CN1896555A - 旋转式压缩机的曲轴制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种旋转式压缩机的曲轴制作方法，其包括以下步骤：使用具有充分硬度的钢板为原料制作管状的长轴；将上述轴延伸制作成一定规格的轴；并将上述轴切断成符合产品要求的长度完成轴部；以上述轴部为原料通过锻造作业做成曲柄的形状完成曲柄部，且曲轴的形态成型的同时，在曲柄部开钻同轴部的流动孔直径相同而且相通的流动孔；最终对曲柄部分进行旋削及各种按钮槽等进行加工；在上述曲轴的曲柄表面进行热处理，提高表面强度，为保护完成品的表面因而进行塞缝处理，通过造管及延伸及锻造的一系列工序提高曲轴的生产性，且在特定条件下对曲轴实施热处理，提高曲轴的强度及耐磨性，因提高曲柄的表面硬度，进而提高旋转式压缩机的可靠性。

Description

旋转式压缩机的曲轴制作方法

技术领域

本发明涉及一种旋转式压缩机中使用的曲轴的制作方法，特别是旋转式压缩机的曲轴用铁板经造管、拉伸、锻造成型后实施特定条件下的热处理过程，因而提高曲轴的强度及耐磨性的同时提高旋转式压缩机的可靠性和生产性的一种旋转式压缩机的曲轴制作方法。

背景技术

一般压缩机从电动机或涡轮等动力装置承接动力，对空气、制冷剂等运行流体进行压缩提高其运行流体压力的机械。这种压缩机广泛应用于空气调节器领域或冷藏柜等一般家电产品到工厂产业部门。

这种压缩机根据压缩方法，分为容积式压缩机(positive displacementcompressor)，涡轮式压缩机(dynamic compressor or turbo compressor)。其中工业现场普遍使用容积式压缩机，它通过减少体积增加压力的压缩方式。上述容积式压缩机再分成往返式压缩机(reciprocating compressor)和旋转式压缩机(rotary compressor)。

上述往返式压缩机通过气缸内部直线往返运动的活塞对运行流体进行压缩，具有以简单的机械构件产生高的压缩效率的优点。反过来，上述往返式压缩机因活塞的惯性其旋转速度有限，由于惯性存在发生一定震动的缺点。

上述旋转式压缩机，通过气缸内部偏心转动的辊子对运行流体进行压缩，比起上述往返式压缩机能够以低速产生很高的压缩效率。因此，上述旋转式压缩机具有能够减少发生震动和噪音的优点。

这里，上述旋转式压缩机的现有结构如图1所示，其包括箱子103，固定端子104、旋转端子105、曲轴106、器具部110。其中，箱子103，它储存有一定量的机油，并具有吸入管101和输出管102；固定端子104和旋转端子105，它们位于箱子103的内部；曲轴106，它在旋转端子105的中心压入；器具部110，它位于曲轴106的下方，吸入制冷剂并进行压缩。

上述压缩部110，如图2所示，气缸111，它成圆筒形同箱子103的内边缘固定的吸入管101相通；主轴承112及辅助轴承113，它们紧贴气缸111的两侧面的同时对贯穿的曲轴106进行支撑。

即，旋转式压缩机120的情况，通过上述旋转轴106承接驱动部电机的旋转动力，压缩部110进行压缩，上述曲轴106将往返运动转转成旋转运动，如图3所示，包括曲柄106a，它的一侧连着连杆的大端部；辊子，它位于上述曲柄106a的外侧，形状如圆筒形，通过旋转将滑动摩擦转换成旋转摩擦降低其运动的阻力；流动孔106b，它在上述曲轴106的全段的轴中心，且能够流动制冷剂。

如上所述现有曲轴106经铸造而成，如图4所示，包括将液体金属放入铸造磨具中经一定时间冷却后制作成曲轴106的形状的铸造工序；经过铸造工序的轴两端固定，为方便进行旋削工序，在轴两端加工槽的同时对轴进行车床加工的旋削工序；将经过旋削工序的圆棒形态的轴用开孔器根据内径规格开流动孔106b的同时对轴部106c进行加工的研磨工序；为了对经过研磨的曲轴106的表面进行保护进行塞缝的表面塞缝工序。

