CN117450075A - 一种曲轴、泵体结构及应用其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴、泵体结构及应用其的压缩机，曲轴内设置有轴向的中心油孔，所述曲轴包括轴向依次连接的长轴、偏心部以及短轴，所述长轴上设置有径向的长轴侧孔；所述中心油孔的高度h3满足：h1+h2＜h3≤h4；其中，h1为所述短轴的高度，h2为所述偏心部的高度，h4为所述长轴侧孔的中心与所述短轴底端的距离，且所述高度均为沿曲轴轴向的高度。曲轴中心油孔深度h3与曲轴长轴侧孔高度h4满足关系式h1+h2＜h3≤h4，有利于保证曲轴长轴强度及中心油孔泵油量。解决了传统技术中因减小曲轴轴径后导致曲轴强度不足而造成曲轴磨损加剧的技术问题。

Description

一种曲轴、泵体结构及应用其的压缩机

技术领域

本发明属于空调器技术领域，涉及一种曲轴、泵体结构及应用其的压缩机。

背景技术

滚动转子式压缩机具有体积小、成本低等突出优势，被广泛应用于空调、热泵等领域。现有滚动转子压缩机的工作原理为：泵体的曲轴在电机的带动下做旋转运动，通过曲轴的转动带动滚子做偏心圆周运动从而对冷媒进行压缩。曲轴在不断做高速旋转运动，因此运动部件的摩擦最为剧烈。压缩机中的主要运动副有，曲轴长短轴与上下法兰内壁、曲轴偏心部与滚子内圆，同时运动副之间也是最需润滑的地方。

通过行业内长期试验、研究发现，通过减小曲轴轴径、在排量不变的条件下尽可能降低气缸缸高是提升压缩机能效的有效措施。然而，曲轴轴径减小后，导致曲轴与法兰间的接触应力大幅增加，同时由于结构限制曲轴中心油孔直径也要相应减小，导致曲轴长轴径向侧孔及上法兰螺旋槽泵油量减小，从而导致上法兰与曲轴润滑不足，压缩机可靠性降低出现异常磨损。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种曲轴、泵体结构及应用其的压缩机，解决了传统技术中，减小曲轴轴径后导致曲轴强度不足而造成曲轴磨损加剧的技术问题。

为了解决上述问题，根据本申请的一个方面，本发明的实施例提供了一种曲轴，所述曲轴内设置有轴向的中心油孔，所述曲轴包括轴向依次连接的长轴、偏心部以及短轴，所述长轴上设置有径向的长轴侧孔；所述中心油孔的高度h3满足：h1+h2＜h3≤h4；其中，h1为所述短轴的高度，h2为所述偏心部的高度，h4为所述长轴侧孔的中心与所述短轴底端的距离，且所述高度均为沿曲轴轴向的高度。

在一些实施例中，所述曲轴还包括吸油组件，所述吸油组件与所述短轴连接用于将润滑油泵送至曲轴的各个油孔中。

在一些实施例中，所述吸油组件包括导油片和吸油管，所述吸油管与所述短轴的油孔连接，所述导油片位于所述吸油管内且延伸至所述中心油孔中。

在一些实施例中，所述导油片的高度H1满足：h3＜H1＜h3+H3；其中，H3为所述吸油管位于所述短轴外的部分高度。

在一些实施例中，所述导油片插入所述中心油孔内的高度H2满足：h1+h2＜H2≤h3。

在一些实施例中，所述偏心部包括上偏心部和下偏心部，所述长轴、所述上偏心部、所述下偏心部以及所述短轴沿轴向依次连接。

在一些实施例中，所述上偏心部上设置有偏心部油孔和油槽，所述油槽沿轴向开设在所述上偏心部的表面，所述偏心部油孔沿径向设置于所述油槽内且与所述中心油孔连通，所述油槽的两端贯穿所述上偏心部且延伸出所述上偏心部。

