CN1306167C - 校直涡卷压缩机构件的方法 - Google Patents

Abstract

一种改进的校直涡卷压缩机内轴承构件的方法，包括安装曲轴箱以在中心壳内压配合的步骤，并具有一个与薄壳真实顶端面紧密贴合的表面。这确保曲轴箱内轴承的轴线理想化且定中心于薄壳的中心轴线上。同时，下轴承安装在底盘上，也被切削成与压配合的底盘外圆周面同心。这确保下轴承也定中心于薄壳的内圆周面上。一旦确保中心壳精确无误，也就确保上轴承和下轴承校直于共同的轴线上。还公开了一种改进的、具有反向锥体的下轴承结构。

Description

校直涡卷压缩机构件的方法

技术领域

本发明涉及一种方法，其中邻接涡卷压缩机顶盖和底盘的构件相对于一个共同基准点被完全校直，从而使各构件能更容易和精确地达到完全校直。

背景技术

涡卷压缩机日益广泛地应用于致冷压缩应用中。在涡卷压缩机中，第一和第二涡卷件各包括一个底座和一个由底座伸出的基本上螺旋形的涡卷，这两个螺旋涡卷相互配合，以限定压缩室。轴可操作地与两个涡卷件中的一个相连接，以使该涡卷件沿轨道相对于另一个涡卷件旋转。当两个涡卷件沿轨道旋转时，两个涡卷件的螺旋涡卷之间所界定的压缩室的容积变小，从而压缩截留的致冷剂。

在历史上，涡卷压缩机安装在密封壳体内。壳体包括一个中心壳、顶盖和底盘。驱动沿轨道运动的涡卷件的轴一般都由安装在中心壳内的电动机驱动。轴沿旋转轴线延伸，并可操作地与沿轨道运动的涡卷连接，以形成涡卷的沿轨道运动。典型的是把轴装设在与顶和底部位毗连的轴承内。上轴承安装在曲轴箱内，曲轴箱支承沿轨道运动的涡卷件。从涡卷件处看，下轴承一般位于电动机的对面。在历史上，轴承支承件都由中心壳向内径向延伸，以支承轴承的底端。

新近设想将涡卷压缩机内的下轴承安装在底盘上。安装轴承用的底盘结构已经公开在1999年8月18日申请的序号为09/376,915的、其标题是“密封压缩机的轴承部件”的早先美国专利申请中以及在2001年6月1日申请的、已转让的编号为09/872,972、标题为“涡卷压缩机底盘”的同时待审的申请中。

此外，最近设想采用强力配合将曲轴箱装入中心壳内，使曲轴箱处于相对于中心壳的理想位置。这种结构已在1998年10月21日申请的、标题是“强力配合涡卷压缩机部件”的同时待审的申请号09/176,576中以及现在转让的美国专利第6,193,484号中公开。

然而，从未建议过将这两种设想结合起来。

发明内容

在公开的本发明的实施例中，中心壳被用作为基准点，通过安装底盘把下轴承理想定位以及将曲轴箱理想定位于由此共同基准点定位和确定的位置。在优选实施例中，规定以中心壳作为共同基准点。中心壳加工成具有两个经仔细检验的端面，该端面分别垂直于中心壳中心线，并理想地近似于圆柱形。初始的薄壳造型可以略微不呈圆形(即大约为1.0毫米)，因为如下所述，利用曲轴箱和底盘上的计算机控制切削的面将使薄壳达到全圆度，这将在下面说明。

底盘加工成具有既垂直于下轴承孔，又与下轴承中心线保持一定设定径向空间的安装面。这样，当这个底盘安装在这个薄壳内时，轴承便处于相对于中心壳中心线的理想位置。

此外，曲轴箱加工成具有理想的外圆柱面和一个与中心壳的端面紧密贴合的平直端面。当这个曲轴箱和底盘一道安装在这个中心壳内时，保证曲轴箱和底盘都会安装在彼此对应的恰当方位处。鉴于底盘和曲轴箱是分别加工的，为了保证分别承载轴的两个轴承的中心线成为其他单个构件的外圆周中心线，还要确保这两个轴承处于相互对应的理想位置。一旦轴的两个轴承座得到理想的确定，就能容易地将涡卷压缩机的其他构件组装到一起，并在确保校直的位置。