但，如上所述曲轴106的制作方法，由于铸造物的特性其内部不纯物因而生成气泡降低其耐磨性成为降低品质的原因。

还有，因进行铸件生产及开孔作业、旋削加工等消耗大量时间，降低生产效率，进而必然引起成本的上升。

另外，为制作如上所述曲轴106使用其它方法如锻造的方法，如图5所示，使用具有高强度的铁板为原料经造管工序做成管状的长轴之后，经延伸工序制作成一定规格的轴，根据产品要求切断完成轴部106c的同时，以环棒或管为原材料经锻造作业完成曲柄106a成型了的曲柄部，将上述轴部106c和曲柄部焊接到一起完成曲轴106的形状，同时在曲柄部开同轴部106c的流动孔106b直径相同而且连通的流动孔106b，最终对曲柄106a的部位进行如旋削及各种按键槽等进行加工后，为保护完成品的表面在表面进行塞缝。

但是，经过如上所述锻造过程制作的曲轴106时，其加工精确度和表面硬度存在问题，因而降低产品可靠性。

由此可见，上述现有的旋转式压缩机的曲轴制作方法仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的旋转式压缩机的曲轴制作方法的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的旋转式压缩机的曲轴制作方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制作多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的旋转式压缩机的曲轴制作方法，能够改进一般现有的旋转式压缩机的曲轴制作方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的旋转式压缩机的曲轴制作方法存在的缺陷，而提供一种新的旋转式压缩机的曲轴制作方法，所要解决的技术问题是使其将互助旋转式压缩机的曲轴，使用铁板经造管、延伸、锻造成型后实施特定条件的热处理，可提高曲轴的强度及耐磨性进而提高旋转式压缩机的可靠性和生产性，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种旋转式压缩机的曲轴制作方法，其包括以下步骤：经过对具有高硬度的铁板为原料制作管状的长轴的造管工序；对经过造管工序的轴延伸制作成一定规格的轴的延伸工序；将上述轴切断成符合产品要求的长度完成轴部的切断工序；以上述轴部为原料经过锻造作业完成成型曲柄的曲柄部因而形成曲轴形状的锻造工序；在曲柄开同轴部的流动孔直径相同而且相通的流动孔，最终对曲柄部实施旋削及各种按键槽等进行加工的加工工序；通过加工工序制作的曲轴的曲柄表面进行热处理提高表面硬度的热处理工序；为了保护表面对经过热处理的完成品的表面进行塞缝的表面塞缝工序。

还有，在上述热处理过程中经过淬火和回火热处理将表面硬度维持在600HmV以上。

还有，在上述热处理过程中实施增碳热处理和气体氮化或浸留氮化等的渗氮处理，使表面层保持0.05mm厚度，其表面硬度保持600HmV以上的同时，表面硬化层占全部面积的0.001％以上。即，经过如上所述制作工序制作的旋转式压缩机的曲轴，将钢材锻造加工成曲轴形状，并在曲轴的曲柄表面进行增碳热处理，渗氮处理硝化处理或淬火及回火等提高其表面硬度。

其中，所述的增碳中固体增碳先将曲柄部分之外的其它不进行增碳的部分用铜末水溶剂进行涂抹后进行干燥或将氧化铁的粘土等混合进行涂抹；实施液体增碳时，将不进行增碳的部分用铜末水溶液进行涂抹后干燥。

还有，所述的氮气是对曲轴的曲柄部分实施部分氮化，除曲柄部分之外不进行氮化的部分浸在熔石中形成炱层。

因此，经过造管和延伸及锻造的一系列工序提高曲轴的生产效率，对旋转式压缩机的曲轴进行特定条件下的热处理提高曲轴的钢性及耐磨性，而且曲轴的表面硬度提高进而提高产品可靠性，能够对现有的曲轴制作工序上的不足进行弥补因而提高旋转式压缩机的可靠性。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：本发明旋转式压缩机的曲轴制作方法，用造管和延伸及锻造的一系列工序提高曲轴的生产性，而且将旋转式压缩机的曲轴用特定条件实施热处理，提高曲轴的钢性及耐磨性，而且提高曲柄的表面硬度进而提高产品可靠性，能够弥补现有曲轴制作工序上的不足，因而具有提高旋转式压缩机的可靠性的效果。

综上所述，本发明特殊的旋转式压缩机的曲轴制作方法具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类制作方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在制作方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的旋转式压缩机的曲轴制作方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

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。

本发明的具体制作方法由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是根据现有技术的旋转式压缩机的纵剖面图。

