CN1355873A - 涡壳式压缩机曲轴轴承的对准 - Google Patents

涡壳式压缩机曲轴轴承的对准 Download PDF

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Abstract

本方法包括将压缩机的本体和压缩元件(7,15,16)装在压缩机的壳体(2)内,使本体或固定的涡壳支承在壳体的护套的一端上,然后将盖焊接在护套上。曲轴(10)被接合到一个属于压缩级活动部的轴承(17)上和一个属于本体的轴承(13)上,曲轴的自由端上接合一个装在支承(27)内的轴承(12),而支承本身可有径向窜动地装在护套内,支承也可能紧固在护套上,使曲轴(10)的自由端在多个垂直于其轴线的方向上位移,为的是将装在本体内的轴承(13)的窜动考虑进去。

Description

涡壳式压缩机曲轴轴承的对准
本发明涉及一种涡壳式压缩机曲轴轴承的安装和对准方法，涉及一种实施该方法的装置，并涉及用该方法得到的涡壳式压缩机。
图1示出一台涡壳式压缩机的纵剖面。该压缩机具有一个密封壳体2，其内形成一个设有气体进入口4的吸气室3，和一个设有气体输出口6的发放室5或压力室。
吸气室3和输出室5被一分隔壁7隔开。在吸气室内装有一台电动机，其定子8和转子9在图中示出。转子9与一根形成曲轴的轴10联结，该轴在一下轴承12内和一装在压缩机本体14内的上轴承13内被导引。
用来确保气体压力上升的泵由两个涡旋室构成，一个连在分隔壁7上的固定涡旋室15，和一个被曲轴端头驱动的活动涡旋室17。这个曲轴端头偏离曲轴的位在轴承12和13中心的轴线而用轴承17装在压缩机的旋转部分上。在压缩机的活动部相对于固定部的轨道运动中，将气体围在其内的涡囊的容积逐渐减少，这样气体在还没有通过输出口18逸出之前便被压缩，在输出口18上装有一个发放阀19，该阀允许被压缩的气体流向压力室5而当压缩机停止时可阻止气体从压力室回流到吸气室。
应该注意到重要的是要确保曲轴轴承12和13的精确对准而使下轴承沿轴向定位，以资确保在下列各处的功能性窜动：在曲轴10的顶部和驱动涡壳的活动涡旋室16的轴承17的端部之间，在与曲轴10成为一个整体的配重39和压缩机本体之间，及在配重39和涡壳的活动涡旋室16的基部之间。
解决这个问题并没有多大困难，只要将定子装在一根管子内而将管子本身装在压缩机本体内即可。
但如果将定子直接插入到压缩机的护套内，问题仍然存在，因为在这种情况下，压缩机的几何关系受护套所形成的壳体的支配。
于是在某些压缩机中，在制造压缩机时这个几何关系容易变动。这种情况特别会发生在当压缩机的本体支承在形成壳体的护套上时，及当本体被盖封闭而该盖在本体在护套上的支承面的附被焊接到护套上时，这个焊接会使护套变形并改变相互关系。
在这种情况下，最好能在焊接后进行曲轴轴承的对准，具体地说是将曲轴装到压缩机本体内的轴承和将曲轴装到电动机区域内的轴承之间的对准。
本发明的目的是要提供一种方法和装置使有可能进行这种对准。
为此目的，所涉及的方法包括下列步骤：
将压缩机的本体和压缩元件装在压缩机的壳体内，使本体或固定的涡壳支承在壳体的护套的一端上，然后将一盖焊接到护套上，曲轴在早先或随后与一个属于压缩级活动部件的轴承上和一个属于本体的轴承接合，曲轴也必须装到下轴承上，下轴承本身被装在一个支承上，而该支承预定要被紧固到压缩机的壳体上，
使曲轴的自由端在多个垂直于其轴线的方向上位移，为的是将装在本体内的轴承的窜动考虑进去，然后根据各个不同的位移确定下轴承的轴线，
