CN114017329A - 压缩机、制冷设备及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了压缩机、制冷设备及装配方法，其中压缩机包括壳体和泵体组件，壳体具有内腔，泵体组件设于内腔中，泵体组件包括隔板以及至少两个气缸，隔板夹设于相邻的两个气缸之间，其中，隔板由钢材制成并通过激光焊接与壳体连接，装配压缩机时，由于隔板采用钢材制成，因此隔板与壳体的材料性能差异小，将隔板与壳体通过激光焊接时，能够降低焊接处的局部变形程度，以及减少焊点裂纹、虚焊等问题的产生，从而有利于提高泵体组件与壳体之间的焊接质量，提高泵体组件的刚性，提升压缩机的可靠性。

Description

压缩机、制冷设备及装配方法

技术领域

本发明涉及压缩机领域，特别涉及一种压缩机、制冷设备及装配方法。

背景技术

相关技术中，旋转式压缩机的泵体的主要部件通常采用铸铁材料制成，其中双缸或者多缸压缩机，气缸之间设置有隔板，隔板一般采用灰铸铁或者铁基粉末冶金材料制成。泵体与壳体之间大多采用气体保护焊的点焊方式，将泵体的主轴承或者上气缸与壳体进行固定，然而此时容易造成泵体整体的变形较大。

为了解决上述问题，行业内一般采用激光焊接的方式，虽然可以缓解泵体整体的变形问题，但是，由于壳体通常采用钢材制成，而主轴承或者上气缸通常采用铸铁制成，而钢材的抗拉强度大于铸铁，因此会导致泵体焊点处的局部变形大，甚至产生焊点裂纹、虚焊等问题，影响压缩机可靠性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种焊接变形小的压缩机。

本发明还提供一种具有上述压缩机的制冷设备。

本发明还提供一种用于装配上述压缩机的装配方法。

根据本发明第一方面实施例的压缩机，包括：

壳体，由钢材制成，具有内腔；

泵体组件，设于所述内腔中，包括隔板以及至少两个气缸，所述隔板夹设于相邻的两个所述气缸之间；

其中，所述隔板由钢材制成并通过激光焊接与所述壳体连接。

根据本发明第一方面实施例的压缩机，至少具有如下有益效果：

装配压缩机时，由于隔板采用钢材制成，因此隔板与壳体的材料性能差异小，将隔板与壳体通过激光焊接时，能够降低焊接处的局部变形程度，以及减少焊点裂纹、虚焊等问题的产生，从而有利于提高泵体组件与壳体之间的焊接质量，提高泵体组件的刚性，提升压缩机的可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述隔板由钢板通过冲压成型制成。

根据本发明的一些实施例，所述隔板的厚度为t，满足：7mm≤t≤14mm。

根据本发明的一些实施例，所述隔板具有通孔，所述通孔的内径为d1，满足：d1≥0.5t。

根据本发明的一些实施例，所述通孔与所述隔板的外周沿之间的距离为d2，满足：d2≥0.5t。

根据本发明的一些实施例，所述隔板与所述壳体之间形成有焊接部，所述焊接部位于所述隔板的外周沿。

根据本发明的一些实施例，所述焊接部具有多个，多个所述焊接部沿所述隔板的周向间隔分布。

根据本发明的一些实施例，所述焊接部沿所述隔板的周向的长度为a，满足：a≥20mm。

根据本发明的一些实施例，所述焊接部的宽度b与所述隔板的厚度t满足以下关系：t≥2b。

根据本发明第二方面实施例的制冷设备，包括本发明第一方面实施例的压缩机。

根据本发明第二方面实施例的制冷设备，至少具有如下有益效果：

该制冷设备通过设置有本发明第一方面实施例的压缩机，装配压缩机时，由于隔板采用钢材制成，因此隔板与壳体的材料性能差异小，将隔板与壳体通过激光焊接时，能够降低焊接处的局部变形程度，以及减少焊点裂纹、虚焊等问题的产生，从而有利于提高泵体组件与壳体之间的焊接质量，提高泵体组件的刚性，提升压缩机的可靠性，有利于提高制冷设备运行的平稳性。