在一些实施例中，所述油槽为台阶结构，所述油槽靠近所述长轴一侧的深度大于远离所述长轴一侧的深度，且所述油槽最深处与最浅处的高度差t满足：0.3mm≤t≤1mm。

在一些实施例中，位于所述偏心部油孔一侧的所述油槽的面积为S1，位于所述偏心部油孔另一侧的所述油槽的面积为S2，所述S1和S2满足：S2≥S1；其中，所述偏心部油孔的一侧为远离所述长轴的一侧，所述偏心部油孔的另一侧为靠近所述长轴的一侧。

在一些实施例中，所述油槽沿着所述上偏心部的表面倾斜设置，且所述油槽的中心线与曲轴的中心线之间形成的夹角α满足：0°＜α≤15°。

根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种泵体结构，所述泵体结构包括上述的曲轴。

根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种压缩机，所述压缩机包括上述的泵体结构。

根据本申请的另外一个方面，本发明的实施例提供了一种泵体结构，所述泵体结构包括上述的曲轴。

根据本申请的另外一个方面，本发明的实施例提供了一种压缩机，所述压缩机包括上述的泵体结构。

与现有技术相比，本发明的曲轴结构至少具有下列有益效果：

本发明提供的曲轴内设置有轴向的中心油孔，所述曲轴包括轴向依次连接的长轴、偏心部以及短轴，所述长轴上设置有径向的长轴侧孔；所述中心油孔的高度h3满足：h1+h2＜h3≤h4；其中，h1为所述短轴的高度，h2为所述偏心部的高度，h4为所述长轴侧孔的中心与所述短轴底端的距离，且所述高度均为沿曲轴轴向的高度。

根据曲轴轴系强度仿真，曲轴等效应力最大发生在曲轴长轴侧孔处，因此为保证曲轴长轴强度，曲轴中心油孔深度h3≤h4，同时为了保证曲轴中心油孔泵油量，中心油孔要设置较深，因此曲轴中心油孔深度h3与曲轴长轴侧孔高度h4满足关系式h1+h2＜h3≤h4，有利于保证曲轴长轴强度及中心油孔泵油量。解决了传统技术中因减小曲轴轴径后导致曲轴强度不足而造成曲轴磨损加剧的技术问题。

本发明提供的泵体结构是基于上述曲轴而设计的，其有益效果参见上述曲轴的有益效果，在此不一一赘述。

本发明提供的压缩机是基于上述泵体结构而设计的，其有益效果参见上述泵体结构的有益效果，在此不一一赘述。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的实施例提供的一种曲轴的剖视图；

图2是本发明的实施例提供的一种曲轴中偏心部的放大图；

图3是本发明的实施例提供的一种曲轴中上偏心部的放大图；

图4是本发明的实施例提供的一种曲轴的结构示意图；

图5是本发明的实施例提供的一种曲轴的另一种结构示意图；

图6是本发明的实施例提供的一种曲轴的剖视图；

图7是本发明的实施例提供的一种曲轴的另一种剖视图；

图8是图7中A处的局部放大图；

图9是本发明的实施例提供的一种泵体结构的剖视图；

图10是本发明提供的泵体结构中长轴侧孔和中心油孔处的放大图；

图11是本发明的实施例提供的一种泵体结构的另一种剖视图。

其中：

1、中心油孔；

2、长轴；

3、偏心部；31、上偏心部；32、下偏心部；33、偏心部油孔；34、油槽；

4、短轴；

5、长轴侧孔；

6、吸油组件；61、导油片；62、吸油管；

7、法兰组件；71、上法兰；72、下法兰；

8、气缸组件；81、上气缸；82、下气缸；

9、隔板。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

在本发明的描述中，需要明确的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序；术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种曲轴，如图1-8所示，所述曲轴内设置有轴向的中心油孔1，所述曲轴包括轴向依次连接的长轴2、偏心部3以及短轴4，所述长轴2上设置有径向的长轴侧孔5；所述中心油孔1的高度h3满足：h1+h2＜h3≤h4；其中，h1为所述短轴4的高度，h2为所述偏心部3的高度，h4为所述长轴侧孔5的中心与所述短轴4底端的距离，且所述高度均为沿曲轴轴向的高度。