按该轴线将轴承定位，
将装备轴承的支承紧固到压缩机的壳体上或将轴承紧固到预先紧固在压缩机壳体上的支承上。
最好，这个方法包括曲轴在某一个位置上的轴承的对准，在该位置上曲轴的位移是在与由涡壳的固定和活动涡旋室之间的密封线所限定的两个平行平面基本上垂直的平面内进行的，该密封线平行于曲轴的轴线。
按照一个实施例，将支承紧固到护套上是用焊接完成的。
按照一个可能的做法，轴承的支承具有至少三个径向的分支。
按照第一种可能的做法，将压缩机安置成在垂直方向上的“上下颠倒”，这个方法包括：接合曲轴上的下轴承，在曲轴上施加一个拉力以将曲轴悬挂起一个距离的预定值，将一个测量器件，如比较仪紧固在一个固定部，如压缩机的壳体或支承上，并使所说测量器件支承在轴承上或一个与轴承成为整体的零件上，其时转子的配重的对称轴线垂直于该轴承径向位移的第一方向，使曲轴在该方向产生往复运动，以确定冲程的中点，然后在至少一个其他的方向上进行相同的操作，以及沿不同方向位移的轴向行程的一半来得到轴承的轴线。
按照第二个可能的做法，在曲轴的自由端上采取行动，这个方法包括：在曲轴的这个端部上施加一个转过360°的径向力，使该端部绘出一个封闭的或准封闭的曲线，而支靠在装在本体内的轴承上，以确定该曲线的重心，在紧固到壳体上之前将下轴承的轴线锁定在这个点上。在这种情况下，当施加一个转过360°的径向力时，该方法最好包括使曲轴同时环绕其轴线转动。
该方法能有多个不同的实施例。
按照第一个实施例，该方法包括：在曲轴位移之前为了确定下轴承的轴线，可在这个自由端上接合一个以适当的配合装在支承内的轴承，而支承本身带有径向窜动装在护套内，可被紧固在护套上。
按照第二个实施例，该方法包括使曲轴的自由端在多个垂直于其轴线的方向上位移，从而确定下轴承的轴线，然后在曲轴的自由端上接合一个装在支承内的轴承，而支承本身带有径向窜动装在护套内，可被紧固在护套上。
按照第三个实施例，该方法包括将轴承的支承紧固在压缩机的壳体内而将用来与本体支承接触的护套的端部和支承之间所需的距离考虑进去，然后在将压缩机的各个构件装到压缩机的壳体内以后，使轴承在支承所具有的较大的孔内位移而使下轴承与上轴承对准，并在实现这个对准后，将轴承紧固到其支承上。
本发明还涉及实现该方法的装置，该装置具有：
一个预定用来接纳压缩机使曲轴的自由端面向外的支架，
一个用来夹持曲轴的自由端的机构。
按照一个实施例，该装置具有：
一个预定用来接纳压缩机使曲轴的自由端面向外的支架，
一个配置在支架端部上的平台，该平台具有两块平行的板与用来进行位移及测量的两个互相垂直的方向上的位移的设施连结，
固定到该板上最接近压缩机的地方并预定用来紧固下轴承的支承的分支的零件，及
一个用来夹持曲轴自由端的帽，所说帽被驱使作纵向运动为的是设定曲轴的轴向位置。
最后，本发明还涉及涡壳式压缩机，该压缩机具有由护套构成的壳体，在该壳体内安装着压缩机的本体和压缩元件，在护套被盖焊接封闭之前，将本体或涡壳的固定部支承在护套的一端上，驱动涡壳活动部的曲轴与一个属于该压缩级活动部件的轴承、一个属于本体的轴承和一个下轴承接合，其特征为，下轴承备有设施，用以调整其与属于本体的轴承的对准。
按照第一实施例，下轴承以适当的配合被装在一个支承内，而该支承带有径向窜动安装在壳体的护套内，并备有在焊接紧固之前用以定位的设施，例如用螺钉来定位。
按照第二实施例，下轴承可带有径向窜动装在支承内，将该支承阻挡在对准位置上，例如用螺钉阻挡，而支承本身的大小正好与壳体护套的内部的大小相配合，并离护套的一端预定的距离，紧固在护套上，所说护套的一端用作本体或涡壳固定部的支承接触。
