CN208816288U - 曲轴及变频压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及压缩机领域，公开了一种曲轴及变频压缩机，曲轴包括主轴、曲柄臂和副轴，副轴相对主轴的中心线偏心设置，主轴内设置有沿轴向方向延伸的主轴油道，主轴油道的中心线与主轴的中心线重合，主轴的外壁上设置有沿轴向方向螺旋延伸的凹槽以及将凹槽的两端分别与主轴油道连通的第一通油孔和第二通油孔，第一通油孔相对第二通油孔远离曲柄臂设置，主轴从远离曲柄臂的端部开始沿轴向方向依次包括用于安装油泵部件的第一轴段以及位于第一轴段和第一通油孔之间的第二轴段，第二轴段的内壁上设置有与第一通油孔连通且沿轴向方向延伸的凹陷部。本实用新型的曲轴及变频压缩机，在保证曲轴强度的前提下可最大限度减小主轴壁厚来增大上油量。

Description

曲轴及变频压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机领域，具体地涉及一种曲轴及变频压缩机。

背景技术

典型的全封闭制冷压缩机通常包括上下壳体、曲轴箱、曲轴、油泵、连杆、活塞、活塞销、阀组、电机、冷冻机油等，冷冻机油存储于压缩机壳体底部，曲轴包括主轴、曲柄臂和副轴，曲轴内部一般开设有进油通道，利用曲轴运转时的离心力并配合油泵可将壳体底部的冷冻机油沿进油通道输送并引到压缩机的各个摩擦副处进行润滑，以减小各零部件间运转时的摩擦损耗，同时冷冻机油还具有一定的冷却作用，因此，曲轴的上油量对压缩机的正常运转有着重要影响。其中，油泵的泵油扬程公式如下：h 是油泵的扬程，R为主轴内壁与曲轴的旋转轴线之间的最大距离(即进油通道在主轴内的最大半径)，r为油泵底部的进油口与曲轴的旋转轴线之间的最小距离，ω为曲轴的运转角速度。若要曲轴能上油润滑各运动部件，扬程高度h必须大于油液面M与主轴上的第一通油孔之间的高度差值H(如图4 所示)，且两者差值越大，泵油效果越好。

变频压缩机是相对转速恒定的压缩机而言能够通过一种控制方式或手段使其转速在一定范围内连续调节来连续改变输出能量的压缩机。由于可根据工作需要通过改变运转速度来调整制冷能力，而转速越低，功耗越小，因此变频压缩机具有高效节能的优点。为了保证良好的制冷效果和减小各运动部件之间的磨损，变频压缩机的转速一般控制在1200至6000rpm左右。由上述的泵油扬程公式可知泵油扬程与角速度ω呈正相关，所以在变频压缩机低转速时泵油能力较差，存在因供油不足而导致润滑不良的问题，影响压缩机的正常工作。为了保证上油量，可将主轴壁厚减小来增大最大半径R，第一种方案：将主轴内的进油通道(主轴油道)的半径整体加大，这样主轴壁厚整体减小，主轴强度将无法满足正常工作需要，例如油泵部件安装在主轴远离曲柄臂的端部，对主轴壁厚有一定要求，若主轴壁厚较薄，则不能可靠安装油泵部件，容易发生漏油事故；第二种方案：将主轴油道偏心设置(即主轴油道朝向第一通油孔径向移动一定距离)，这样主轴的壁厚一侧较薄一侧较厚，同样会导致主轴整体强度较低。

因此，存在设计一种在保证曲轴强度的前提下能够最大限度减小主轴壁厚来增大上油量的曲轴的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的在保证主轴强度的前提下无法最大限度减小壁厚来增大上油量的问题，提供一种曲轴，该曲轴在保证曲轴强度的前提下可最大限度减小主轴壁厚来增大上油量。

本实用新型的另一目的是为了提供一种包括上述曲轴的变频压缩机。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种曲轴，所述曲轴包括依次相连的主轴、曲柄臂和副轴，所述副轴相对所述主轴的中心线偏心设置，所述主轴内设置有沿轴向方向延伸的主轴油道，所述主轴油道的中心线与所述主轴的中心线重合，所述主轴的外壁上设置有沿所述轴向方向螺旋延伸的凹槽以及将所述凹槽的两端分别与所述主轴油道连通的第一通油孔和第二通油孔，所述第一通油孔相对所述第二通油孔远离所述曲柄臂设置，所述主轴从远离所述曲柄臂的端部开始沿所述轴向方向依次包括用于安装油泵部件的第一轴段以及位于所述第一轴段和所述第一通油孔之间的第二轴段，所述第二轴段的内壁上设置有与所述第一通油孔连通且沿所述轴向方向延伸的凹陷部。