具体地，如图1和图2所示为现有技术的曲轴和泵体组件图，曲轴包括长轴，短轴，下偏心部，上偏心部，上偏心部油槽，长轴侧孔，中心油孔，下偏心部油槽以及上偏心部侧孔；泵体组件包括曲轴，上法兰，上气缸，滑片，下气缸，滚子，吸油管，导油片，中间隔板以及下法兰。现有技术为了提高能效将曲轴轴径减小，导致曲轴与法兰间的接触应力大幅增加，同时曲轴轴径减小后曲轴中心油孔直径也要相应减小，曲轴长轴径向侧孔及上法兰螺旋槽泵油量减小，从而导致上法兰与曲轴润滑不足，同时为了提高泵油量，曲轴中心油孔深度设置较深，曲轴长轴强度存在不足，从而导致压缩机可靠性降低出现异常磨损。

本实施例提供的曲轴对传统曲轴进行了优化，曲轴中心油孔1深度小于短轴4长度和偏心部3高度之和时，泵油高度不足；曲轴中心油孔1深度大于长轴侧孔5的中心与短轴4底端的距离时，曲轴长轴强度会减弱。因此为保证曲轴长轴强度，曲轴中心油孔深度h3≤h4，同时为了保证曲轴中心油孔泵油量，中心油孔要设置较深，因此曲轴中心油孔深度h3与曲轴长轴侧孔高度h4满足关系式h1+h2＜h3≤h4，有利于保证曲轴长轴强度及中心油孔泵油量。解决了传统技术中因减小曲轴轴径后导致曲轴强度不足而造成曲轴磨损加剧的技术问题。

在具体实施例中，所述曲轴还包括吸油组件6，所述吸油组件6与所述短轴4连接用于将润滑油泵送至曲轴的各个油孔中。

针对小系列大排量的压缩机，一般需要加高壳体下部空间，以加大注油量。同时因曲轴的长度过长，加工限制及成本等原因，通常需要采用吸油组件6，吸油组件6能够深入到油池底部进行吸油，保证了润滑油的上油效果。

在具体实施例中，如图9所示，所述吸油组件6包括导油片61和吸油管62，所述吸油管62与所述短轴4的油孔连接，所述导油片61位于所述吸油管62内且延伸至所述中心油孔1中。

更具体地，吸油管62为空心的柱状结构，导油片61为片状结构，且具有一定的扭曲角度，比如，导油片61可以被扭曲为螺旋状，且螺旋状的旋转方向与曲轴的旋转方向相同；这样，在曲轴旋转的过程中，螺旋状的导油片61能够为润滑油的提升起到导向作用，从而降低压缩机的上油时间。

更具体地，吸油管62插入短轴4的油孔内，且两者过盈配合，吸油管62的另一端开设有吸油小孔，在压差的作用下，润滑油能够通过吸油小孔被泵送至曲轴的各个油孔中。

在具体实施例中，所述导油片61的高度H1满足：h3＜H1＜h3+H3；其中，H3为所述吸油管62位于所述短轴4外的部分高度。需要说明的是，吸油管62与短轴4过盈配合，H3为所述吸油管62位于所述短轴4外的部分高度，而非吸油管62的整体高度。

在具体实施例中，所述导油片61插入所述中心油孔1内的高度H2满足：h1+h2＜H2≤h3。

导油片61具有是一定扭曲角度的，导油片61越长，插入深度越深，泵油能力越强，但由于位置限制，导油片61的高度H1不能大于曲轴中心油孔1的高度h3和吸油管突出高度H3的和，导油片61的插入深度H2不能大于比曲轴中心油孔1的高度h3。

也就是说，本实施例在曲轴中心油孔1处设置导油片61和吸油管62，通过导油片61和吸油管62及压差作用将压缩机油池里的润滑油泵至曲轴各孔从而对泵体进行润滑，导油片61的高度H1满足关系式h3＜H1＜h3+H3，导油片61插入所述中心油孔1内的高度H2满足：h1+h2＜H2≤h3，以此保证曲轴中心油孔1泵油高度能达到曲轴的长轴侧孔5。