根据本发明第三方面实施例的装配方法，用于装配本发明第一方面实施例的压缩机，包括如下步骤：

组装泵体组件；

将泵体组件装配定位于壳体，其中所述壳体包括主壳体、上壳体和下壳体；

将所述上壳体和所述下壳体分别焊接密封于所述主壳体的两端；

其中，所述将泵体组件装配定位于所述壳体的步骤，包括将所述泵体组件的隔板通过激光焊接的方式固定于所述主壳体的内壁。

根据本发明第三方面实施例的装配方法，至少具有如下有益效果：

该装配方法将隔板与主壳体通过激光焊接进行固定，由于隔板采用钢材制成，因此隔板与壳体的材料性能差异小，从而能够降低焊接处的局部变形程度，以及减少焊点裂纹、虚焊等问题的产生，从而有利于提高泵体组件与壳体之间的焊接质量，提高泵体组件的刚性，提升压缩机的可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例的泵体组件的立体结构示意图；

图2是本发明实施例的隔板的俯视示意图；

图3是本发明实施例的压缩机的剖视示意图；

图4是图3中的A处放大图；

图5是本发明实施例的焊接部的布置图；

图6是图5中的B处放大图；

图7是本发明实施例的隔板的加工流程示意图；

图8是本发明实施例的装配方法的流程示意图。

附图标记：

泵体组件100；第一气缸110；第二气缸120；隔板130；通孔131；中心孔132；焊接部133；上轴承140；下轴承150；上消音器160；下消音器170；曲轴180；

壳体200；上壳体210；主壳体220；下壳体230；排气管240；内腔250；

电机组件300；定子310；转子320；

储液器400。

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，仅用于解释本发明，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，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接、装配、配合等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

相关技术中，旋转式压缩机的泵体的主要部件通常采用铸铁材料制成，其中双缸或者多缸压缩机，气缸之间设置有隔板，隔板一般采用灰铸铁或者铁基粉末冶金材料制成。泵体与壳体之间大多采用气体保护焊的点焊方式，将泵体的主轴承或者上气缸与壳体进行固定，然而此时容易造成泵体整体的变形较大。

为了解决上述问题，行业内一般采用激光焊接的方式泵体与壳体固定，其虽然可以缓解泵体整体的变形问题，但是，由于壳体通常采用钢材制成，而主轴承或者上气缸通常采用铸铁制成，而钢材的抗拉强度大于铸铁，因此会导致泵体焊点处的局部变形大，甚至产生焊点裂纹、虚焊等问题，影响压缩机可靠性。为了解决上述的至少一个技术问题，本发明提出一种焊接变形小的压缩机。

参照图1至图5，本发明第一方面实施例的压缩机，压缩机可以是旋转式压缩机，当然也可以是其他类型的压缩机，其包括有壳体200、电机组件300和泵体组件100，当然，压缩机通常还包括储液器400。

壳体200由钢材制成，其通常为分体式结构，其可以包括上壳体210、下壳体230和主壳体220，上壳体210、下壳体230和主壳体220围设形成有壳体200的内腔250，电机组件300和泵体组件100均装设于内腔250中。

参照图3，电机组件300设置有转子320和定子310，定子310固定于主壳体220的内壁，转子320能够相对定子310转动，转子320连接泵体组件100的曲轴180，能够带动曲轴180做旋转运动。

参照图1，压缩机为多缸压缩机，因此泵体组件100设置有至少两个气缸，同时泵体组件100还设置有隔板130，隔板130夹设于相邻的两个气缸之间。隔板130由钢材制成，隔板130可以通过冲压或者切割等方式加工而成。安装时，相邻的两个气缸分别安装于隔板130沿轴向的两个端面，隔板130通过焊接的方式与主壳体220连接于一体，从而使得泵体组件100能够固定于壳体200内。

