CN112814991A - 一种曲轴、曲轴的加工工艺及转子式压缩机 - Google Patents

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Ningbo Yongwei Group Co ltd
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Abstract

本申请涉及一种曲轴，属于压缩机技术领域。其从上到下依次包括上轴承部、偏心部和下轴承部，曲轴表面涂覆有涂层薄膜，涂层薄膜包括单质铬薄膜粘结层、单质铬薄膜过渡层、铬的硬质碳化物过渡层和类金刚石碳膜层，本申请还公开了上述曲轴的加工工艺，包括下述步骤：1）、压缩机曲轴由钢材用冷镦机一次性镦出；2）、涂层表面强化处理；2.1）、清洗基体；2.2）、沉积线性离子源辅助沉积的单质铬薄膜粘结层；2.3）、沉积金属单质薄膜过渡层；2.4）、沉积铬的硬质碳化物薄膜过渡层；2.5）、沉积类金刚石碳膜层；2.6）、取出曲轴基体。本申请还公开了一种转子式压缩机，使用了上述曲轴。本申请具有曲轴耐磨性更好的效果。

Description

一种曲轴、曲轴的加工工艺及转子式压缩机
技术领域
本申请涉及压缩机的领域，尤其是涉及一种曲轴、转子式压缩机及曲轴的加工工艺。
背景技术
当前市场应用最为广泛的空调压缩机当属转子式空调压缩机。其电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动，而是直接带动旋转曲轴作旋转运动来完成对制冷剂的压缩。
曲轴作为转子压缩机的重要零部件之一，在压缩制冷剂过程中，曲轴偏心部外径面紧贴着活塞内壁面带动曲轴回转，活塞内径面与曲轴偏心部份摩擦，曲轴在运行中需要承受扭转力与活塞的摩擦，工况较为恶劣。
同时随着国家对环保要求的提高，旋转式压缩机采用的冷媒也在向着绿色环保的方向不断发展。高效，节能，降耗也成为了压缩机行业的目标。因此，对压缩机零部件提出了更高的要求。
针对上述中的相关技术，发明人认为需要通过某些方式来改善曲轴的表面硬度以提高曲轴的耐磨性。
发明内容
第一方面，为了提高曲轴的耐磨性，本申请提供一种曲轴，采用如下的技术方案：
一种曲轴，从上到下依次包括上轴承部、偏心部和下轴承部，所述曲轴表面涂覆有涂层薄膜，所述涂层薄膜包括单质铬薄膜粘结层、单质铬薄膜过渡层、铬的硬质碳化物过渡层和类金刚石碳膜层。
通过采用上述技术方案，通过在曲轴表面涂覆涂层薄膜强化曲轴表面以取得较高的表面硬度，改善曲轴的耐磨性和自润滑性，降低曲轴表面粗糙度，以获得在曲轴在压缩机内部的恶劣工况下的优异性能表现，使得曲轴在压缩机内扭转失效以及旋转式压缩机的内部机构卡死而失效的情况不容易发生，降低曲轴表面与其他零部件之间的摩擦力将提升压缩机的使用寿命以及做功能效，可以按原有生产工艺补充涂层，易于实现批量生产。
可选的，所述上轴承部外壁、偏心部外壁和下轴承部外壁涂覆所述涂层薄膜。
可选的，所述下轴承部外壁和所述偏心部外壁涂覆所述涂层薄膜。
可选的，所述偏心部外壁涂覆所述涂层薄膜。
通过采用上述技术方案，涂层薄膜的涂覆形式可按需要变更，根据需求选择全涂覆和半涂覆，在保持优异性能的同时，有利于控制成本。
第二方面，针对上述曲轴的加工，本申请提供一种曲轴的加工工艺，采用如下的技术方案：
一种曲轴的加工工艺，该方法包括下述步骤：
1)、压缩机曲轴由钢材用冷镦机一次性镦出；
1.1)、按需要的规格切出合适长度的冷镦钢圆柱体；
1.2)、将冷镦钢圆柱体通过冷镦镦出与比压缩机曲轴形状一致且更大的初步镦体；
1.3)、再将初步镦体通过冷镦镦出与压缩机曲轴形状和大小接近的中间镦体；
1.4)、再将中间镦体冷镦出符合压缩机曲轴尺寸要求的毛坯；
1.5)、将毛坯精加工以获得曲轴零件；
2)、曲轴零件表面镀膜，采用溅射镀膜工艺，在需要强化的曲轴表面涂镀，镀膜设备包括真空室和安装于真空室内能同时公转自转的工件托架；
2.1)、清洗基体：将上述表面预处理完毕的曲轴基体固定在工件托架上，将真空室气压调整至1×10-5～5×10-5Torr，通入氩气，开启线性离子源，线性离子源的工作电流为0.1A～1A，功率为100W～1000W，调整曲轴基体的负偏压为0～300V，工作时间为10分钟～40分钟；
2.2)、沉积线性离子源辅助沉积的单质铬薄膜粘结层：调整曲轴基体负偏压为50V～500V，保持线性离子源开启状态，调整线性离子源的工作电流为0.1A～1A，继续通入氩气，同时开启磁控溅射源，调整磁控溅射源的工作电流为1A～5A，通入氩气，工作时间为5分钟～30分钟，然后关闭线性离子源；
2.3)、沉积金属单质薄膜过渡层：调整曲轴基体负偏压为50V～500V，保持磁控溅射源开启状态，调整磁控溅射源的工作电流为1A～5A，通入氩气，工作时间为5分钟～30分钟；
2.4)、沉积铬的硬质碳化物薄膜过渡层：保持步骤2.4)中的工作条件不变，开启线性离子源，调整线性离子源工作电流为0.1A～0.5A：同时通入乙炔气体，工作时间为5分钟～30分钟分钟，然后关闭磁控溅射源；
2.5)、沉积类金刚石碳膜层：调整线性离子源的工作电流为0.1A～0.5A，功率为100W～1000W，调整曲轴基体的负偏压为50V～500V，通入乙炔气体，工作时间为60分钟～500分钟；
2.6)、取出曲轴基体：待真空室温度降至室温，取出曲轴基体。