在具体实施例中，所述偏心部3包括上偏心部31和下偏心部32，所述长轴2、所述上偏心部31、所述下偏心部32以及短轴4沿轴向依次连接。

在具体实施例中，所述上偏心部31上设置有偏心部油孔33和油槽34，所述油槽34沿轴向开设在所述上偏心部31的表面，所述偏心部油孔33沿径向设置于所述油槽34内且与所述中心油孔1连通，所述油槽34的两端贯穿所述上偏心部31且延伸出所述上偏心部31。

在具体实施例中，所述油槽34为台阶结构，所述油槽34靠近所述长轴2一侧的深度大于远离所述长轴2一侧的深度，且所述油槽34最深处与最浅处的高度差t满足：0.3mm≤t≤1mm。

t为台阶的高度，如图3所示，之所以要求满足0.3mm≤t≤1mm，因为通过仿真计算，t小于0.3mm时，各油孔出油量改善效果不明显，t大于1mm时，曲轴偏心圆强度可能存在不足。

在具体实施例中，位于所述偏心部油孔33一侧的所述油槽的面积为S1，位于所述偏心部油孔33另一侧的所述油槽的面积为S2，所述S1和S2满足：S2≥S1；其中，所述偏心部油孔33的一侧为远离所述长轴2的一侧，所述偏心部油孔33的另一侧为靠近所述长轴2的一侧。

油槽34为台阶结构，将油槽34分为两部分，靠近长轴2一侧的油槽34的面积为S2，远离长轴2一侧的油槽34的面积为S1，长轴径向侧孔及上法兰螺旋槽都是靠近长轴2一侧，因此为了保证长轴2的润滑，需满足S2≥S1。

本实施例提供的曲轴中，在上偏心部31上设置油槽34，油槽34呈台阶型，油槽两端贯穿偏心部，油槽中心线与曲轴中心轴线平行，油槽靠近长轴一侧深度大于远离长轴一侧，通过仿真计算，台阶t合理设计满足0.3mm≤t≤1mm，油槽面积满足S2≥S1，有利于增大曲轴偏心部油槽储油空间，同时有效增大长轴径向侧孔及上法兰螺旋槽泵油量。

在具体实施例中，如图4所示，所述油槽34沿着所述上偏心部31的表面倾斜设置，且所述油槽34的中心线与曲轴的中心线之间形成的夹角α满足：0°＜α≤15°，夹角α如图7和图8所示。这种设置方式有利于增大曲轴偏心部油槽储油空间，同时有效增大长轴径向侧孔及上法兰螺旋槽泵油量。当然，油槽34也可以为直槽，如图5所示。

实施例2

本实施例提供一种泵体结构，如图9-11所示，所述泵体结构包括实施例1所述的曲轴。

泵体结构还包括法兰组件7和气缸组件8，法兰组件7包括上法兰71和下法兰72，气缸组件8包括上气缸81和下气缸82，所述上气缸81和下气缸82之间具有隔板9，所述上法兰71位于上气缸81上方，所述下法兰72位于下气缸82下方。

对本实施例提供的泵体结构和现有的泵体结构进行各孔出油量的对比，如表1所示。

表1

根据仿真计算，采用本发明技术方案后，上法兰螺旋槽出油量较现有技术方案增大13％，曲轴长轴径向侧孔出油量增大50％。

本实施例提供的泵体结构中，曲轴设有中心油孔1和长轴侧孔5，中心油孔1深度h3与曲轴长轴侧孔5高度h4满足关系式h1+h2＜h3≤h4，曲轴中心油孔内设有导油片61和吸油管62与之配合，导油片61长度H1满足关系式h3＜H1＜h3+H3，导油片61插入深度h1+h2＜H2≤h3满足关系式，有利于提高曲轴长轴强度，保证曲轴中心油孔1的泵油高度；同时在曲轴上偏心部31设置台阶型油槽或斜油槽，油槽34两端贯穿上偏心部，油槽34靠近长轴2一侧深度大于远离长轴2一侧，这样能够增大曲轴偏心部油槽储油空间，也能有效增大长轴径向侧孔及上法兰螺旋槽泵油量，提高曲轴与上法兰的润滑效果，进而降低上法兰与曲轴之间的磨损，有利于提高压缩机运行的可靠性。