由于隔板130采用钢材制成，因此隔板130与壳体200的材料性能差异小，将隔板130与壳体200通过激光焊接时，能够降低焊接处的局部变形程度，以及减少焊点裂纹、虚焊等问题的产生，从而有利于提高泵体组件100与壳体200之间的焊接质量，提高泵体组件100的刚性，提升压缩机的可靠性。

参照图1和图3，在本发明的一些实施例中，压缩机为双缸压缩机，泵体组件100包括第一气缸110、第二气缸120、上轴承140、下轴承150、曲轴180、隔板130、上消音器160和下消音器170。

第一气缸110的上端面与上轴承140配合安装，第二气缸120的下端面与下轴承150配合安装，第一气缸110与第二气缸120之间通过隔板130分隔，从而依次连接形成两个独立的压缩腔。

电子组件的转子320驱动连接曲轴180，曲轴180上套设有第一活塞和第二活塞，第一活塞位于第一气缸110的压缩腔内，第二活塞位于第二气缸120的压缩腔内，第一活塞和第二活塞相对于各自的气缸的轴心线做偏心旋转运动，从而使相应的压缩腔的工作容积产生周期性变化。第一活塞与配合的滑片将第一气缸110的压缩腔分隔为低压腔和高压腔，类似的，第二活塞与配合的滑片将第二气缸120的压缩腔分隔为低压腔和高压腔。

参照图3和图5，储液器400设置于壳体200的外部，其与泵体组件100连接，为泵体组件100提供制冷剂，泵体组件100的曲轴180在电机组件300的驱动下旋转，使得泵体组件100能够完成吸气、压缩、排气的过程，制冷剂经过泵体组件100的压缩后，通过上壳体210的排气管240排出，然后进入制冷装置循环。

相关技术中，隔板130一般采用灰铸铁材料制成，加工时，将毛坯铸件经过车铣、钻孔、精磨端面等加工工序从而制成所需的隔板130，然而这种加工方式的加工成本高，加工效率也比较低。

为降低加工成本和提高加工效率，目前有部分厂家采用粉末冶金材料制成隔板130，加工时，将粉末冶金材料经过压铸成型获得隔板半成品，从而减少了车铣、钻孔等加工工序，降低了加工成本，然而由于粉末冶金材料的材料成本比铸铁高，而且粉末冶金材料的硬度和强度均比铸铁差，因此采用粉末冶金材料制成的隔板130，其可靠性相对于采用铸铁制成的隔板130较差。

为了解决上述问题，在本发明的一些实施例中，隔板130采用钢板并通过冲压成型制成，钢板的材料可以选用Q235结构钢或45号钢等碳素钢。

表1为灰铸铁(HT250)、铁基粉末冶金和Q235结构钢的材料特性对比表。

表1

由表1的数据可见，Q235结构钢具有更高的硬度、抗拉强度和弹性模量。由于隔板130在泵体组件100中需要承受轴向两端的冷媒气体的压力差，同时需要承受气缸内的滚子端面对其的摩擦，因此，相比较于铸铁和铁基粉末冶金，钢材更适合作为制作隔板130的材料，而且，钢材更适合采用高速精密冲压工艺进行加工，其加工精度相比传统的车削工艺更高，而且加工效率更高，加工成本更低。

参照图7，隔板130的加工过程如下：

S510：将钢板原材料经过精密冲压工艺加工内、外边以及端面通孔；

S520：对各孔以及内、外边进行倒角，获得隔板半成品；

S530：对隔板半成品的两端面依次进行粗磨和精磨；

S540：抛光去毛刺，获得隔板成品。

在本发明的一些实施例中，采用高速精密冲压工艺制成隔板130，相比较采用传统的车削加工工艺制成隔板130，采用高速精密冲压工艺的加工成本可以降低20％左右，而且加工周期能够降低50％左右，能够大大提高加工的效率，降低产品的加工成本。

参照图4，需要说明的是，上述实施例中，由于隔板130采用冲压的方式制成，因此隔板130的厚度不能太厚，若隔板130的厚度太厚，则需要投入过高的费用制作相关的冲压设备，而且冲压时模具的损耗也过大，同时为了方便隔板130与壳体200的焊接，隔板130的厚度也不宜过小。