可选的，步骤2.1)中的所述工件托架包括底盘、安装柱和安装件，所述安装柱有若干，若干所述安装柱沿所述底盘周向间隔设置，所述安装件包括可拆卸连接的中间杆、上限位件和下限位件，所述上限位件包括上限位片，所述下限位件包括下限位片，所述上限位片和所述下限位片分设所述中间杆的两端，所述上限位片和所述下限位片相向的侧壁分别设置有上限位凸柱和下限位凸柱，曲轴的两端均设置有限位插孔，所述上限位凸柱和所述下限位凸柱一一对应位于两个所述限位插孔内；
所述安装件可拆卸安装于所述安装柱上，且每个所述安装柱上的所述安装件有若干，若干所述安装件沿所述安装柱周向间隔设置，所述底盘转动带动若干所述安装柱公转，所述安装柱自转。
通过采用上述技术方案，设置若干安装柱用于安置曲轴进行涂层表面强化处理，通过若干安装柱随着底盘的周向公转带动安装柱上的曲轴的公转，通过安装柱的自转带动曲轴绕安装柱旋转，使得曲轴各个方向的表面都能更好的得到涂层表面强化处理，安装件用于适配曲轴的形状，把曲轴安装到安装柱上进行涂层表面强化处理，通过上限位片和下限位片配合对曲轴进行轴线方向的限位，把曲轴固定在上限位片和下限位片之间，上限位片和下限位片上的上限位凸柱和下限位凸柱插入曲轴上的限位插孔内，在不影响曲轴的涂层表面强化处理的同时对曲轴进行固定防脱，安装件安装上曲轴后，在把安装件安装到安装柱上，曲轴放置方便，一个安装柱上可以安装多根曲轴同时进行涂层表面强化处理。
可选的，所述上限位件还包括上连接柱，所述下限位件还包括下连接柱，所述上连接柱和所述下连接柱分设所述中间杆的两侧；
所述安装柱的侧壁设置有安装凸起，所述安装凸起开设有供所述安装件滑移安装的滑槽，所述滑槽相向的槽壁开设有第一限位滑槽，所述中间杆朝向所述第一限位滑槽的两侧壁开设有第二限位滑槽，所述上连接柱两侧一一对应滑移安装于相向设置的所述第一限位滑槽和所述第二限位滑槽内，所述下连接柱两侧一一对应滑移安装于相向设置的所述第一限位滑槽和所述第二限位滑槽内。
通过采用上述技术方案，安装柱通过设置安装凸起供安装件安装，安装件通过上连接柱和下连接柱滑移安装于第一限位槽内，从而把安装件安装于安装柱上，同时上连接柱和下连接柱通过与中间杆组装形成安装件，方便曲轴的安装的同时，通过中间杆限制上连接柱和下连接柱从第一限位槽中脱离，从而限制曲轴的脱落，上连接柱和下连接柱又通过安装于第二限位槽中限制中间杆脱离安装柱，安装件整体组装而成又与安装凸起配合完成固定，结构简单有效又适配曲轴，安装拆卸方便快捷。
可选的，所述底盘在驱动系统带动下自转，所述驱动系统包括电机、滚珠、齿圈、行星轮、太阳轮和输入齿轮，所述真空室底部开设有若干滚槽，所述滚珠有若干，若干所述滚珠一一对应安装于若干所述滚槽内，所述太阳轮与所述底盘同轴且固定于所述真空室底部，所述齿圈位于所述底盘和所述滚珠之间，所述行星轮有若干并位于所述太阳轮和所述齿圈之间，且所述行星轮与所述太阳轮以及所述齿圈均啮合，所述齿圈设置有外齿并与所述输入齿轮啮合，所述输入齿轮安装于所述电机的输出轴上，所述底盘开设有穿出孔，所述安装柱穿设于所述穿出孔内，且若干所述行星轮一一对应安装于若干所述安装柱上并带动所述安装柱一起运动。
通过采用上述技术方案，通过电机带动输入齿轮旋转，通过齿轮带动齿圈旋转，由于太阳轮保持不动，齿圈的旋转带动行星轮自转并绕太阳轮公转，通过行星轮的公转带动安装柱公转，通过行星轮的自转带动安装柱自转，此时的底盘用于限制安装柱，使得安装柱在公转和自转时保持竖直，使得行星轮不容易卡住运行更加平稳，真空室底部设置的滚珠用于支撑行星轮和齿圈，使得齿圈和行星轮运转的更加稳定且与真空室之间的摩擦力较小，降低功耗。
可选的，所述底盘包括夹持件和填充件，所述夹持件和所述填充件均设置有若干，若干所述夹持件和若干所述填充件均为扇形且交替设置，若干所述夹持件对应若干所述安装柱，所述穿出孔开设于所述夹持件，所述夹持件由两块夹板组成，所述夹板开设有半孔，当两块所述夹板组成所述夹持件时，两个所述半孔组成所述穿出孔，所述夹持件靠近相邻的两个所述填充件的两侧开设有限位槽，所述填充件靠近相邻的两个所述夹持件的两侧设置有两个限位条，所述限位条滑移安装于所述限位槽内。
通过采用上述技术方案，底盘主要受到行星轮的支撑而保持稳定，然后通过底盘对安装柱进行稳定，底盘采用夹持件和填充件分体拼装的方式，使得底盘安装方便，夹持件通过两块夹板对安装柱进行夹持的方式组装，然后通过填充件限制夹板相互远离，从而维持对安装柱的夹持稳定作用，填充件和夹持件又通过限位条与限位槽的配合进行定位安装，使得组装完成的底盘不容易解体。
第三方面，为了提高转子式压缩机的寿命并降低功耗，本申请提供一种转子式压缩机，采用如下的技术方案：
一种转子式压缩机，包括活塞、机壳、电机、上缸盖、下缸盖、气缸、滑片、储液器以及上述任意一项所述的曲轴，所述电机设置于所述机壳内并带动所述曲轴旋转，所述气缸固定于所述机壳内，所述上缸盖和所述下缸盖分设所述气缸的上下并形成用于压缩制冷剂的压缩空间，所述气缸上开设有吸气口并安装有吸气管，所述上缸盖开设有排气孔并安装有单向排气阀，所述曲轴依次穿过所述上缸盖、气缸和下缸盖，所述曲轴的偏心部位于压缩空间内并套装所述活塞，所述储液器设置于所述机壳一侧并与所述吸气管连通；
所述机壳包括上下贯通的壳身和位于壳身上下封闭壳身的顶盖和底盖；
