CN205401412U - 曲轴及具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种曲轴及具有其的压缩机，曲轴，包括：偏心本体，偏心本体具有偏心凸起，偏心凸起上开设有螺旋导槽以减小偏心本体的惯性力。由于在偏心凸起上设置了螺旋导槽，减轻了曲轴的偏心本体的质量，有效的减小了偏心本体的惯性力以及偏心本体与压缩机内部的其他零件发生摩擦时的摩擦力，从而有效的延长了曲轴的使用寿命。

Description

曲轴及具有其的压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种曲轴及具有其的压缩机。

背景技术

现有技术中的曲轴，其结构减轻重力的能力有限，不利于偏心圆上端的冷冻润滑油在离心力和斜螺旋型导槽外力作用下被顺利带到偏心圆下端。而且现有技术中的曲轴对于减少主、副平衡块的质量作用不大，使用材料成本高。

进一步地，现有技术中的曲轴上设置有油孔，现有技术中的螺旋油槽均需经过曲轴偏心圆处的油孔进行供油。导致曲轴偏心圆下端与下法兰之间不能支撑压缩机泵体组件，从而加剧了压缩机曲轴的止推面的磨损。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种曲轴及具有其的压缩机，以解决现有技术中的曲轴的止推面容易磨损的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种曲轴，包括：偏心本体，偏心本体具有偏心凸起，偏心凸起上开设有螺旋导槽以减小偏心本体的惯性力。

进一步地，螺旋导槽沿偏心凸起的轴线方向贯通地开设于偏心凸起上。

进一步地，螺旋导槽沿偏心凸起的轴线方向螺旋上升，螺旋导槽的螺旋角度为α，且，其中，H为偏心本体的高度；L为螺旋导槽的一端开口处的中线与螺旋导槽的另一端开口处的中线之间连线的长度。

进一步地，螺旋导槽沿偏心凸起的轴线方向从偏心凸起的一端朝向偏心凸起的另一端螺旋上升并逐渐靠近偏心本体的几何中心。

进一步地，几何中心为偏心本体的圆心。

进一步地，螺旋导槽的横截面的面积沿偏心凸起的一端朝向偏心凸起的另一端逐渐增加。

进一步地，曲轴还包括：长轴部，与偏心凸起的一端相连接；短轴部，与偏心凸起的另一端相连接并与长轴部同轴设置。

进一步地，螺旋导槽在沿偏心本体的径向方向的截面的中心线的延长线位于偏心本体的圆心的一侧。

进一步地，螺旋导槽的距离圆心的最远处的外边缘与圆心的连线与距离最远处的外边缘所在的螺旋导槽的侧边具有夹角β，螺旋导槽位于连线的一侧。

进一步地，0＜β＜90°。

进一步地，螺旋导槽为多个，多个螺旋导槽设置于偏心凸起上。

进一步地，螺旋导槽的横截面为楔形或者三角形。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种压缩机，包括曲轴，曲轴为上述的曲轴。

进一步地，压缩机还包括：气缸，具有容纳腔；滚子，设置于容纳腔内，滚子具有内腔；其中，偏心本体位于内腔中，偏心本体的外周面与内腔的侧壁和容纳腔底部之间形成高压区以防止偏心本体磨损。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种曲轴及具有其的压缩机，在曲轴的偏心本体上的偏心凸起上开设有螺旋导槽。由于在偏心凸起上设置了螺旋导槽，减轻了曲轴的偏心本体的质量，有效的减小了偏心本体的惯性力以及偏心本体与压缩机内部的其他零件发生摩擦时的摩擦力，从而有效的延长了曲轴的使用寿命。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的曲轴的实施例的结构示意图；

图2示出了图1中B处放大示意图；

图3示出了图1中A-A向的剖面结构示意图；

图4示出了根据本实用新型的曲轴的实施例的另一视角的结构示意图；以及

图5示出了根据本实用新型的压缩机部分轴系示意结构图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、偏心本体；11、偏心凸起；12、螺旋导槽；20、长轴部；30、短轴部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图4所示，根据本实用新型的一个实施例，提供了一种曲轴。该曲轴包括偏心本体10，偏心本体10具有偏心凸起11。偏心凸起11上开设有螺旋导槽12以减小偏心本体10的惯性力。

在本实施例中，由于在偏心凸起11上设置了螺旋导槽12，减轻了曲轴的偏心本体10的质量，有效的减小了偏心本体10的惯性力以及偏心本体10与压缩机内部的其他零件发生摩擦时的摩擦力，从而有效的延长了曲轴的使用寿命。

其中，螺旋导槽12沿偏心凸起11的轴线方向贯通地开设于偏心凸起11上。这样设置能够实现将冷冻润滑油从偏心本体10的一端运送至偏心本体10的另一端，并将其用以润滑偏心本体10的与其他零部件发生摩擦时接触的接触面，从而有效的减小了偏心本体10的摩擦力和损伤程度。