因此，在本发明的一些实施例中，隔板130的厚度t满足以下条件：7mm≤t≤14mm，此时隔板130的厚度能够很好地满足焊接以及冲压的需求。

参照图2，可以理解的是，在本发明的一些实施例中，隔板130具有通孔131，通孔131构成制冷剂以及冷却油在壳体内部流通的通道。通孔131可以设置有多个，多个通孔131绕隔板130的轴心线设置。

加工时，通孔131采用冲压制成，因此通孔131的内径不能过小，为此，通孔131的内径d1需要满足以下条件：d1≥0.5t，从而使得通孔131的内径足够大，从而减少通孔131的边缘在冲压加工中的变形程度，有利于提高加工的精度。

参照图2，类似的，可以理解的是，为了进一步减少通孔131的边缘在冲压加工时的变形程度，通孔131与隔板130的外周沿之间的距离d2满足以下条件：d2≥0.5t，从而使得通孔131与隔板130外周沿之间的距离足够大，使得该处具有较高的结构强度，从而能够减少冲压加工通孔131时，通孔131边缘的变形程度，从而有利于提高隔板130加工的精度。

参照图2，当然，隔板130的中部通常设有用于避让曲轴180的中心孔132，中心孔132与通孔131之间的孔边距d3，以及相邻通孔131之间的孔边距也要大于等于隔板130厚度的一半，从而能够尽量减少冲压产生的变形，提高加工的精度。

参照图4，需要说明的是，在本发明的一些实施例中，隔板130与壳体之间形成有焊接部133，焊接部133位于隔板130的外周沿。

制作隔板130时，将隔板130的外径设置为略小于壳体的内径，使得隔板130的外周沿与壳体之间的间隙比较小，从而在进行激光焊接的时候，在较短的时间内就能够使得隔板130的外周沿与壳体之间的位置因为受热使得钢材发生熔融从而将隔板130和壳体连接于一体，从而在隔板130的外周沿与壳体之间形成有焊接部133。

参照图5和图6，可以理解的是，为了使得隔板130与壳体之间的连接更为稳固，在本发明的一些实施例中，焊接部133设有多个，多个焊接部133沿着隔板130的周向间隔分布，从而使得隔板130与壳体之间形成有多处焊接位置，有利于提高隔板130与壳体之间的连接强度。

可以理解的是，在本发明的一些实施例中，多个焊接部133沿着隔板130的周向均匀间隔分布，从而使得隔板130与壳体200之间的受力更为均匀，有利于进一步提高隔板130与壳体200之间的连接稳固性。

可以理解的是，焊接部133的数量设置比较少的时候，会造成隔板130与壳体200的连接强度比较低，而焊接部133的数量设置比较多的时候，会造成焊接需要的时间比较多，降低压缩机装配的效率。

为此，在本发明的一些实施例中，焊接部133的数量可以是三个，或者四个，或者六个，多个焊接部133沿隔板130的周向均匀间隔分布。此时焊接部133的数量比较适中，能够满足隔板130与壳体之间具有较高的连接强度，同时能够获得较高的装配效率，而且此时相邻焊接部133之间的夹角为120°或90°或60°，因此比较容易定位焊接部133的具体位置，从而使得焊接更为方便。

参照图6，可以理解的是，为了提高焊接部133的焊接强度，可以通过增加焊接部133的长度从而提高焊接强度。为此，在本发明的一些实施例中，焊接部133沿隔板130的周向的长度a满足以下条件：a≥20mm，从而焊接完成后在隔板130和壳体之间形成比较长的焊接部133，有利于提高隔板130与壳体之间的焊接强度。