所述气缸的内壁开设有安装槽，所述滑片部分位于所述安装槽内，所述滑片一端位于所述压缩空间内并与所述活塞抵接，所述气缸上还开设有连通所述安装槽的槽底的弹簧孔，所述弹簧孔水平开设并贯穿所述气缸的外壁，所述弹簧孔内安装有弹簧，所述弹簧夹持于所述滑片与所述机壳的内壁之间，所述气缸上还竖向开设有贯通弹簧孔的锁止孔，所述锁止孔位于所述弹簧孔上方的部分内滑移安装有锁止块，所述锁止块朝向弹簧的侧壁设置有限位块，所述限位块有两个，两个所述限位块沿弹簧孔长度方向间隔设置，所述下缸盖上设置抵接所述锁止块并阻止锁止块下落的抵接块，所述抵接块位于所述弹簧孔的下方，所述抵接块上设置有抵接凸起，所述抵接凸起有两个，两个所述抵接凸起穿过所述弹簧孔抵接所述锁止块且分设所述弹簧的两侧。
通过采用上述技术方案，由于曲轴表面涂覆有一层涂层薄膜，特别曲轴带动活塞运动的偏心部作为压缩机工作时的重要工作面，涂覆涂层薄膜后取得较高的表面硬度，改善了耐磨性和自润滑性，降低曲轴表面粗糙度，使得压缩机做功效率更高，降低功耗，提高寿命，滑片在弹簧的弹簧力作用下始终保持与活塞的接触，把活塞与气缸壁之间的压缩空间分成两部分，在曲轴的旋转下，压缩空间被分成的两部分面积反复经历扩大和缩小的过程，从而进行吸气、压缩和排气的一整套过程，对制冷剂气体进行压缩。
通过下缸盖上的抵接块插入锁止孔，抵接块上的抵接凸起顶起锁止块，从而解除锁止块对弹簧的压制作用，弹簧一端与壳身内壁抵接，弹簧另一端推动滑片抵接活塞，使得气缸安装时不容易受到弹簧和滑片的影响，安装更加方便，在安装下缸盖时顺带完成弹簧的解放，一个动作完成两个作用。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过在曲轴表面涂覆涂层薄膜强化曲轴表面以取得较高的表面硬度，改善曲轴的耐磨性和自润滑性，降低曲轴表面粗糙度，以获得在曲轴在压缩机内部的恶劣工况下的优异性能表现，使得曲轴在压缩机内扭转失效以及旋转式压缩机的内部机构卡死而失效的情况不容易发生，降低曲轴表面与其他零部件之间的摩擦力将提升压缩机的使用寿命以及做功能效，可以按原有生产工艺补充涂层，易于实现批量生产，涂层薄膜的涂覆形式可按需要变更，根据需求选择全涂覆和半涂覆，在保持优异性能的同时，有利于控制成本；
2.设置若干安装柱用于安置曲轴进行涂层表面强化处理，通过若干安装柱随着底盘的周向公转带动安装柱上的曲轴的公转，通过安装柱的自转带动曲轴绕安装柱旋转，使得曲轴各个方向的表面都能更好的得到涂层表面强化处理，安装件用于适配曲轴的形状，把曲轴安装到安装柱上进行涂层表面强化处理，安装件安装上曲轴后，在把安装件安装到安装柱上，曲轴放置方便，一个安装柱上可以安装多根曲轴同时进行涂层表面强化处理；
3.通过下缸盖上的抵接块插入锁止孔，抵接块上的抵接凸起顶起锁止块，从而解除锁止块对弹簧的压制作用，弹簧一端与壳身内壁抵接，弹簧另一端推动滑片抵接活塞，使得气缸安装时不容易受到弹簧和滑片的影响，安装更加方便，在安装下缸盖时顺带完成弹簧的解放，一个动作完成两个作用。
附图说明
图1是实施例1中曲轴的剖视图；
图2是涂层薄膜不同层的分布示意图；
图3是实施例2中曲轴的剖视图；
图4是实施例3中曲轴的剖视图；
图5是真空室和工件托架的结构示意图；
图6是剖去部分真空室后工件托架在真空室内的安装示意图；
图7是图6中去掉底盘、电动机和输入齿轮后的示意图；
图8是保持架的安装示意图；
图9是底盘的拼装结构示意图；
图10是安装柱与安装件的结构示意图；
图11是安装件的爆炸图；
图12是转子压缩机的结构示意图；
图13是转子压缩机的剖视图；
图14是曲轴在气缸位置的安装结构示意图；
图15是滑片、弹簧、锁止块和抵接块的结构示意图。
附图标记说明：1、曲轴；11、上轴承部；12、偏心部；13、下轴承部；14、涂层薄膜；141、单质铬薄膜粘结层；142、单质铬薄膜过渡层；143、铬的硬质碳化物过渡层；144、类金刚石碳膜层；2、机壳；21、壳身；22、顶盖；221、出气孔；222、排气管；223、接线柱；23、底盖；31、活塞；32、电机；321、转子；322、定子；33、上缸盖；331、上孔；332、排气槽；333、排气孔；334、单向排气阀；3341、紧固钉；3342、阀片；3343、限位片；34、气缸；341、压缩空间；342、吸气口；343、安装槽；344、弹簧孔；345、弹簧；346、下缸盖；3461、下孔；3462、抵接块；3463、抵接凸起；3464、第二滑移槽；347、锁止孔；35、锁止块；351、限位块；352、第一滑移槽；36、滑片；361、限位部；37、储液器；371、连接片；372、回液管；373、吸气管；38、支撑组件；4、真空室；51、底盘；511、夹持件；5111、夹板；5112、半孔；5113、穿出孔；5114、限位槽；512、填充件；5121、限位条；52、安装柱；521、安装凸起；522、滑槽；523、第一限位滑槽；53、安装件；531、中间杆；5311、第二限位滑槽；532、上限位件；5321、上限位片；5322、上连接柱；5323、上限位凸柱；5324、上滑轨；533、下限位件；5331、下限位片；5332、下连接柱；5333、下限位凸柱；5334、下滑轨；54、封闭门；61、电动机；62、滚珠；63、保持架；64、齿圈；65、行星轮；66、太阳轮；67、输入齿轮；7、电动机室；8、滚槽；91、拨动柱；92、拨片；93、拨快。