优选地，螺旋导槽12沿偏心凸起11的轴线方向螺旋上升，螺旋导槽12的螺旋角度为α，且，其中，H为偏心本体10的高度。L为螺旋导槽12的一端开口处的中线与螺旋导槽12的另一端开口处的中线之间连线的长度。如图1和图2所示，图2中FG，KJ分别为螺旋导槽12的两端开口的宽度，图中示出的直线L为两端开口的宽度的中线的连线长度。这样设置使得偏心本体10在高速旋转时，位于偏心本体10上端的冷冻润滑油随着偏心本体10由于旋转而产生的离心力从螺旋导槽12的上端带到偏心本体10的下端。

进一步地，螺旋导槽12沿偏心凸起11的轴线方向从偏心凸起11的一端朝向偏心凸起11的另一端螺旋上升并逐渐靠近偏心本体10的几何中心。这样设置进一步地有效实现冷冻润滑油能够顺利的从偏心本体10上端带到偏心本体10的下端。优选地，几何中心为偏心本体10的圆心。

在本实施例中，螺旋导槽12的横截面的面积沿偏心凸起11的一端朝向偏心凸起11的另一端逐渐增加。这样设置有利于增加冷冻润滑油的压力。

如图1所示，曲轴还包括长轴部20和短轴部30。长轴部20与偏心凸起11的一端相连接。短轴部30与偏心凸起11的另一端相连接并与长轴部20同轴设置。螺旋导槽12的横截面的面积由设置有长轴部20的一端朝向设置短轴部30的另一端逐渐增加。这样设置进一步地有利于冷冻润滑油的流动继而能够起到有效的润滑作用。

如图3所示，螺旋导槽12在沿偏心本体10的径向方向的截面的中心线的延长线位于偏心本体10的圆心的一侧。这样设置有利于在曲轴的带动下，偏心本体10发生自转，又由于螺旋导槽12的中心线是位于偏心本体10的圆心的一侧上，使得偏离偏心本体10的圆心的螺旋导槽12内的冷冻润滑油能够很好顺利的被带自偏心本体10的另一端。

优选地，螺旋导槽12的距离圆心的最远处的外边缘与圆心的连线与距离最远处的外边缘所在的螺旋导槽12的侧边具有夹角β，螺旋导槽12位于连线的一侧。优选地，0＜β＜90°。这样设置能够实现螺旋导槽12内的冷冻润滑油除了在偏心本体10产生的离心力下发生流动外，还有效的利用了冷冻润滑油自身具有的重力，使得冷冻润滑油在离心力与自身重力的合力下，使冷冻润滑油从设置有长轴部20向设置有短轴部30的一端流动更加顺畅。为了使得该曲轴能够提供足够的冷冻润滑油，螺旋导槽12可以设置成多个，多个螺旋导槽12设置于偏心凸起11上。

进一步地，为减少螺旋导槽12随曲轴高速旋转过程中的阻力以及使润滑冷冻油顺利的由偏心本体10的上端流到偏心本体10的下端，当压缩机曲轴以一定转速ω顺时针旋转时，BD点连线所在的面与曲轴偏心圆上B点到曲轴长、短轴所在中心点O′的连线所围成的角度β应满足0＜β＜90°。

如图3所示，螺旋导槽12的横截面为楔形。当然，螺旋导槽12的横截面也可以为三角形结构，即当图中D、E、C的连线为直线时，螺旋导槽12的横截面也可以为三角形结构。当然，B点、C点D和E点间相互间的连线可以为直线，也可以为曲线。

其中，螺旋导槽12的G点和F点可以靠近曲轴长轴和短轴所在的中心线设置，螺旋导槽12的K点和J点远离曲轴长轴和短轴所在的中心线设置。这样，曲轴的偏心本体10的上端的冷冻润滑油在螺旋导槽12以及离心力的作用下被带到偏心本体10的下端，从而冷冻润滑油在曲轴止推面所在的圆柱侧面、下法兰平面即压缩机气缸的底部、滚子内腔以及曲轴的偏心本体10的下端形成高压区域，由于高压区域具有向上的推力，当高压区域内的压力足够大时，可以将偏心本体10的下端顶起以使偏心本体10起到支撑压缩机泵体组件的作用，又由于此时的偏心本体10的下端没有与气缸底部发生接触，即没发生摩擦，所以大大的减小了偏心本体10与压缩机内部零部件之间的摩擦力，有效的提高了压缩机的性能。

上述实施例中的曲轴还可以用在压缩机技术领域，即根据本实用新型的另一个实施例，提供了一种压缩机，包括曲轴，曲轴为上述实施例中的曲轴。压缩机还包括气缸和滚子。气缸具有容纳腔。滚子设置于容纳腔内，滚子具有内腔。其中，偏心本体10位于内腔中，偏心本体10的外周面与内腔的侧壁和容纳腔底部之间形成高压区以防止偏心本体10磨损。