参照附图，根据以下说明会清楚地理解本发明，这些说明通过非限制性的例子描述用来安装和对准曲轴和两涡壳式压缩机轴承的装置的若干实施例。
图1为一台如上所述的涡壳式压缩机的纵剖面图；
图2为图1中这台压缩机的上侧倒向下方的纵剖面图，该压缩机与一个能帮它对准轴承的第一装置连结；
图3为在图2中用来对准轴承的装置的主要构件的分解透视图；
图4为在测量曲轴沿着下轴承支承的一个分支的位移时的顶视图；
图5为在纵剖面上的一个视图示出下轴承的一个分支相对于压缩机壳体定位的情况；
图6为一个视图示出图5中同一分支在相对于壳体的位置上被锁定的情况；
图7为图1中的压缩机在进行对准轴承的操作时的纵剖面图，在本例中曲轴的下端面向下方；
图8为另一个轴承支承的透视图；
图9为压缩机壳体护套在图8中的支承被紧固后的纵剖面图；
图10为压缩机的分解透视图，其壳体曾在图9中示出；
图11为同一台压缩机在下轴承对准和紧固后的总剖面图。
图2到6示出一个用来对准轴承的第一装置。在电动机被装到压缩机本体的壳体内并将盖焊接到护套上以后，压缩机被上下颠倒地放置在图3所示的装置内。该装置具有一个支架20，其上部设有一个开口的桁梁22，其底座有一个栓钉23。压缩机的上侧被向下放置，并被桁梁22保持在垂直位置上。有一环24停留在桁梁22上，并被准确地紧固在其上。该环用来安装设有测头26的比较仪25。
在曲轴10上接合着装在轴承支承27内的轴承12，该轴承支承具有三个分支相互间成120°。每一分支在其自由端都设有一个带内螺纹的钻孔，其内接合着螺柱29。
在支架20上紧固着一个架子30，其自由端被布置在曲轴的轴线上并位在曲轴之上。该架子上设有一个推力球轴承32，其垂直位置能用螺纹33调节。推力球轴承设有一根钢缆34，其一端紧固着一个帽35设计用来接合在曲轴的油泵管36上，以资借助于径向螺钉37将所说管紧固从而将曲轴紧固。
实施时，在将帽35紧固在油泵管36上后，由于推力球轴承的螺旋转动，可使曲轴垂直地位移，为的是使曲轴从轴承的应力中脱开并确保轴向的活动，其时螺柱29被旋入到最大程度并使它离开壳体上制出的相应的孔38。曲轴在角度上被这样定位，使其配重39的对称轴线垂直于支承中的一个分支28并在其左侧。比较仪25被这样放置在环24的位置上，使其触针26支承在这个分支上。然后使曲轴在这个分支的方向上作往复运动。将比较仪的零点设在其触针位移行程的半中间。随后在另外两个分支上进行相似的程序，为的是确定这些行程的一半的大小。用螺旋起子41将螺柱旋出使它抵压在壳体的内表面上并将轴承支承27保持在一个与三个分支中每一个分支的位移中间位置对应的位置上如图5所示。一旦这个定位实现就用焊炬42制出焊缝40将下轴承支承固定在这个位置上。
图7示出第二个装置，其中相同的元件如前用相同的标号指出。在本例中，轴承的对准是用曲轴面向下的自由端来实现的。
本装置具有一块板44设计用来作为压缩机壳体下边的支承，所说下边是用与该板上制出的孔相对的定中心元件45来定位的，在该板的下方与该板上的孔相对的地方布置着一个支承47，其上装有一个台，该台具有两块叠置的板48和49能够分别在两个垂直的方向上位移。在上板48上装有臂50用来紧固曲轴轴承支承的各个分支28。支承47的垂直位置能用标号52概略地指出的机构来设定。
按照本发明的装置还具有一个帽设计用来夹紧曲轴的油泵管36并被安装在一根轴的一端，该轴的另一端能被驱动作轨道运动。