具体实施方式
以下结合附图1-15对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种曲轴、曲轴的加工工艺及转子式压缩机。
本申请实施例公开一种曲轴。
实施例1
参照图1，曲轴1，从上到下依次包括上轴承部11、偏心部12和下轴承部13，曲轴1表面涂覆有DLC涂层薄膜14，涂层薄膜14涂覆于上轴承部11外壁、偏心部12外壁和下轴承部13外壁。
参照图1和图2，涂层薄膜14有至少四层且从内而外依次包括单质铬薄膜粘结层141、单质铬薄膜过渡层142、铬的硬质碳化物过渡层143和类金刚石碳膜层144。
选用类金刚石碳膜层144作为曲轴1表面的薄膜，充分利用其高硬度、低摩擦系数、高耐磨耐蚀性、表面光滑，以及可由多种绿色、干式的物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)技术，在小于200℃的低温下大面积生长，并且对基体适用性广等优异特性；同时为了提高膜基结合力，增加曲轴1的服役性能，将上述中单一的类金刚石碳膜层144优化设计为多层膜结构，引入金属元素及其碳合物，在不损失类金刚石碳膜硬度的前提下，进一步大幅度提高膜基结合力。
实施例2
参照图3，本实施例与实施例1的不同之处在于，只有下轴承部13外壁和偏心部12外壁涂覆有涂层薄膜14。
实施例3
参照图4，本实施例与实施例1的不同之处在于，只有偏心部12外壁涂覆有涂层薄膜14。
本申请实施例还公开一种曲轴的加工工艺。
实施例4
一种曲轴的加工工艺，该方法包括下述步骤：
1)、压缩机曲轴由钢材用冷镦机一次性镦出；
1.1)、按需要的规格切出合适长度的冷镦钢圆柱体；
1.2)、将冷镦钢圆柱体通过冷镦镦出与比压缩机曲轴形状一致且更大的初步镦体；
1.3)、将初步镦体通过冷镦镦出与压缩机曲轴形状和大小接近的中间镦体；
1.4)、将中间镦体冷镦出符合压缩机曲轴尺寸要求的毛坯；
1.5)、将毛坯精加工以获得曲轴零件；
2)、曲轴零件表面DLC镀膜，采用溅射镀膜工艺，在需要强化的曲轴表面涂镀，镀膜设备包括真空室和安装于真空室内能同时公转自转的工件托架；
工件托架的结构和驱动方式如下：
参照图5和图6，工件托架包括底盘51、安装柱52和安装件53，真空室4设有开口和封闭开口的封闭门54，底盘51位于真空室4内的下部，安装件53安装于安装柱52上用于固定曲轴1，同时真空室4内安装有驱动系统驱动工件托架运行，从而带动工件托架上的曲轴1在真空室4内运动并更好的镀膜。
参照图6、图7和图8，驱动系统包括电动机61、滚珠62、保持架63、齿圈64、行星轮65、太阳轮66和输入齿轮67，真空室4一侧设置有电动机室7，电动机61安装在电动机室7内，电动机室7的下部与真空室4的底部连通，输入齿轮67安装于电动机61的输出轴上在电动机61的带动下旋转。
参照图8，太阳轮66固定于真空室4的底部，真空室4底部开设有若干滚槽8，若干滚槽8沿太阳轮66周向和径向阵列分布，滚珠62有若干，若干滚珠62一一对应安装于若干滚槽8内，保持架63固定于真空室4底部用于限制滚珠62脱离滚槽8。
参照图6和图7，齿圈64位于真空室4底部且与太阳轮66同轴，行星轮65位于齿圈64和太阳轮66之间，通过滚珠62支撑行星轮65和齿圈64，且行星轮65与太阳轮66以及齿圈64均啮合，行星轮65的数量可以为六个，六个行星轮65沿太阳轮66周向等角度间隔设置，齿圈64设置有外齿并与输入齿轮67啮合，电动机61带动输入齿轮67旋转，输入齿轮67带动齿圈64旋转，通过齿圈64的旋转带动行星轮65自转的同时绕太阳轮66公转。
参照图7，安装柱52的数量与行星轮65一致，安装柱52竖直设置且下端与行星轮65键连接，通过行星轮65带动安装柱52绕太阳轮66公转的同时也带动安装柱52自转。
参照图6和图7，底盘51位于行星轮65、太阳轮66和齿圈64的上方且与太阳轮66同轴，通过底盘51对安装柱52进行限制，更好的保持安装柱52的竖直状态，把若干安装柱52进行相互关联。
参照图6和图9，底盘51包括夹持件511和填充件512，夹持件511和填充件512的数量与安装柱52的数量一致，六个夹持件511和六个填充件512均为扇形且交替设置，每个夹持件511对应一个安装柱52，夹持件511由两块夹板5111组成，夹板5111相向的一侧开设有半孔5112，当两块夹板5111组成夹持件511时，两个半孔5112组成一个供安装柱52穿出的穿出孔5113。
参照图9，夹板5111靠近相邻的填充件512的一侧开设有限位槽5114，填充件512沿底盘51周向的两侧均设置有限位条5121，每个限位条5121均滑移安装于限位槽5114内，通过填充条和夹持件511之间的扣合完成底盘51的拼装，且可以在安装柱52与行星轮65安装完成后方便的进行底盘51的组装。
同时行星轮65朝向底盘51的侧壁也开设有滚槽8并安装有滚珠62和保持架63，底盘51抵接行星轮65上的滚珠62，使得行星轮65旋转时与底盘51之间为滚动摩擦。
参照图7和图10，安装件53用于固定曲轴1，安装件53固定曲轴1后安装于安装柱52上，通过安装柱52的运动带动安装件53运动，从而带动安装件53上的曲轴1一起运动，每个安装柱52上沿高度方向可以安装三组安装件53，每组安装件53可以为三个并沿安装柱52周向等角度间隔设置，沿安装柱52高度方向相邻的两组安装件53的三个安装件53一一对应相互交错设置。