实施例3

本实施例提供一种压缩机，所述压缩机包括实施例2所述的泵体结构。

本实施例提供的压缩机包括实施例2中的泵体结构，因此其具有实施例2中的泵体结构以及实施例1中的曲轴所具有的全部有益效果。

除此之外，本实施例提供的压缩机通过对曲轴油路组合设计，达到提高曲轴强度同时改善曲轴各孔泵油效果，有效减少上法兰与曲轴之间的磨损问题，提高压缩机运行的可靠性。

并且本实施例提供的压缩机已经应用于实际项目，通过该项目进行验证，本实施例提供的压缩机采用了实施例2中的泵体结构，其可靠性较好，无异常磨损。

另外，本实施例提供的压缩机可用于空调器、热泵等领域。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利技术特征可以自由地组合、叠加。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种曲轴，其特征在于，所述曲轴内设置有轴向的中心油孔，所述曲轴包括轴向依次连接的长轴、偏心部以及短轴，所述长轴上设置有径向的长轴侧孔；所述中心油孔的高度h3满足：h1+h2＜h3≤h4；其中，h1为所述短轴的高度，h2为所述偏心部的高度，h4为所述长轴侧孔的中心与所述短轴底端的距离，且所述高度均为沿曲轴轴向的高度。

2.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述曲轴还包括吸油组件，所述吸油组件与所述短轴连接用于将润滑油泵送至曲轴的各个油孔中。

3.根据权利要求2所述的曲轴，其特征在于，所述吸油组件包括导油片和吸油管，所述吸油管与所述短轴的油孔连接，所述导油片位于所述吸油管内且延伸至所述中心油孔中。

4.根据权利要求3所述的曲轴，其特征在于，所述导油片的高度H1满足：h3＜H1＜h3+H3；其中，H3为所述吸油管位于所述短轴外的部分高度。

5.根据权利要求4所述的曲轴，其特征在于，所述导油片插入所述中心油孔内的高度H2满足：h1+h2＜H2≤h3。

6.根据权利要求1-5任一项所述的曲轴，其特征在于，所述偏心部包括上偏心部和下偏心部，所述长轴、所述上偏心部、所述下偏心部以及所述短轴沿轴向依次连接。

7.根据权利要求6所述的曲轴，其特征在于，所述上偏心部上设置有偏心部油孔和油槽，所述油槽沿轴向开设在所述上偏心部的表面，所述偏心部油孔沿径向设置于所述油槽内且与所述中心油孔连通，所述油槽的两端贯穿所述上偏心部且延伸出所述上偏心部。

8.根据权利要求7所述的曲轴，其特征在于，所述油槽为台阶结构，所述油槽靠近所述长轴一侧的深度大于远离所述长轴一侧的深度，且所述油槽最深处与最浅处的高度差t满足：0.3mm≤t≤1mm。

9.根据权利要求8所述的曲轴，其特征在于，位于所述偏心部油孔一侧的所述油槽的面积为S1，位于所述偏心部油孔另一侧的所述油槽的面积为S2，所述S1和S2满足：S2≥S1；其中，所述偏心部油孔的一侧为远离所述长轴的一侧，所述偏心部油孔的另一侧为靠近所述长轴的一侧。

10.根据权利要求7所述的曲轴，其特征在于，所述油槽沿着所述上偏心部的表面倾斜设置，且所述油槽的中心线与所述曲轴的中心线之间形成的夹角α满足：0°＜α≤15°。

11.一种泵体结构，其特征在于，所述泵体结构包括权利要求1-10任一项所述的曲轴。

12.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括权利要求11所述的泵体结构。