另外，该装置具有一台电动机57能够驱动一个大致成碗状的零件55使它作轨道运动，在该碗内装有径向弹簧56，轴54的下端被插置在弹簧56之间，在该轴54的另一端上设有用来夹持曲轴10的自由端的帽53，还有一个机构59用来驱使帽53转动。
一旦轴承的轴线被确定，便可采用上述的程序，其时螺柱29被松开，为的是在用焊接紧固之前使这些螺柱与壳体的内面接触。
这个用于垂直压缩机的技术也可用于在其他位置上的压缩机例如水平压缩机。
图8到11示出按照本发明的方法的另一个实施例。在本实施例中，如同以前，相同的元件用相同的标号指出。
在本例中，压缩机装有一个用于曲轴下轴承120的支承127。
在图示的实施例中，支承127具有三个分支，其端头呈圆弧形128以便合适地配合在护套的内部，从而可用焊缝129将它紧固。这个支承127被紧固得与护套的端头130平行，在其上预定支承着压缩机的本体或涡壳的固定部。在所示实施例中，该支承具有三个分支，但它也可具有不同的形状和多个在护套上的不同的支承点，重要的因素是要有孔眼以便通过油和气体。这样，例如该支承可成为环状并将其整个圆周支承在护套上。同样，紧固可不用焊接，而可用压力机安装，使夹持位置用电阻焊固定。如果该零件由铸铁制成，可能用激光焊接或机械变形来实现配合安装并确保封闭。
支承127具有一个中心孔132用来通过转子并用来通过焊缝129用的工具。在其底面上，支承127具有三个平面的凸台133，在每一个凸台的中心各有一个内部制有螺纹的孔134向外开启。在支承127被紧固在护套内后，支承便成为轴承的垂直基准。而轴承120具有一个环133，该环预定支承在成为基准平面的凸台133上。在该环135上制有三个孔136，它们按照与支承上的孔134相同的角度分布来布置，只是孔136的直径大于孔134的直径。装在曲轴上的轴承的对准按照上面所说的方法进行，并且在这样对准后，轴承相对于支承127的封闭是由将螺钉137插入孔136内、将螺钉137旋紧、使支承134的内螺纹孔134被封闭而实现的。这个紧固也可用不同的方法来实现，例如用焊接，因为轴承的环和支承都是由钢制成的。
这个最后一种技术是方便的，因为它使我们有可能分解以前紧固的轴承定位，而这个定位是在按照上述方法将轴承对准后使轴承相对于支承而紧固的。

Claims (24)

1.用来安装并对准涡壳式压缩机的曲轴轴承的方法，其特征为，该方法包括下列步骤：
将压缩机的本体(14)和压缩元件(7，15，16)装在压缩机的壳体(2)内，使本体或固定的涡壳支承的壳体护套的一端上，然后将一盖焊接到护套上，曲轴(10)在早先或随后与一个属于压缩级可动部件的轴承(17)上和一个属于本体(14)的轴承(13)接合，曲轴也须安装到下轴承(12，120)上，下轴承本身被装在一个支承(27，127)上，而该支承预定要被紧固到压缩机的壳体(2)上；
使曲轴(10)的自由端在多个垂直于其轴承的方向上位移，为的是将装在本体(14)内的轴承(13)的窜动考虑进去，然后根据各个不同的位移确定下轴承(12，120)的轴线；
根据该轴线将轴承(12，120)定位；
将装备轴承(12)的支承(27)紧固到压缩机壳体(2)上或将轴承(120)紧固到预先紧固在压缩机壳体上的支承(127)上。
2.权利要求1的方法，其特征为，该方法包括曲轴(10)的某一个位置上的轴承(12，120；13)的对准，在该位置上曲轴的位移是在与由涡壳的固定(15)和活动(16)涡旋室之间的密封线所限定的两个平行平面基本上垂直的平面内进行的，该密封线平行于曲轴的轴线。
3.权利要求1或2的方法，其特征为，将支承(27，127)紧固到护套上是用焊接完成的。