参照图10和图11，安装件53包括可拆卸连接的中间杆531、上限位件532和下限位件533，上限位件532包括上限位片5321和上连接柱5322，下限位件533包括下限位片5331和下连接柱5332，上限位片5321和下限位片5331分设中间杆531的两端，上限位片5321和下限位片5331相向的侧壁分别设置有上限位凸柱5323和下限位凸柱5333，曲轴1的两端均设置有限位插孔，上限位凸柱5323和下限位凸柱5333一一对应位于两个限位插孔内对曲轴1进行夹持固定。
参照图10和图11，上限位凸柱5323与上限位片5321一体固定，下限位凸柱5333与下限位片5331转动连接，使得下限位凸柱5333可以自转，下限位凸柱5333的侧壁设置有若干拨块93，若干拨块93沿下限位凸柱5333周向间隔设置。
参照图9和图10，底盘51上设置有若干拨柱91，拨柱91的数量与安装柱52一致且一一对应，拨柱91上悬伸设置有拨片92，通过拨片92拨动拨块93，实现下限位凸柱5333的自转，安装柱52的自转带动拨片92反复拨动拨块93，最终使得曲轴1可以自转，涂镀的更加均匀。
参照图10和图11，上连接柱5322和下连接柱5332分设中间杆531的两侧，安装柱52的侧壁设置有安装凸起521供安装件53滑移安装，安装凸起521竖向开设有滑槽522，滑槽522相向的槽壁开设有第一限位滑槽523，中间杆531朝向第一限位滑槽523的两侧壁开设有第二限位滑槽5311，上连接柱5322两侧均一体设置有上滑轨5324并一一对应滑移安装于相向设置的第一限位滑槽523和第二限位滑槽5311内，下连接柱5332两侧均一体设置有下滑轨5334并一一对应滑移安装于相向设置的第一限位滑槽523和第二限位滑槽5311内，且下限位片5331背离上限位片5321的侧壁抵接滑槽522的槽壁，把安装件53限制在安装凸起521上。
2.1)、清洗基体：将上述表面预处理完毕的曲轴基体固定在安装件上，然后把一个个安装件连同曲轴固定在安装柱上，其中在曲轴安装前通过在曲轴外套装套管或包裹贴用于遮盖的薄膜，从而覆盖曲轴不需要进行镀膜的表面；
将真空室气压调整至2×10-5Torr，通入40sccm氩气，开启线性离子源，线性离子源的工作电流为0.2A，功率为270W，调整曲轴基体的负偏压为100V，工作时间为33分钟；
2.2)、沉积线性离子源辅助沉积的单质铬薄膜粘结层：调整曲轴基体负偏压为100V，保持线性离子源开启状态，调整线性离子源的工作电流为0.1A，继续通入16sccm氩气，同时开启磁控溅射源，调整磁控溅射源的工作电流为3A，通入40sccm氩气，工作时间为10分钟，然后关闭线性离子源；
2.3)、沉积金属单质薄膜过渡层：调整曲轴基体负偏压为100V，保持磁控溅射源开启状态，调整磁控溅射源的工作电流为3A，通入40scc氩气，工作时间为5分钟；
2.4)、沉积铬的硬质碳化物薄膜过渡层：保持步骤2.4)中的工作条件不变，开启线性离子源，调整线性离子源工作电流为0.2A：同时通入5sccm乙炔气体，工作时间为13分钟，然后关闭磁控溅射源；
2.5)、沉积类金刚石碳膜层：调整线性离子源的工作电流为0.2A，功率为270W，调整曲轴基体的负偏压为100V，通入40sccm乙炔气体，工作时间为210分钟；
2.6)、取出曲轴基体：待真空室温度降至室温，取出曲轴基体。
该涂层薄膜厚度为3430.3nm，呈光亮黑色，经测定薄膜的膜基结合力达40N以上，摩擦系数在0.15以下，纳米压痕硬度达20GPa以上。
实施例5
本实施例与实施例4的区别在于：
2.1)、清洗基体：将上述表面预处理完毕的曲轴基体固定在安装件上，然后把一个个安装件连同曲轴固定在安装柱上，其中在曲轴安装前通过在曲轴外套装套管或包裹贴用于遮盖的薄膜，从而覆盖曲轴不需要进行镀膜的表面；
将真空室气压调整至2×10-5Torr，通入40sccm氩气，开启线性离子源，线性离子源的工作电流为0.2A，功率为260W，调整曲轴基体的负偏压为100V，工作时间为30分钟；
2.2)、沉积线性离子源辅助沉积的单质铬薄膜粘结层：调整曲轴基体负偏压为100V，保持线性离子源开启状态，调整线性离子源的工作电流为0.1A，继续通入20sccm氩气，同时开启磁控溅射源，调整磁控溅射源的工作电流为3A，通入40sccm氩气，工作时间为5分钟，然后关闭线性离子源；
2.3)、沉积金属单质薄膜过渡层：调整曲轴基体负偏压为100V，保持磁控溅射源开启状态，调整磁控溅射源的工作电流为2A，通入50scc氩气，工作时间为5分钟；
2.4)、沉积铬的硬质碳化物薄膜过渡层：保持步骤2.4)中的工作条件不变，开启线性离子源，调整线性离子源工作电流为0.2A：同时通入5sccm乙炔气体，工作时间为8分钟，然后关闭磁控溅射源；
2.5)、沉积类金刚石碳膜层：调整线性离子源的工作电流为0.2A，功率为260W，调整曲轴基体的负偏压为100V，通入40sccm乙炔气体，工作时间为100分钟；
2.6)、取出曲轴基体：待真空室温度降至室温，取出曲轴基体。
该涂层薄膜厚度为1750nm，呈光亮黑色，经测定薄膜的膜基结合力达40N以上，摩擦系数在0.15以下，纳米压痕硬度达20GPa以上。
本申请实施例还公开一种转子式压缩机。