图2是根据现有技术的旋转式压缩机的器具部状态图。

图3是根据现有技术的旋转式压缩机的曲轴示意图。

图4是根据现有技术的利用铸件制造曲轴的制作工序流程图。

图5是根据现有技术钢管造管及延伸后锻造的曲轴的制造过程流程图。

图6是根据本发明旋转式压缩机的曲轴制造工序流程图。

1：曲轴

1a：轴部           1b：曲柄

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的旋转式压缩机的曲轴制作方法其具体制作方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图6所示，是根据本发明的旋转式压缩机的曲轴制作工序流程图；作为互助用使用的旋转式压缩机的曲轴1制作方法，包括以具有充分硬度的铁板为原材制作管状的长轴；然后将长轴进行延伸成一定规格的轴；根据产品要求将上述轴切断完成轴部1a；以上述轴部1a为原料通过锻造作业完成成型曲柄1b的曲柄部，进而形成曲轴1的形状的同时，在曲柄部开钻同轴部1a的流动孔直径相同而且相通的流动孔，最终将曲柄1b部位进行旋削及各种按键槽等进行加工；将上述曲轴1的曲柄1b表面进行热处理提高硬度，然后将经过热处理的完成品的表面进行塞缝对表面进行保护。

这里，经过如上所述制作的曲轴1对钢材实施造管、延伸、锻造完成其形状，将经过上述过程成型的曲轴1的曲柄1b表面实施特定条件的热处理使表面硬化进而提高曲轴1的表面硬度为特征。

具体而言，上述旋转式压缩机的曲轴1用钢材锻造加工成曲轴1的形状，将加工成曲轴1的曲柄1b表面经过增碳热处理、渗氮处理硝化处理或淬火及回火等提高表面硬度。

即，上述曲轴1经过做成管状长轴形状的造管工序；将经过造管工序的轴延伸制作成一定规格的轴的延伸工序；将上述轴切断成符合产品要求长度的完成轴部1a的切断工序；以上述轴部1a为原料通过锻造工序做成曲柄1b完成成型曲柄1b的曲柄部进而做成曲轴1形状的锻造工序；完成上述轴1的形态的加工工序；等工序通过锻造做成曲轴1，然后将做成的曲轴1曲柄1b进行淬火和回火热处理或表面硬化热处理增碳、氮化等提高表面硬度。

因此，上述造管工序是将铁板切断成一定规格后做成管状后将接触面进行焊接的过程；上述延伸工序是将经过造管工序的长轴钢管长度方向延伸加工成符合使用用途的钢管的尺寸的过程；上述切断工序是将经过延伸工序的钢管切断成符合曲轴1规格的长度做成曲部1a的过程；上述锻造工序是将一定长度切断的环棒或管的曲柄部用一定温度进行局部加热后通过压力做成所需规格及形状的曲柄1b完成曲柄部的过程。

还有，经过如上所述热处理的曲柄1b表面进行二硫化锰塞缝处理，减少表面磨擦，运行曲轴1时能够保护表面。

另外，上述旋转式压缩机的轴1用钢材锻造后在曲柄1b进行增碳热处理、渗氮处理气体氮化，增碳氮化等的渗氮处理或淬火及回火等实施提高表面硬度的结构构成。

另外，上述曲柄1b通过淬火及回火作业其表面硬度维持在600HmV以上，曲柄1b的表面硬化热处理是实施氮化或浸留渗氮处理后表面维持0.05mm厚度，硬度600HmV以上，曲柄1b的全部面积中表面硬化层占0.001％以上。

即，表面层厚度在0.05mm以下时，硬化层薄，因此曲柄1b的表面硬化层磨损一些之后曲柄1b的磨损迅速进行使曲柄1b的寿命比旋转式压缩机相对短，因此为了使内外寿命一致，维持硬化层0.05mm厚度，硬度600HmV以上。

还有，硬度在600HmV以下时曲柄1b的面积比旋转的接触面积相对少，因而曲柄1b易产生磨损降低其部件的寿命，表面硬化层在0.001％以下时热处理效果低。

这里，如下对上述热处理进行更详细的叙述。

上述氮化气体进行渗氮处理，因而耐磨性强，高温硬度高，余热不会降低硬度，不必进行淬火。

曲轴1只对曲柄1b部分实施氮化，除了曲柄1b之外不进行氮化的部分进行洗涤浸泡在熔石中形成炱层(soot)。

曲柄1b部分去除表面油在氮化箱子中进行排列防止其互相碰撞，下面及每一列铺Ni或Cu钢然后投入氨气之后，提高炉内温度。

渗氮中的氨气的输入量中炉中含有氨气20-80％通过排气排出，压力调节到50-80mm。渗氮处理是在上述氨气气流中以500-550℃温度加热20-100小时后冷却。