4.权利要求1到3中任一项的方法，其特征为，轴承(12)的支承(27，127)具有至少三个径向的分支。
5.权利要求1到4中任一项的方法，其特征为，将压缩机在垂直方向上安置成“上下颠倒”，该方法包括：接合曲轴(10)上的下轴承(12)，在曲轴(10)上施加一个拉力，以将曲轴悬挂起一预定的距离，将一个测量器件，如比较仪(25)紧固在一个固定部，如压缩机的壳体或支承上，并使所说测量器件支承在轴承上或一个与轴承成为整体的零件上，其时转子(9)的配重(39)的对称轴线垂直于该轴承径向位移的第一方向，使曲轴(10)在该方向产生往复运动，以确定冲程的中点，然后在至少一个其他的方向上进行相同的操作，以及沿不同方向位移的轴向行程的一半来得到轴承(12)的轴线。
6.权利要求1到5中任一项的方法，其特征为，在曲轴(10)的自由端上采取行动，该方向包括：在曲轴的这个端部上施加一个转过360°的径向力，使该端部给出一个封闭的或准封闭的曲线，而支靠装在本体内的轴承(13)上，以确定该曲线的重心，在紧固到壳体(2)上之前将下轴承(12)的轴承锁定在这个点上。
7.如权利要求6的方法，其特征为，该方法包括：当施加一个转过360°的径向力时，同时使曲轴(10)环绕其轴线转动。
8.权利要求1到7中任一项的方法，其特征为，该方法包括：在曲轴(10)位移之前为了确定下轴承(12)的轴线，可在这个自由端上接合一个以适当的配合装在支承(27)内的轴承(12)，而支承(27)本身带有径向窜动装在护套内，可被紧固在护套上。
9.权利要求1到7中任一项的方法，其特征为，该方法包括：使曲轴(10)的自由端在多个垂直于其轴线的方向上位移，从而确定下轴承(12)的轴线，然后在曲轴(10)的自由端上接合一个装在支承(27)内的轴承(12)，而支承(27)本身带有径向窜动装在护套内，可被紧固在护套上。
10.权利要求8或9的方法，其特征为，轴承(12)的支承(27)设有至少三个可沿径向调节的径向螺柱或支承(29)，预定用来支靠护套的内面，为的是使支承和轴承定位在对准的位置上。
11.权利要求10的方法，其特征为，螺柱(29)的径向调节是用旋紧螺钉来实现的，例如借助于快速固化胶能使它固定。
12.权利要求5和8的方法，其特征为，将压缩机在垂直方向上放置成“上下颠倒”，该方法包括：将下轴承(12)接合在曲轴(10)上，该下轴承(12)装在一个具有至少三个径向分支(28)的支承(27)内，在曲轴(10)上施加一个拉力，以将曲轴(10)悬挂起一个预定的距离，将一个测量器件，如比较仪(25)，定位在第一分支(28)的对侧，转子(10)的配重(39)的对称轴线垂直于这个分支(28)，使曲轴(10)沿这个分支的方向往复运动，以确定这个分支(28)的轴向行程的中点，然后在其他分支(28)上进行相同的操作，将沿着各个分支(28)的轴向行程之半考虑进去，便可得到轴承(12)的轴线。
13.权利要求1到7中任一项的方法，其特征为，该方法包括：将轴承(120)的支承(127)紧固在压缩机的壳体(2)内，将用来与本体支承接触的护套的端部(130)和支承(127)之间所需的距离考虑进去，然后，在将压缩机的各个构件装到压缩机的壳体内以后，使该轴承在该支承所具有的较大的孔(132)内位移，而使下轴承(120)与上轴承(13)对准，并在完成这个对准后，将轴承(120)紧固到其支承(127)上。
14.权利要求13的方法，其特征为，该方法包括用该轴承的环状零件(135)支承在该支承(127)下表面上制出的凸台(133)上来使轴承(120)支承在其支承(127)上。