参照图12和图13，转子式压缩机，包括机壳2、位于机壳2内的曲轴1、活塞31、电机32、上缸盖33、下缸盖346、气缸34、滑片36以及位于机壳2一侧的储液器37，其中曲轴1采用实施例1、实施例2或实施例3中任意一种。
参照图12和图13，机壳2包括壳身21、顶盖22和底盖23，壳身21呈上下贯通的圆管状，顶盖22和底盖23分别位于壳身21上下用于封闭壳身21，顶盖22呈倒扣的碗装并嵌装于壳身21上部，底盖23呈碗装并嵌装于壳身21下部，同时顶盖22和底盖23与壳身21之间进一步焊接固定，提高机壳2的一体性和密封性。
参照图12和图13，电机32位于壳身21的上部，电机32由转子321和定子322组成，定子322固定于壳身21上部内壁，转子321安装于曲轴1的上轴承部11，曲轴1的上轴承部11安装转子321的部分与转子321一起位于定子322中间，顶盖22中部开设有出气孔221并密封安装有排气管222，用于排出压缩后高温高压的制冷剂气体，顶盖22上还密封安装有接线柱223用于与外部电源连接为电机32供电，电机32通电后，转子321在定子322的磁场中转动，从而带动曲轴1转动。
参照图13和图14，气缸34嵌装固定于壳身21的下部，且气缸34上下贯通，上缸盖33和下缸盖346分设气缸34的上下并螺栓固定，上缸盖33和下缸盖346与气缸34之间形成一用于压缩制冷剂气体的压缩空间341，曲轴1的偏心部12位于压缩空间341内，活塞31套装于曲轴1的偏心部12，且曲轴1旋转时活塞31与气缸34的内壁保持抵接，上缸盖33开设有上孔331供曲轴1的上轴承部11穿出，下缸盖346开设有下孔3461供曲轴1的下轴承部13穿出。
参照图13和图14，气缸34上开设有吸气口342用于吸入低温低压的制冷剂气体，气缸34的内壁开设有上下贯穿的安装槽343，滑片36滑移安装于安装槽343内，安装槽343上下贯穿方便滑片36的安装。
参照图13和图14，气缸34上还开设有连通安装槽343的槽底的弹簧孔344，弹簧孔344水平开设并贯穿气缸34的外壁，弹簧孔344内安装有弹簧345，弹簧345夹持于滑片36与机壳2的内壁之间。
参照图14和图15，气缸34上还竖向开设有贯通弹簧孔344的锁止孔347，锁止孔347的孔径大于弹簧孔344的孔径，锁止孔347位于弹簧孔344上方的部分内滑移安装有锁止块35，锁止块35朝向弹簧345的侧壁设置有限位块351，限位块351有两个，两个限位块351沿弹簧孔344长度方向间隔设置，且锁止块35竖向开设有第一滑移槽352，使得锁止块35不会干涉滑片36的滑移，第一滑移槽352把靠近滑片36的限位块351一分为二，通过两个限位块351可以把压缩后的弹簧345限制在锁止孔347内。
参照图14和图15，下缸盖346上设置有抵接锁止块35并阻止锁止块35下落的抵接块3462，抵接块3462位于弹簧孔344的下方，抵接块3462上设置有抵接凸起3463，抵接凸起3463有两个，两个抵接凸起3463穿过弹簧孔344抵接锁止块35且分设弹簧345的两侧，锁止孔347的直径大于弹簧孔344的直径，且锁止孔347的直径与弹簧孔344的直径相交，使得抵接凸起3463不会干涉弹簧345的压缩运动以及滑片36的滑移运动，抵接块3462上开设有第二滑移槽3464，第二滑移槽3464位于两个抵接凸起3463之间，通过开设第二滑移槽3464，使得抵接凸起3463不会干涉滑片36的滑移运动。
参照图14和图15，滑片36靠近弹簧345的侧壁凸出设置有限位部361，弹簧345靠近滑片36的一端嵌设于两个安装缺口内，而限位部361插装入弹簧345内对弹簧345进行限制。
参照图14和图15，滑片36一端位于压缩空间341内并与活塞31抵接，滑片36另一端在弹簧345的驱动下保持与活塞31的抵接，曲轴1带动活塞31转动时，滑片36在活塞31的作用下在安装槽343内往复滑移。
参照图14，上缸盖33开设有排气槽332，排气槽332呈长条状，排气槽332一端的槽底开设排气孔333，排气槽332内安装有单向排气阀334，单向排气阀334包括紧固钉3341、阀片3342和限位片3343，限位片3343和阀片3342一端上下交叠设置，紧固钉3341穿过阀片3342和限位片3343交叠的一端并固定于排气槽332远离排气孔333的一端，阀片3342远离紧固钉3341的一端封闭排气孔333，限位片3343远离紧固钉3341的一端钣金弯折并位于阀片3342的上方，限位片3343的厚度大于阀片3342，使得限位片3343不容易弯折，通过阀片3342封排气孔333，当气压较大时，阀片3342可以翘起打开排气孔333进行排气，通过限位片3343限制阀片3342翘起的限度，使得阀片3342不容易损坏。
其中排气孔333和吸气口342分设滑片36的两侧，滑片36和活塞31配合，使得压缩空间341大部分时间都被分成两个部分，且排气孔333和吸气口342分别与压缩空间341的一个部分连通。
参照图12和图13，储液器37通过一连接片371与壳身21固定，连接片371钣金弯折且两端与壳身21焊接固定，储液器37位于连接片371和壳身21之间并受到连接片371的限制作用，储液器37上部安装有回液管372，储液器37上还安装有吸气管373，吸气管373一端位于储液器37内，吸气管373另一端从储液器37下部穿出并穿过壳身21安装于气缸34的吸气口342内，储液器37用于阻止大量液体进入压缩机。
