作噪音，便于提高所述电器设备的降噪性能，便于提高所述电器设备的使用品质，便于用户的使用，便于提高用户的使用舒适性。
优选的，在所述排气阀座孔12的内螺纹和所述排气阀座20的外螺纹22之间设有阻尼胶，所述阻尼胶不仅可以加固所述排气阀座20和所述上缸盖本体11连接，还可以进一步的起到减振降噪的效果。
所述上缸盖还包括阀片30，所述阀片30的一端安装在所述排气阀座20上，且另一端在封盖所述排气孔21的关闭位置和敞开所述排气孔21的打开位置之间可移动。由于压缩机工作时，在排气孔21排气完成后，所述阀片30对所述排气阀座20的冲击较大，且因为所述阀片30与所述排气阀座20为线接触，所述阀片30对所述排气阀座20的频繁拍击，会造成阀片30局部的过疲劳现象，进而引发断裂，采用阻尼合金材料制成的所述排气阀座20，阻尼合金材料能够使大部分振动能转化为热能散失掉，达到减振降噪的效果，因此选用阻尼合金材料制成的所述排气阀座20，可以减小所述阀片30对所述排气阀座20的冲击应力，提高所述阀片30与所述排气阀座20的冲击疲劳寿命，进而提高所述压缩机排气结构的寿命，从而提高压缩机的使用寿命。
优选的，在所述压缩机排气阀座20中，在所述排气孔21的内壁上设有缓冲槽(图中未示出)，所述缓冲槽的厚度沿所述排气孔21的直径延伸的方向，所述缓冲槽分布在所述排气孔21的整个内壁或者部分内壁，并当所述排气孔21的整个内壁都设有所述缓冲槽时，可以围绕所述排气孔21的内壁并沿其轴线延伸方向间隔地设置有多个所述缓冲槽。当设置所述缓冲槽后，所述排气孔21的内壁的柔性增强，当排气阀片30与排气阀座20撞击瞬间，由于排气阀座20局部刚性减弱而能够发生较大的变形，从而实现一定的缓冲功能，以降低排气阀片30所受到的冲击应力。并且，根据实际需要，可选择地，所述缓冲槽设置在所述排气阀座20的排气面23，这样所述排气阀座20的尤其是围绕排气孔21的排气面23周围的柔性增强。其中，排气面23为图2至图3中排气阀座20的上表面，当阀片30与排气阀座20撞击瞬间，由于排气阀座20局部刚性减弱而能够发生较大的变形，从而实现一定的缓冲功能，以降低排气阀片30所受到的冲击应力。
另一方面，本申请提供了一种压缩机，包括上述的压缩机上缸盖。当然，所述压缩机还包括本领域技术人员熟悉的部件，例如，电机等，在此不再赘述。
又一方面，本申请还提供了一种压缩机上缸盖的加工方法，请参阅图5，并结合图1-4，该加工方法包括以下步骤：
利用阻尼合金材料的毛坯加工出排气阀座20，并沿所述排气阀座20的厚度方向加工出排气孔21，所述排气孔21贯穿所述排气阀座20的厚度。具体的，可以在采用弧形铣刀将阻尼合金材料材质的毛坯加工成排气阀座20。
接着，在所述排气阀座20的外周上沿所述排气孔21的轴向加工外螺纹22。
接着，对所述排气阀座20进行应力退火处理，这样可以提高所述排气阀座20的强度。
接着，提供一上缸盖本体，在沿上缸盖本体11的厚度方向形成排气阀座孔12，并在所述排气阀座孔12内形成内螺纹。
接着，将所述排气阀座20安装在所述排气阀座孔12内，得到半成品的压缩机上缸盖。
接着，对所述半成品的压缩机上缸盖10进行精加工得到压缩机上缸盖10。其中，精加工处理是对所述压缩机上缸盖10表面和排气孔21的内壁进行磨平和抛光处理。
其中，所述内螺纹和所述外螺纹22优选为细牙螺纹，可采用车削的方式将所述内螺纹和所述外螺纹22车出。较佳的，所述内螺纹和所述外螺纹22的间距为0.1mm-1mm，这样可以更好的保证所述排气阀座20和所述排气阀座孔12的连接精度。
可选的，在将所述排气阀座20安装在所述排气阀座孔12内，得到半成品的压缩机上缸盖10步骤之后，对所述半成品的压缩机上缸盖10进行精加工得到所述压缩机上缸盖10步骤之前还包括以下步骤：在所述内螺纹和所述外螺纹22之间注入阻尼胶，这样可以将螺纹密封牢固，可以承受2000N-2500N压力，这样不仅可以加固所述排气阀座20和所述上缸盖本体11连接，还可以进一步的起到减振降噪的效果。
在所述压缩机上缸盖10的加工方法中，应力退火处理的温度可以为200℃-300℃，例如为，220℃、240℃、260℃、280℃，经发明人反复研究发现，这个温度可以较好去除应力，但是也不会产生不必要的浪费。
上述描述仅是对本申请较佳实施例的描述，并非对本申请范围的任何限定，本申请领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种压缩机上缸盖，其特征在于，包括：
上缸盖本体，所述上缸盖本体上设有排气阀座孔，所述排气阀座孔内设有内螺纹；和，
排气阀座，所述排气阀座上设有排气孔，并且所述排气阀座的外周上设有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述排气阀座设置在所述排气阀座孔内，其中，所述排气阀座采用阻尼合金材料制成。
2.根据权利要求1所述的压缩机上缸盖，其特征在于，所述阻尼合金材料为复相型、孪晶型和铁磁型阻尼合金材料其中之一。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机上缸盖，其特征在于，在所述内螺纹和所述外螺纹之间设有阻尼胶。
4.根据权利要求1或2所述的压缩机上缸盖，其特征在于，在所述排气孔的内壁上设有缓冲槽，所述缓冲槽的厚度沿所述排气孔的直径延伸的方向。
5.根据权利要求1或2所述的压缩机上缸盖，其特征在于，所述上缸盖还包括阀片，所述阀片的一端安装在所述排气阀座上，且所述阀片的另一端在封住所述排气孔的关闭位置和敞开所述排气孔的打开位置之间可移动。
6.根据权利要求5所述的压缩机上缸盖，其特征在于，所述阻尼合金材料为Mg-Zr合金。
7.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的压缩机上缸盖。
8.一种压缩机上缸盖的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用阻尼合金材料的毛坯加工出排气阀座，并沿所述排气阀座的厚度方向加工出排气孔；
在所述排气阀座的外周上沿所述排气孔的轴向加工外螺纹；
对所述排气阀座进行应力退火处理；
提供一上缸盖本体，在沿所述上缸盖本体的厚度方向形成排气阀座孔，并在所述排气阀座孔内形成内螺纹；
将所述排气阀座安装在所述排气阀座孔内，得到半成品的压缩机上缸盖；和
对所述半成品的压缩机上缸盖进行精加工得到所述压缩机上缸盖。
9.根据权利要求8所述的压缩机上缸盖的加工方法，其特征在于，在将所述排气阀座安装在所述排气阀座孔内，得到半成品的压缩机上缸盖步骤之后，对所述半成品的压缩机上缸盖进行精加工得到所述压缩机上缸盖步骤之前还包括以下步骤：
在所述内螺纹和所述外螺纹之间注入阻尼胶。
10.权利要求8所述的压缩机上缸盖的加工方法，其特征在于，所述应力退火处理的温度为200℃-300℃。
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2019
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