因此，本发明提供一种能理想地将各构件安装定位到涡卷压缩机内，并能确保各构件固定于适当位置的简单方法。

本发明的这些和其他特点可以通过下列说明和图得到最好的理解。以下是简要说明。

附图说明

图1是发明的涡卷压缩机的横断面图。

图2A是图1中圆圈部分2A的放大图。

图2B是图1中圆圈部分2B的放大图。

图3是薄壳构件结构示意图。

图4A示出组装的第1步骤。

图4B示出随后的一个步骤。

图4C示出另一个步骤。

图4D示出又一个步骤。

图5A是底盘的顶视图。

图5B示出图5A底盘上一个位置的放大部分。

图6示出发明的轴承的另一特点。

图7示出图6实施例的一个特点。

具体实施方式

图1说明一个涡卷压缩机20，包括一个轨旋涡卷22和和一个非轨旋涡卷24。驱动轴26由电动机定子28通过转子30驱动。驱动轴被可操作地连接以使轨旋涡卷22的沿轨道运动。下轴承32安装在底盘34上。轴26的下端33与下轴承32相连接。底盘34具有沿圆周间隔配置的U形部分36，该部分处于中心壳40下端39径向向内的位置。中心壳40的下端38具有一个轴向端面39，该端面如下所述，与底盘34上的一个面相贴合。

如下所述，为了便于校直，将中心壳的内圆柱面41加工成近似于理想的圆柱面。把顶盖42固定于中心壳40上。如已知的，曲轴箱44支承轨旋涡卷22。曲轴箱44的外圆柱形部分46具有外表面47，该表面用压入配合卡装于中心壳40内。

轴承48安装在曲轴箱44内，支承轴26的上端。曲轴箱44的向外径向伸出的凸缘50与薄壳40的上端52相贴合。如下所述，压入配合的曲轴箱和安装在底盘上的轴承相结合可确保轴承32和48位于一条参照共同基准点调整两个轴承所达到的共同轴线上。

如图2A所示，曲轴箱44具有自已的外圆柱面47，该园柱面压入配合在中心壳40的内园柱面41内。径向向外伸出的凸缘50与端面52相贴合。

凸缘50朝下的面90加工成垂直于曲轴箱44的中心轴线。此外，曲轴箱44的外圆柱面47也被加工成与轴承座48是同心的。这样，借助已知的计算机控制方法，申请人保证轴承48的孔和外圆柱面47同心，并理想地对准中心，同时使轴承48的孔垂直于凸缘面90。应当明向的是外圆柱面47可能有某些不连贯之处，然而，总的来说该表面是圆柱形面，并与轴承48的中心线同心。优选曲轴箱的详图可由美国专利第6,193,484号确定。

现在，当按图2A所示将曲轴箱安装在中心壳40内时，由于表面90与表面52贴合以及外表面47的压入配合，可以保证轴承48的中心线平行于中心壳40的内轴线，并与其同心。

与此同时，在底盘34上形成一个类似的端面54。中心壳下端部分38的轴向端面39与端面54贴合。正像曲轴箱一样，这也确保底盘34在中心壳40内恰当地定方位。此外，部分36的外圆柱面91的尺寸至少可以在中心壳40内形成较轻的压入强力配合，而这又能保证底盘34在中心壳40内理想而又准确地定位。

如下所述，更准确地切削加工以形成轴承32的中心线，并使该中心线与部分36的外圆柱面同心，并垂直于端面39。这样会确保轴承32的轴承轴线也以中心壳40的内圆柱面41的中心轴线为基准。借助使用这两项技术，申请人因此保证使轴承48定中心于并平行于根据与轴承32的轴线为同一参照点的确定的一条轴线。这样，申请人保证两个轴承比现有技术中的情况更有可能被校直。