参照图5，底盖23下设置有若干支撑组件38，在本实施例中支撑组件38有三个，三个支撑组件38沿底盖23周向等角度间隔设置，用于支撑压缩机。
本申请实施例一种转子式压缩机的实施原理为：电机32带动曲轴1，曲轴1的偏心部12带动活塞31在压缩空间341内做周期性旋转运动，在运行中，滑片36的一端在弹簧345的弹力作用下与活塞31外径表面紧密贴合，将压缩空间341分隔为两个密闭腔室，在电机32的做功下，完成对制冷剂的压缩做功过程，同时在转子321式压缩机组装时，先把上缸盖33安装在曲轴1上，然后把转子321安装在曲轴1上，然后曲轴1的偏心部12穿过定子322和机壳2放入气缸34中，把上缸盖33与气缸34固定，曲轴1安装转子321的部分再回到定子322中间，气缸34安装入壳身21中，然后安装储液器37和吸气管373，把储液器37与气缸34连通，然后连接接线柱223和电机32，并把顶盖22固定在壳身21上，最后通过下缸盖346上的抵接块3462插入锁止孔347，抵接块3462上的抵接凸起3463顶起锁止块35，从而解除锁止块35对弹簧345的压制作用，弹簧345一端与壳身21内壁抵接，弹簧345另一端推动滑片36抵接活塞31，使得气缸34安装时不容易受到弹簧345和滑片36的影响，最后安装底盖23完成转子321式压缩机的组装。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种曲轴，其特征在于：从上到下依次包括上轴承部(11)、偏心部(12)和下轴承部(13)，所述曲轴(1)表面涂覆有涂层薄膜(14)，所述涂层薄膜(14)包括单质铬薄膜粘结层(141)、单质铬薄膜过渡层(142)、铬的硬质碳化物过渡层(143)和类金刚石碳膜层(144)。
2.根据权利要求1所述的一种曲轴，其特征在于：所述上轴承部(11)外壁、偏心部(12)外壁和下轴承部(13)外壁涂覆所述涂层薄膜(14)。
3.根据权利要求1所述的一种曲轴，其特征在于：所述下轴承部(13)外壁和所述偏心部(12)外壁涂覆所述涂层薄膜(14)。
4.根据权利要求1所述的一种曲轴，其特征在于：所述偏心部(12)外壁涂覆所述涂层薄膜(14)。
5.一种曲轴的加工工艺，其特征在于：该方法包括下述步骤：
1)、压缩机曲轴由钢材用冷镦机一次性镦出；
1.1)、按需要的规格切出合适长度的冷镦钢圆柱体；
1.2)、将冷镦钢圆柱体通过冷镦镦出与比压缩机曲轴形状一致且更大的初步镦体；
1.3)、再将初步镦体通过冷镦镦出与压缩机曲轴形状和大小接近的中间镦体；
1.4)、再将中间镦体冷镦出符合压缩机曲轴尺寸要求的毛坯；
1.5)、将毛坯精加工以获得曲轴零件；
2)、曲轴零件表面镀膜，采用溅射镀膜工艺，在需要强化的曲轴表面涂镀，镀膜设备包括真空室和安装于真空室内能同时公转自转的工件托架；
2.1)、清洗基体：将上述表面预处理完毕的曲轴基体固定在工件托架上，将真空室气压调整至1×10-5～5×10-5Torr，通入氩气，开启线性离子源，线性离子源的工作电流为0.1A～1A，功率为100W～1000W，调整曲轴基体的负偏压为0～300V，工作时间为10分钟～40分钟；
2.2)、沉积线性离子源辅助沉积的单质铬薄膜粘结层：调整曲轴基体负偏压为50V～500V，保持线性离子源开启状态，调整线性离子源的工作电流为0.1A～1A，继续通入氩气，同时开启磁控溅射源，调整磁控溅射源的工作电流为1A～5A，通入氩气，工作时间为5分钟～30分钟，然后关闭线性离子源；
2.3)、沉积金属单质薄膜过渡层：调整曲轴基体负偏压为50V～500V，保持磁控溅射源开启状态，调整磁控溅射源的工作电流为1A～5A，通入氩气，工作时间为5分钟～30分钟；
2.4)、沉积铬的硬质碳化物薄膜过渡层：保持步骤2.4)中的工作条件不变，开启线性离子源，调整线性离子源工作电流为0.1A～0.5A：同时通入乙炔气体，工作时间为5分钟～30分钟分钟，然后关闭磁控溅射源；
2.5)、沉积类金刚石碳膜层：调整线性离子源的工作电流为0.1A～0.5A，功率为100W～1000W，调整曲轴基体的负偏压为50V～500V，通入乙炔气体，工作时间为60分钟～500分钟；
2.6)、取出曲轴基体：待真空室温度降至室温，取出曲轴基体。
6.根据权利要求5所述的一种曲轴的加工工艺，其特征在于：步骤2.1)中的所述工件托架包括底盘(51)、安装柱(52)和安装件(53)，所述安装柱(52)有若干，若干所述安装柱(52)沿所述底盘(51)周向间隔设置，所述安装件(53)包括可拆卸连接的中间杆(531)、上限位件(532)和下限位件(533)，所述上限位件(532)包括上限位片(5321)，所述下限位件(533)包括下限位片(5331)，所述上限位片(5321)和所述下限位片(5331)分设所述中间杆(531)的两端，所述上限位片(5321)和所述下限位片(5331)相向的侧壁分别设置有上限位凸柱(5323)和下限位凸柱(5333)，曲轴(1)的两端均设置有限位插孔，所述上限位凸柱(5323)和所述下限位凸柱(5333)一一对应位于两个所述限位插孔内；
所述安装件(53)可拆卸安装于所述安装柱(52)上，且每个所述安装柱(52)上的所述安装件(53)有若干，若干所述安装件(53)沿所述安装柱(52)周向间隔设置，所述底盘(51)转动带动若干所述安装柱(52)公转，所述安装柱(52)自转。