延长渗氮时间时加深渗氮层，渗氮温度提高时降低其最高硬度，因此通过氨气的气流温度和加热时间来确定渗氮层加厚表面层0.01mm中的硬度为600HmV以上，渗氮的面积占全体面积的0.001％以上。

固体增碳是除了曲柄1b部分之外的防止增碳部分即，不实施增碳的部分用铜粉末液进行涂抹之后干燥或掺入氧化铜的粘土等进行涂抹。上述曲轴1放入增碳箱子，作为增碳剂使用木炭，促进剂使用碳酸钡、碳酸钠及稀释剂用焦炭。以850-900℃温度加热5-8小时后冷却之后，只有曲柄1b部分实施了增碳。

液体增碳时将不进行增碳的部分用铜粉末液进行涂抹后干燥。以氰化钠为主要成分的液体增碳剂溶液中作为添加剂加入如食盐，钠粉，氯化钡等。这是防止氰化钠的氧化及挥发。上述液体增碳在80-90℃温度实施80-100小时。

另外，上述淬火(quenching)是将开放的诱导子挂在在曲柄1b的上端进行安装后转动曲轴1均匀的将曲柄1b的表面进行加热使轴温度达到残余奥氏体。加热时间是6-60秒，使淬火深度达到3-5mm。

即，曲轴1加热到残余奥氏体后对钢进行水冷时，在淬火冷却速度是水温在20℃时120-160℃/秒，40℃时80-140℃/秒，10％左右的盐水时，液温20℃时160-200℃/秒进行冷却，用油冷却时油温20℃时以20-80℃/秒速度进行冷却。

还有，上述回火是将经过淬火的曲轴1放入常衡炉以400-600℃温度加热后再盐浴炉食盐水、油浴炉油冷却5-16秒。

因而，通过上述锻造过程成型的曲柄1b表面进行了提高硬度的热处理，使曲轴1的轴强度及耐磨性提高，能够将原有只通过锻造制作的曲轴1的不足用热处理进行改善，因而提高产品可靠性。

以上所述，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，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，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 (5)

1、一种旋转式压缩机的曲轴制作方法，其特征在于其包括以下步骤：

使用具有充分硬度的钢板为原料制作管状的长轴的造管工序；

将经过造管工序的轴延伸制作成一定规格的轴的延伸工序；

将上述轴切断成符合产品要求长度的完成轴部制作的切断工序；

以上述轴部为原料经锻造作业制作偏心曲柄的锻造工序；

为了作成曲轴的形状在曲柄部开钻与轴部的流动孔直径相同而且相通的孔，最终对曲柄部为进行旋削及各种按键槽等进行加工的加工工序；

通过上述加工工序制作的曲轴的曲柄表面进行热处理提高表面硬度的热处理工序；以及

为了对经过热处理工序的完成品的表面进行保护实施塞缝的表面塞缝工序。

2、根据权利要求1所述的旋转式压缩机的曲轴制作方法，其特征在于其中所述的热处理工序是在淬火后通过回火将表面硬度维持在600HmV以上。

3、根据权利要求1所述的旋转式压缩机的曲轴制作方法，其特征在于其中所述的热处理工序中实施增碳和氮气或浸留氮气等渗氮处理维持表面层0.05mm厚度，其表面硬度维持600HmV以上的同时，表面硬化层占全部面积的0.001％以上。

4、根据权利要求3所述的旋转式压缩机的曲轴制作方法，其特征在于其中所述的增碳中固体增碳先将曲柄部分之外的其它不进行增碳的部分用铜末水溶剂进行涂抹后进行干燥或将氧化铁的粘土等混合进行涂抹；实施液体增碳时，将不进行增碳的部分用铜末水溶液进行涂抹后干燥。

5、根据权利要求3所述的旋转式压缩机的曲轴制作方法，其特征在于其中所述的氮气是对曲轴的曲柄部分实施部分氮化，除曲柄部分之外不进行氮化的部分浸在熔石中形成炱层。