图3高度示意性地示出一种加工工序10。通过滚轧钢材的一部分，然后将钢材焊接进坏料和由内径膨胀，把形成中心壳40的壳坯料12初步制成一个基本上是圆筒形的壳体。一根膨胀的芯棒16伸入到薄壳坯料12的内圆柱面，保证该面在车床的2个顶尖之间旋转。芯棒然后把薄壳坯料12送到一对相互对置的加工车床14上，由这一对车床切削中心壳的端面。加工薄壳的工序是已知的，且在该技术领域所属工人的技能范围之内。这样，使薄壳坯料被制成中心壳40，并如图4A所示，把端面39和52限定成平直面，即用计算机控制加工成非常接近垂直于内轴线的真正平直的平行平面。与此同时，内圆柱面41非常接近于一个真正的圆柱形孔。如上所示，这时内圆柱面41可以稍微不呈圆形，因为一旦把曲轴箱和底盘插入，将使该面成为真正的圆柱面。

装配涡卷压缩机的第一步骤是先把定子28装置于中心壳内，如图4A所示。可以加热中心壳以便接纳定子，然后可使中心壳冷却，以便将其固定在定子上。此外，在安装定子期间，最好作电气连接，且如1999年10月8日申请的、标题为“适应各种构件的异型压缩机电机线圈”同时待审的美国专利申请第09/415,122序号所公开的。

如图4B所示，下一个步骤是用力把中心壳40向下压装到底盘34上。如上所述，中心壳40的下端39与U形部分36实行压入配合，这样，轴承32这时就具有自已的、相对于中心壳40中心线来定中心的理想中心线。这时，可把中心壳点固焊接于底盘34上，以便在环缝焊接之前先把两者固定在一起，便于进行下面的加工直到最后的环缝焊接。

下一步骤是安装定子28内的转子30和轴承32内的轴26，如图4C所示。

下一步聚是将曲轴箱44压入到中心壳40内。借助这个施加力的运动，使凸缘50紧贴端面52。这时，由于轴承孔48早先已被切削成相对于曲轴箱44外圆柱面47的准确同心圆孔，因而可确保轴承48和32都把中心定在相对于共同基准点切削形成的轴线上，即中心壳40的中心线上。

然后，把轨旋涡卷和非轨旋涡卷的构件，包括所有抗旋转连接件和密封件等，如已知的，装在压缩机内。然后向下装顶盖42，使各构件压在一起，再对顶盖进行点固焊接。最后把顶盖和底盘焊接到中心壳上，以固定整个组件。

图5A示出带轴承32的底盘34。正如所知道的那样，U形面按圆周分布。这些构件的外圆柱面91被切削成是真正的外圆柱面，并与轴承32的中心轴线X同心。正如1999年8月18日申请的、标题为“密封压缩机的轴承组件”同时待审的美国专利申请第09/376,915序号所更加详细说明的那样，这要借助切削轴承的中心轴线X使之与U形部36的外表面91同心来保证。图5B是U形部36的外表面91的另一个视图。

总之，通过保证依靠采用计算机控制设备切削和计量使轴承32和48的中心与共同基准点保持同圆心，申请人确保两个轴承理想定位和彼此相互校直。本发明因此极大地改进了现有的技术。

图6是一个轴承实施例300，其中轴承毂具有上端302，该端从下端304开始逐步横向向内渐缩。如图7所示，当轴承本体310被插入时，上端如图所示相对于下端314在312处被弯回。在现有的技术中，当轴承插入时，轴承使无支承的上端径向向外弯曲，结果是毂的自由端向外弯曲，而不是形成一个圆柱面。因此，这种反向渐缩提供了许多好处。

从本质上来说，由计算机控制切削的曲轴箱和底盘上的同心外圆周表面保证轴承孔从中心壳内圆周每个等距径向间隔。同时几个平直面保证曲轴箱和底盘相互平行，以便使它们的轴承孔的轴线同心并平行。

虽然已经公布了本发明的一个优选实施例，但本领域的工作人员将认识到在本发明范围内可做出更改。基于这个原因应当研究下列权利要求书，以确定本发明的准确范围和内容。

Claims (6)

