CN204877944U - 滚子及压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种滚子及压缩机，其中，滚子包括由粉末冶金工艺制备而成的内层滚子，以及由浇铸工艺制备而成的外层滚子，所述外层滚子固定套装在所述内层滚子的外侧壁上。本实用新型中将滚子设计为内层疏松、外层致密的结构，既满足了润滑性的需求，又满足了耐磨性的需求，从而提升了压缩机的品质，降低了压缩机的能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种滚子及具有其的压缩机。
背景技术
滚子是压缩机的中的一个重要部件，通常与曲轴相连接，并在曲轴的带动下围绕气缸的内侧壁进行旋转，从而完成气体的压缩。由于滚子在旋转的过程中会与气缸及曲轴之间产生滑动摩擦，因此，需要滚子具备较佳的耐磨性。
传统技术中通常采用硬度及密度较高滚子，以满足对耐磨性的需求。但是，硬度及密度较高滚子通常自润滑性能较差，在压缩机高速运转时，很容易导致滚子及相关旋转部件的干磨，从而造成压缩机的品质下降，能耗升高。
实用新型内容
本实用新型提供了一种耐磨性及自润滑性能俱佳的滚子及压缩机。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种滚子，包括由粉末冶金工艺制备而成的内层滚子，以及由浇铸工艺制备而成的外层滚子，所述外层滚子固定套装在所述内层滚子的外侧壁上。
在其中一个实施例中，所述内层滚子与所述外层滚子为过盈配合。
在其中一个实施例中，所述内层滚子中不包含合金元素，所述外层滚子中包含合金元素。
在其中一个实施例中，所述外层滚子的密度为7.5g/cm3～8.0g/cm3，所述内层滚子的密度为6.2g/cm3～7.0g/cm3。
在其中一个实施例中，所述滚子中沿轴向设置有油孔。
在其中一个实施例中，所述油孔设置在所述内层滚子的外侧壁上。
在其中一个实施例中，所述油孔为多个，所述多个油孔沿着所述内层滚子的外侧壁均匀分布。
在其中一个实施例中，所述油孔的横截面为梯形、方形或圆形。
在其中一个实施例中，所述内层滚子与所述外层滚子的厚度比为0.5～2:1。
一种压缩机，包括上述的滚子。
本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型的滚子由内层滚子和外层滚子组合而成，内层滚子由粉末冶金工艺制备而成，外层滚子由浇铸工艺制备而成。其中，利用粉末冶金工艺制备的内层滚子硬度较小、致密度较低，一般为疏松多孔的结构，因此具有较佳的自润滑性能，且在压缩机运转过程中可以储存润滑油，大大增加了润滑效果，避免了干磨状况的出现；利用浇铸工艺制备的外层滚子硬度较大、致密度较高，因此具有较佳的耐磨性能，而通过增加合金元素(如Mo、Ni和Cr中的至少一种)，并通过热处理工艺，则能进一步增加外层滚子的硬度和致密度。由于滚子在旋转过程中与气缸产生摩擦的是外层滚子而非内层滚子，因此，本实用新型中将滚子设计为内层疏松、外层致密的结构，既满足了润滑性的需求，又满足了耐磨性的需求，从而提升了压缩机的品质，降低了压缩机的能耗。
附图说明
图1为本实用新型的滚子一实施例的俯视图；
图2为图1所示的滚子的A-A向视图；
图3为本实用新型的滚子另一实施例的俯视图；
图4为图3所示的滚子的A-A向视图；
图5为本实用新型的滚子中油孔一实施例的横截面图；
图6为本实用新型的滚子中油孔另一实施例的横截面图；
图7为本实用新型的滚子中油孔另一实施例的横截面图；
图8为本实用新型的压缩机一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型的滚子及压缩机进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1至图4，本实用新型提供了一种滚子100，该滚子100包括由粉末冶金工艺制备而成的内层滚子110，以及由浇铸工艺制备而成的外层滚子120，外层滚子120固定套装在内层滚子110的外侧壁上。
本实用新型中，内层滚子110采用粉末冶金工艺进行制备，其中，粉末冶金工艺是将金属粉末成型后烧结，从而制取金属材料的过程，利用粉末冶金工艺制备的金属材料具有疏松多孔的特点。因此，本实用新型中利用粉末冶金制备的内层滚子110同样具有疏松多孔的特点，该结构具有以下优点：1)相对于致密度较高的材料，疏松多孔的材料具有较佳的自润滑性能；2)疏松多孔的材料可以起到储存润滑油的作用，避免了运动副之间的干磨，降低了摩擦系数(理论计算可降低15％左右)及材料的摩擦磨损，提升了压缩机的能效及使用寿命；3)疏松多孔的材料加工难度较低，提高了加工尺寸的稳定性，同等条件下可获得精度较高的内层滚子110。
同时，本实用新型中的外层滚子120采用浇铸工艺进行制备，其中，浇铸工艺是将原材料熔融至液态，然后将其注入模具，固化后得到成型的产品，利用浇铸工艺制备的产品具有硬度大、致密度高的特点。因此，本实用新型中利用浇铸工艺制备的外层滚子120硬度较大、致密度较高，在压缩机高速运转时不容易出现磨损，具有较佳的耐磨性能。
由于滚子在旋转过程中与气缸产生摩擦的是外层滚子120而非内层滚子110，因此，本实用新型中将滚子设计为内层疏松、外层致密的结构，既满足了润滑性的需求，又满足了耐磨性的需求，从而提升了压缩机的品质，降低了压缩机的能耗。
为了进一步提高外层滚子120的性能，较优地，在利用浇铸工艺将外层滚子120浇铸成型后，可对成型的毛坯进行热处理(包括淬火及回火等工艺)，通过热处理实现毛坯的收缩，减小毛坯中的孔洞，提高毛坯的致密度，从而增加外层滚子120的硬度和耐磨性。