参照图4和图6，可以理解的是，在本发明的一些实施例中，为了进一步提高隔板130与壳体之间焊接受力的稳定性，焊接部133通常位于隔板130的外周沿沿隔板130厚度方向的中部区域，焊接部133沿隔板130的厚度方向具有宽度b，为了方便焊接时能够对准隔板130的外周沿的厚度方向的中部区域进行焊接，隔板130的厚度t与焊接部133的宽度b应该满足以下关系：t≥2b，即隔板130的厚度大于等于两倍的焊缝宽度，从而使得在焊接的时候能够较好地对准隔板130外周沿的中部进行焊接，从而在隔板130外周沿的中部形成焊接部133。

本发明第二方面实施例的制冷设备，包括本发明第一方面实施例的压缩机。制冷设备可以是空调器或者冰箱，当然也可以是其他制冷设备。

由于该制冷设备采用本发明第一实施例的压缩机，由于压缩机泵体组件100的隔板130采用钢材制成，因此隔板130与壳体的材料性能差异小，将隔板130与壳体通过激光焊接时，能够降低焊接处的局部变形程度，以及减少焊点裂纹、虚焊等问题的产生，从而有利于提高泵体组件100与壳体之间的焊接质量，提高泵体组件100的刚性，提升压缩机的可靠性，有利于提高制冷设备运行的稳定性。

参照图8，本发明第三方面实施例的装配方法，其用于装配本发明第一方面实施例的压缩机，包括如下步骤：

S610：组装泵体组件100；

S620：将泵体组件100的隔板130通过激光焊接与主壳体220焊接于一体，从而将泵体组件100装配定位于壳体200内，其中，壳体200包括主壳体220、上壳体210和下壳体230；

S630：将上壳体210焊接密封于主壳体220的上端，将下壳体230焊接密封于主壳体220的下端。

当然，压缩机还设置有电机组件300，因此该装配方法还包括装配电机组件300的步骤，该步骤包括：

将电机组件300的转子320与曲轴180装配，将电机组件300的定子310与主壳体220装配。

由于压缩机通常还设置有储液器400，因此该装配方法还包括以下步骤：

将储液器400焊接于主壳体220的外壁，从而完成压缩机的装配。

该装配方法，通过在将泵体组件100装配定位于壳体的步骤中，将隔板130与主壳体220通过激光焊接固定于一体时，由于隔板130采用钢材制成，而主壳体220也采用钢材制成，因此隔板130与主壳体220的材料性能差异小，从而能够降低焊接处的局部变形程度，以及减少焊点裂纹、虚焊等问题的产生，从而有利于提高泵体组件100与壳体200之间的焊接质量，提高泵体组件100的刚性，提升压缩机的可靠性。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (11)

1.压缩机，其特征在于，包括：

壳体，由钢材制成，具有内腔；

泵体组件，设于所述内腔中，包括隔板以及至少两个气缸，所述隔板夹设于相邻的两个所述气缸之间；

其中，所述隔板由钢材制成并通过激光焊接与所述壳体连接。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述隔板由钢板通过冲压成型制成。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于：所述隔板的厚度为t，满足：7mm≤t≤14mm。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于：所述隔板具有通孔，所述通孔的内径为d1，满足：d1≥0.5t。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于：所述通孔与所述隔板的外周沿之间的距离为d2，满足：d2≥0.5t。

6.根据权利要求1至5任一项所述的压缩机，其特征在于：所述隔板与所述壳体之间形成有焊接部，所述焊接部位于所述隔板的外周沿。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于：所述焊接部具有多个，多个所述焊接部沿所述隔板的周向间隔分布。

8.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于：所述焊接部沿所述隔板的周向的长度为a，满足：a≥20mm。

9.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于：所述焊接部的宽度b与所述隔板的厚度t满足以下关系：t≥2b。

10.制冷设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的压缩机。

11.装配方法，用于装配如权利要求1至9任一项所述的压缩机，其特征在于，包括如下步骤：

组装泵体组件；

将所述泵体组件装配定位于壳体，其中所述壳体包括主壳体、上壳体和下壳体；

将所述上壳体和所述下壳体分别焊接密封于所述主壳体的两端；

其中，所述将泵体组件装配定位于所述壳体的步骤，包括将所述泵体组件的隔板通过激光焊接的方式固定于所述主壳体的内壁。

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