在本实施例中，螺旋导槽12随曲轴高速旋转，一方面使曲轴偏心圆上端的冷冻润滑油在离心力和螺旋导槽12外力的作用下被顺利带到曲轴偏心圆即偏心本体10的下端，并在曲轴的止推面所在的圆柱侧面、下法兰平面即气缸的底面、滚子内腔以及曲轴偏心圆下端形成的容腔中形成高压区域。偏心本体10在竖直方向对压缩机泵体组件有一定支撑作用，分担了曲轴止推面的重力。另一方面，螺旋导槽12随曲轴高速旋转，冷冻润滑油给螺旋导槽12上升的反作用力，进一步减轻了曲轴止推面所承受的重力，同时降低了曲轴偏心圆和滚子内腔的摩擦力，进而提高了压缩机可靠性。

进一步地，减轻了偏心本体10以及主、副平衡块的质量，减轻了曲轴止推面所承受的重力进而降低了偏心本体10的摩擦力，有效的降低了压缩机功耗和惯性力。

如图5所示，根据力学原理可建立此力系的力和力矩平衡方程：

F_Ir1+F_Ir＝F_Ir2γ……(1)

F_Ir1L₁＝F_IrL₂………(2)

$m_1=\frac{{\mathrm{rL}}_2}{r1L_1}{m}_r......\left(3\right)$

$m_2=\frac{r}{r2}(1+\frac{L_2}{L_1})m_r......\left(4\right)$

上式中：m₁、m₂、m_r分别为副平衡块、主平衡块和偏心圆的质量，F_Ir1为副平衡块旋转惯性力，F_Ir为曲轴偏心圆旋转惯性力，F_Ir2为副平衡块旋转惯性力，L₁为主、副平衡块间的距离，L₂为偏心本体10到主平衡块的距离，r为曲轴偏心质心到曲轴中心的距离，γ为曲轴的偏心本体10的质心到曲轴中心的距离，r1为副平衡块的质心到曲轴中心的距离，r2为主平衡块的质心到曲轴中心的距离。

从上式可以看出：主、副平衡块的质量均受偏心本体10即偏心圆质量的影响，若减少偏心圆质量，主、副平衡块的质量均减少，从而减少曲轴止推面所承受的重力，进而减少曲轴止推面和下法兰平面间的摩擦力，降低了压缩机功耗和提高了曲轴止推面的可靠性。

由于曲轴偏心部分以及滚子的质心与主旋转中心不重合，压缩机在运转过程中产生旋转惯性力。即

F_Ir2＝F_Ir1+F_Ir＝m₁r1ω²+m_rrω²……(5)

因此减轻偏心本体10的质量即降低了压缩机的惯性力，有利于压缩机稳定运行。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种曲轴，其特征在于，包括：

偏心本体(10)，所述偏心本体(10)具有偏心凸起(11)，所述偏心凸起(11)上开设有螺旋导槽(12)以减小所述偏心本体(10)的惯性力。

2.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述螺旋导槽(12)沿所述偏心凸起(11)的轴线方向贯通地开设于所述偏心凸起(11)上。

3.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述螺旋导槽(12)沿所述偏心凸起(11)的轴线方向螺旋上升，所述螺旋导槽(12)的螺旋角度为α，且，

其中，

H为所述偏心本体(10)的高度；

L为所述螺旋导槽(12)的一端开口处的中线与所述螺旋导槽(12)的另一端开口处的中线之间连线的长度。

4.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述螺旋导槽(12)沿所述偏心凸起(11)的轴线方向从所述偏心凸起(11)的一端朝向所述偏心凸起(11)的另一端螺旋上升并逐渐靠近所述偏心本体(10)的几何中心。

5.根据权利要求4所述的曲轴，其特征在于，所述几何中心为所述偏心本体(10)的圆心。

6.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述螺旋导槽(12)的横截面的面积沿所述偏心凸起(11)的一端朝向所述偏心凸起(11)的另一端逐渐增加。

7.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述曲轴还包括：

长轴部(20)，与所述偏心凸起(11)的一端相连接；

短轴部(30)，与所述偏心凸起(11)的另一端相连接并与所述长轴部(20)同轴设置。

8.根据权利要求7所述的曲轴，其特征在于，所述螺旋导槽(12)在沿所述偏心本体(10)的径向方向的截面的中心线的延长线位于所述偏心本体(10)的圆心的一侧。

9.根据权利要求8所述的曲轴，其特征在于，所述螺旋导槽(12)的距离所述圆心的最远处的外边缘与所述圆心的连线与距离所述最远处的所述外边缘所在的所述螺旋导槽(12)的侧边具有夹角β，所述螺旋导槽(12)位于所述连线的一侧。

10.根据权利要求9所述的曲轴，其特征在于，0＜β＜90°。

11.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述螺旋导槽(12)为多个，多个所述螺旋导槽(12)设置于所述偏心凸起(11)上。

12.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述螺旋导槽(12)的横截面为楔形或者三角形。

13.一种压缩机，包括曲轴，其特征在于，所述曲轴为权利要求1至12中任一项所述的曲轴。

14.根据权利要求13所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括：

气缸，具有容纳腔；

滚子，设置于所述容纳腔内，所述滚子具有内腔；

其中，所述偏心本体(10)位于所述内腔中，所述偏心本体(10)的外周面与所述内腔的侧壁和所述容纳腔底部之间形成高压区以防止所述偏心本体(10)磨损。