1.一种涡卷压缩机，包括：

一个第一涡卷件，其具有一个底座和一个从所述底座延伸的基本上螺旋状的涡卷；

一个第二涡卷件，其具有一个底座和一个由底座延伸的基本上螺旋状的涡卷，一个用来驱动所述第二涡卷件相对于所述第一涡卷件沿轨道运动的轴；

一个支承所述第二涡卷件的曲轴箱，所述曲轴箱具有预定外径的外圆周表面，所述曲轴箱的所述外圆周表面被加工成与出现在所述曲轴箱中心轴线上的轴承孔同心；

一个外壳，其装有所述第一涡卷件、第二涡卷件以及所述曲轴箱中的所述轴，所述外壳包括中心壳、顶盖和底盘；

所述底盘装有用来支承所述轴下端的轴承；所述曲轴箱内的所述轴承孔装有用来支承所述轴上端的上轴承；

其特征在于，所述下轴承具有被切削成相对于所述底盘上外圆周面同心且垂直的轴承轴线，所述底盘的外圆周表面与所述中心壳的内圆周表面同心，所述曲轴箱的所述外圆周表面与所述中心壳的所述内圆周同心，从而使所述上轴承和下轴承相互同心。

2.如权利要求1所述的涡卷压缩机，其特征在于：所述的中心壳具有被切削成相互平行的上轴向端面和下轴向端面；所述曲轴箱具有与所述中心壳的上端面相贴合且被切削成与所述轴承的所述轴线垂直的径向向外伸出的凸缘，这样，所述曲轴箱被正确地校直在所述中心壳内；所述底盘具有被切削成垂直于所述轴承的旋转轴线的表面，以致所述底盘被正确地安装在所述中心壳内，从而使所述上、下轴承的所述轴线被校直。

3.如权利要求1所述的涡卷压缩机，其特征在于：所述下轴承首先被成形具有一个反向锥体，从而把所述轴插入所述轴承使所述反向锥体更多地向圆柱体表面移动。

4.一种装配涡卷压缩机的方法，包括以下步骤：

1)提供一个具有一对相互对置的轴向端面的中心壳，所述轴向端面被切削成相互平行，成形一个具有基本上圆柱形外圆周表面的曲轴箱；在所述中心壳的所述圆柱形内面内进行紧密配合；所述曲轴箱具有一个用来与所述中心壳的所述轴向端面贴合的径向向外伸出的表面；提供一个具有外圆周表面的底盘，其尺寸能在所述中心壳的所述内径范围内紧密配合；所述底盘具有一个垂直于安装在所述底盘上轴承中心轴线的面；

2)把所述曲轴箱安装在所述中心壳内，并把所述底盘安装在所述中心壳内，从而使所述上轴承和下轴承的所述轴线都与共同基准点同心。

5.如权利要求4所述的一种方法，其特征在于：所述曲轴箱和所述底盘都加工成具有一个垂直于所述中心壳一个端面的表面，从而当所述曲轴箱和所述底盘在所述中心壳内被安装时，所述曲轴箱和所述底盘都将具有相互平行的所述表面，从而使在所述曲轴箱内形成的轴承孔的中心轴线和所述底盘内形成的轴承孔中心轴线将同心并平行。

6.一种涡卷压缩机，包括：

一个第一涡卷件，其具有一个底座和一个从所述底座延伸的基本上呈螺旋状的涡卷；

一个第二涡卷件，其具有一个底座和一个从它的底座延伸的基本上呈螺旋状的涡卷，一个用来驱动所述第二涡卷件相对于第一涡卷件沿轨道运动的轴；

一个外壳，其装有所述第一涡卷件、第二涡卷件以及曲轴箱中的所述轴，所述外壳包括中心壳，顶盖和底盘；

所述底盘装有用来支承所述轴下端的轴承；所述曲轴箱内的所述轴承孔装有用来支承所述轴上端的上轴承；

其特征在于，所述底盘装有一个穿过轴承毂内的轴承，所述轴承毂具有从轴向下端面向所述轴承毂的中心轴线逐步向内减缩的轴向上端，以及一个强力压入所述毂内的轴承，这样，所述上端回弯，与所述毂的下端一起趋向于一个更近似的圆柱面。

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