7.根据权利要求6所述的一种曲轴的加工工艺，其特征在于：所述上限位件(532)还包括上连接柱(5322)，所述下限位件(533)还包括下连接柱(5332)，所述上连接柱(5322)和所述下连接柱(5332)分设所述中间杆(531)的两侧；
所述安装柱(52)的侧壁设置有安装凸起(521)，所述安装凸起(521)开设有供所述安装件(53)滑移安装的滑槽(522)，所述滑槽(522)相向的槽壁开设有第一限位滑槽(523)，所述中间杆(531)朝向所述第一限位滑槽(523)的两侧壁开设有第二限位滑槽(5311)，所述上连接柱(5322)两侧一一对应滑移安装于相向设置的所述第一限位滑槽(523)和所述第二限位滑槽(5311)内，所述下连接柱(5332)两侧一一对应滑移安装于相向设置的所述第一限位滑槽(523)和所述第二限位滑槽(5311)内。
8.根据权利要求7所述的一种曲轴的加工工艺，其特征在于：所述底盘(51)在驱动系统带动下自转，所述驱动系统包括电机(32)、滚珠(62)、齿圈(64)、行星轮(65)、太阳轮(66)和输入齿轮(67)，所述真空室(4)底部开设有若干滚槽(8)，所述滚珠(62)有若干，若干所述滚珠(62)一一对应安装于若干所述滚槽(8)内，所述太阳轮(66)与所述底盘(51)同轴且固定于所述真空室(4)底部，所述齿圈(64)位于所述底盘(51)和所述滚珠(62)之间，所述行星轮(65)有若干并位于所述太阳轮(66)和所述齿圈(64)之间，且所述行星轮(65)与所述太阳轮(66)以及所述齿圈(64)均啮合，所述齿圈(64)设置有外齿并与所述输入齿轮(67)啮合，所述输入齿轮(67)安装于所述电机(32)的输出轴上，所述底盘(51)开设有穿出孔(5113)，所述安装柱(52)穿设于所述穿出孔(5113)内，且若干所述行星轮(65)一一对应安装于若干所述安装柱(52)上并带动所述安装柱(52)一起运动。
9.根据权利要求8所述的一种曲轴的加工工艺，其特征在于：所述底盘(51)包括夹持件(511)和填充件(512)，所述夹持件(511)和所述填充件(512)均设置有若干，若干所述夹持件(511)和若干所述填充件(512)均为扇形且交替设置，若干所述夹持件(511)对应若干所述安装柱(52)，所述穿出孔(5113)开设于所述夹持件(511)，所述夹持件(511)由两块夹板(5111)组成，所述夹板(5111)开设有半孔(5112)，当两块所述夹板(5111)组成所述夹持件(511)时，两个所述半孔(5112)组成所述穿出孔(5113)，所述夹持件(511)靠近相邻的两个所述填充件(512)的两侧开设有限位槽(5114)，所述填充件(512)靠近相邻的两个所述夹持件(511)的两侧设置有两个限位条(5121)，所述限位条(5121)滑移安装于所述限位槽(5114)内。
10.一种转子式压缩机，其特征在于：包括活塞(31)、机壳(2)、电机(32)、上缸盖(33)、下缸盖(346)、气缸(34)、滑片(36)、储液器(37)以及权利要求1至4任意一项的曲轴(1)，所述电机(32)设置于所述机壳(2)内并带动所述曲轴(1)旋转，所述气缸(34)固定于所述机壳(2)内，所述上缸盖(33)和所述下缸盖(346)分设所述气缸(34)的上下并形成用于压缩制冷剂的压缩空间(341)，所述气缸(34)上开设有吸气口(342)并安装有吸气管(373)，所述上缸盖(33)开设有排气孔(333)并安装有单向排气阀(334)，所述曲轴(1)依次穿过所述上缸盖(33)、气缸(34)和下缸盖(346)，所述曲轴(1)的偏心部(12)位于压缩空间(341)内并套装所述活塞(31)，所述储液器(37)设置于所述机壳(2)一侧并与所述吸气管(373)连通；
所述机壳(2)包括上下贯通的壳身(21)和位于壳身(21)上下封闭壳身(21)的顶盖(22)和底盖(23)；
所述气缸(34)的内壁开设有安装槽(343)，所述滑片(36)部分位于所述安装槽(343)内，所述滑片(36)一端位于所述压缩空间(341)内并与所述活塞(31)抵接，所述气缸(34)上还开设有连通所述安装槽(343)的槽底的弹簧孔(344)，所述弹簧孔(344)水平开设并贯穿所述气缸(34)的外壁，所述弹簧孔(344)内安装有弹簧(345)，所述弹簧(345)夹持于所述滑片(36)与所述机壳(2)的内壁之间，所述气缸(34)上还竖向开设有贯通弹簧孔(344)的锁止孔(347)，所述锁止孔(347)位于所述弹簧孔(344)上方的部分内滑移安装有锁止块(35)，所述锁止块(35)朝向弹簧(345)的侧壁设置有限位块(351)，所述限位块(351)有两个，两个所述限位块(351)沿弹簧孔(344)长度方向间隔设置，所述下缸盖(346)上设置抵接所述锁止块(35)并阻止锁止块(35)下落的抵接块(3462)，所述抵接块(3462)位于所述弹簧孔(344)的下方，所述抵接块(3462)上设置有抵接凸起(3463)，所述抵接凸起(3463)有两个，两个所述抵接凸起(3463)穿过所述弹簧孔(344)抵接所述锁止块(35)且分设所述弹簧(345)的两侧。
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