较佳地，作为一种可实施方式，内层滚子110与外层滚子120为过盈配合。具体地，可通过冷压或热套等工艺将外层滚子120套设至内层滚子110的外侧壁上，实现二者的过盈配合。过盈配合的方式实现了内层滚子110与外层滚子120之间的紧密配合，增加了二者的稳定性，防止了其相对运动，避免了由于相对运动引起的压缩机能耗的提升。
本实用新型中，内层滚子110和外层滚子120中的主要制备原料均为铁，较佳地，可在外层滚子120的制备原料中加入合金元素(如Mo、Ni和Cr中的至少一种)，以此来提升外层滚子120的硬度及耐磨性，进而提高其使用寿命。
在压缩机的运转过程中，由于内层滚子110不会与气缸及滑片之间产生直接的接触，因此，对于内层滚子110的耐磨性及硬度要求较低，在进行内层滚子110的制备时，可采用普通的铁粉作为原料，无需加入合金元素。该方式有效降低了合金材料的用量，降低了原料成本。
较优地，外层滚子120的密度为7.5g/cm3～8.0g/cm3，该范围内的外层滚子120具有较高的致密度及硬度，有利于其耐磨性的提升；更优地，内层滚子110的密度为6.2g/cm3～7.0g/cm3，该范围内的内层滚子110具有较为疏松的结构，孔隙率较大，能够有效增加润滑油的存储能力，进而提升其润滑性能，降低摩擦磨损。
本实用新型中，内层滚子110的厚度过小，则会导致滚子自润滑性能及储油能力的下降，从而降低滚子整体的润滑性能；外层滚子120的厚度过小，则容易导致外层滚子120出现磨穿的现象，从而降低压缩机的使用寿命。优选地，内层滚子110与外层滚子120的厚度比为0.5～2:1。该比值范围内，滚子100能够达到耐磨性及润滑性能的较优的平衡，有利于压缩机能效的提升。
参见图3和图4，为了进一步提升滚子的润滑性能，本实用新型的滚子中沿轴向设置有油孔130，其中，油孔130可为通孔，也可为盲孔，为了增加储油量，优选为通孔。在压缩机的运行过程中，该油孔130可起到存储润滑油的目的，从而改善了滚子100的润滑性能，减小了外层滚子120与气缸的内侧壁，以及滚子100的端面与上下法兰之间的摩擦力，降低了材料的磨损，进一步提高了压缩机的能效。
本实用新型中，油孔130可设置在内层滚子110上，也可设置在外层滚子120上。由于外层滚子120的硬度较大，作为优选，在内层滚子110上进行油孔130的设置。
更优地，油孔130设置在内层滚子110的外侧壁上，如图3所示。该方式减小了油孔130的加工难度，在进行开孔时，直接在成型的内层滚子110的外侧壁上开设凹槽，在进行组装后，凹槽与外层滚子120的外侧壁之间即形成了油孔130。
继续参见图3，油孔130为多个，多个油孔130沿着内层滚子110的外侧壁均匀分布。该方式提高了润滑的均匀性，防止了由于油孔130分布不均造成的局部磨损现象的出现。
本实用新型中，对于油孔130的形状无特殊要求，其中，油孔130的横截面可为梯形，方形或圆形，如图5～7为油孔130的三种不同的形状。
如图8所示，本实用新型还提供了一种压缩机，该压缩机包括上述的滚子100。此外，本实用新型的压缩机还包括壳体800，设置在壳体800中的曲轴600、气缸300、上法兰500、下法兰400和冷冻油700，以及设置在壳体800外部的安装脚200和分液器900。其中，滚子100位于气缸的内部，并通过内层滚子110套装在曲轴600上，并在曲轴600的带动下进行旋转，在旋转过程中，外层滚子120与气缸300的内侧壁会产生滑动摩擦。
在压缩机进行高速运转时，由于采用了本实用新型的滚子100，使得运动副之间的滑动摩擦力大大减小，从而有效提高了压缩机的能效及压缩机的使用寿命。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种滚子(100)，其特征在于，包括由粉末冶金工艺制备而成的内层滚子(110)，以及由浇铸工艺制备而成的外层滚子(120)，所述外层滚子(120)固定套装在所述内层滚子(110)的外侧壁上。
2.根据权利要求1所述的滚子(100)，其特征在于，所述内层滚子(110)与所述外层滚子(120)为过盈配合。
3.根据权利要求1所述的滚子(100)，其特征在于，所述内层滚子(110)中不包含合金元素，所述外层滚子(120)中包含合金元素。
4.根据权利要求1所述的滚子(100)，其特征在于，所述外层滚子(120)的密度为7.5g/cm3～8.0g/cm3，所述内层滚子(110)的密度为6.2g/cm3～7.0g/cm3。
5.根据权利要求1～4任一项所述的滚子(100)，其特征在于，所述滚子中沿轴向设置有油孔(130)。
6.根据权利要求5所述的滚子(100)，其特征在于，所述油孔(130)设置在所述内层滚子(110)的外侧壁上。
7.根据权利要求6所述的滚子(100)，其特征在于，所述油孔(130)为多个，所述多个油孔(130)沿着所述内层滚子(110)的外侧壁均匀分布。
8.根据权利要求5所述的滚子(100)，其特征在于，所述油孔(130)的横截面为梯形、方形或圆形。
9.根据权利要求1所述的滚子(100)，其特征在于，所述内层滚子(110)与所述外层滚子(120)的厚度比为0.5～2:1。
10.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的滚子(100)。
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