15.权利要求13或14的方法，其特征为，该方法包括用旋紧螺钉来使轴承(120)紧固在其支承(127)上，该支承具有内螺孔(134)，而轴承(120)具有在角度分布上与该支承的内螺孔(134)相同的一些孔或槽(136)，但该槽孔(136)具有较大的横截面，以允许螺钉(135)通过，使轴承(120)能相对于支承(127)侧向调节，从而完成该轴承(120)与上轴承(13)的对准。
16.用来实施权利要求1到15中任一项的方法的装置，其特征为，该装置具有：
一个预定用来接纳压缩机的支架(20，44)，及
一个用来夹持曲轴自由端的机构(35，53)。
17.权利要求16的装置，其特征为，该装置具有：
一个预定用来接纳沿垂直方向“上下颠倒”的压缩机的支架(20)，
一个预定紧固在支架(20)上的环(24)，用来紧固一个比较仪(25)，以沿着轴承支承(27)的三个分支(28)的轴线(28)，陆续测量曲轴(10)的位移，及
一个固定在支架上的架子(30)，其设有推力球轴承(32)的端部用钢缆(35)悬挂着一个帽(35)，而该帽用来紧固装在该曲轴端部的油泵管(36)。
18.权利要求16的装置，其特征为，该装置具有：一个预定用来接纳压缩机使曲轴(10)的自由端面向外的支架(44，45)，
一个配置在该支架端部上的平台，该平台具有两块平行的板(48，49)，与用来进行位移及测量的两个互相垂直的方向上的位移的设施连结，
固定到该板上最接近压缩机的地方并预定用来紧固下轴承(12)的支承(27)的分支(28)的零件(50)，及
一个用来夹持曲轴(10)自由端的帽(53)，所说帽被驱使作纵向运动，为的是设定曲轴的轴向位置。
19.权利要求18的装置，其特征为，用来夹持曲轴(10)的自由端的帽(53)被安装在一根轴(54)的一端，该轴的另一端可被驱使作轨道运动。
20.权利要求19的装置，其特征为，该装置具有一台电动机(57)，驱使一个大致成碗状的零件作轨道运动，在该碗状件内装有径向弹簧(56)，而在该弹簧中间插置着轴(54)的下端，在其上设有用来夹持曲轴(10)自由端的帽(53)。
21.权利要求19或20的装置，其特征为，该装置具有一个机构(59)，用来驱使供夹持曲轴(10)自由端用的帽(53)转动。
22.涡壳式压缩机，具有由护套构成的壳体(2)，在该壳体内安装着压缩机的本体(14)和压缩元件(7，15，16)，在护套被盖焊接封闭之前，将本体(14)或涡壳的固定部(15)支承在护套的一端上，驱动涡壳活动部(16)的曲轴与一个属于该压缩级活动部件的轴承(17)、一个属于本体(14)的轴承(13)和一个下轴承(12，120)接合，其特征为，下轴承(12，120)备有设施，用以调整其与属于本体(14)的轴承(13)的对准。
23.权利要求22的涡壳式压缩机，其特征为，该轴承(12)以适当的配合安装在一个支承(27)内，而该支承带有径向窜动安装在壳体(2)的护套内，并备有在焊接紧固之前用以定位的设施，例如用螺钉(29)来定位。
24.权利要求22的涡壳式压缩机，其特征为，该轴承(120)带有径向窜动装在支承(127)内，将该支承阻挡在对准位置上，例如用螺钉阻挡，而支承(127)本身的大小正好与壳体(2)护套的内部的大小相配合，并按离护套一端(130)预定的距离紧固在护套上，所说护套的一端(130)用作本体(14)或涡壳固定部(15)的支承接触。
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