在上述技术方案中，由于主轴油道的中心线与主轴的中心线重合，可使主轴的壁厚大体一致，相对于主轴油道偏心设置的方式主轴整体强度较高，并且凹陷部局部设置在主轴的第二轴段的内壁上，对主轴的整体强度影响较小，不会影响安装油泵部件的第一轴段的强度，能够可靠安装油泵部件以防止漏油，同时凹陷部增大了第一通油孔处的主轴油道的半径，使此处的泵油扬程较高，能够显著增大上油量，保证压缩机低速运转时曲轴的上油量仍能满足正常润滑所需，能够扩大使用该曲轴的压缩机的转速范围。因此，本申请中的曲轴在保证曲轴强度的前提下能够最大限度减小主轴壁厚来增大上油量，润滑效果较好，有助于提高使用该曲轴的压缩机的工作性能，同时曲轴结构简单，加工方便，成本较低。

优选地，所述第二轴段的横截面为圆环形，所述凹陷部的横截面为径向方向的深度从中心沿周向方向至两侧逐渐变小的弧形结构。

优选地，所述第二轴段的横截面为圆环形，所述凹陷部的横截面为沿径向方向的深度恒定的弧形槽结构。

优选地，所述弧形槽结构的圆心角的度数的取值范围为15°-90°。

优选地，所述主轴在所述凹陷部处的最小壁厚的取值范围为0.8mm-0.95mm。

优选地，所述第一轴段沿所述轴向方向的长度的取值范围为3mm-6mm。

优选地，所述曲柄臂上设置有与所述第二通油孔连通的通道，所述副轴内设置有与所述通道连通的副轴油道，并且所述副轴油道延伸至所述副轴的远离所述曲柄臂的端部以形成第三通油孔。

优选地，所述副轴的外壁上设置有与所述副轴油道连通的开孔。

本实用新型第二方面提供一种变频压缩机，所述变频压缩机包括油泵部件和上述的曲轴，所述油泵部件安装在所述第一轴段上。

优选地，所述油泵部件套装在所述第一轴段的内部。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型优选实施方式的曲轴的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施方式的曲轴的局部剖视图；

图3是图2中的A-A剖视图；

图4是本实用新型优选实施方式的变频压缩机的局部剖视图。

附图标记说明

1 主轴 11 主轴油道

12 凹槽 13 第一通油孔

14 第二通油孔 15 凹陷部

2 曲柄臂 3 副轴

31 副轴油道 32 开孔

Z1 第一轴段 Z2 第二轴段

10 曲轴 20 油泵部件

30 机架 C 油池

M 油液面 H 高度差值

R 最大距离 T 最小壁厚

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

本实用新型一方面提供一种曲轴，所述曲轴包括依次相连的主轴1、曲柄臂2和副轴3，所述副轴3相对所述主轴1的中心线偏心设置，所述主轴 1内设置有沿轴向方向延伸的主轴油道11，所述主轴油道11的中心线与所述主轴1的中心线重合，所述主轴1的外壁上设置有沿所述轴向方向螺旋延伸的凹槽12以及将所述凹槽12的两端分别与所述主轴油道11连通的第一通油孔13和第二通油孔14，所述第一通油孔13相对所述第二通油孔14远离所述曲柄臂2设置，所述主轴1从远离所述曲柄臂2的端部开始沿所述轴向方向依次包括用于安装油泵部件的第一轴段Z1以及位于所述第一轴段Z1 和所述第一通油孔13之间的第二轴段Z2，所述第二轴段Z2的内壁上设置有与所述第一通油孔13连通且沿所述轴向方向延伸的凹陷部15。

需说明的是，优选地，凹陷部15可从第一通油孔13延伸至第二轴段 Z2与第一轴段Z1的连接位置，当然，凹陷部15也可与该连接位置保留一段距离，另外，在不影响油泵部件的安装的情况下，凹陷部15也可从该连接位置继续延伸至第一轴段Z1一段距离，即第一轴段Z1的与第二轴段Z2 连接的上端也可设置凹陷部15，为了可靠安装油泵部件，第一轴段Z1的下端一般不设置凹陷部15。

在上述技术方案中，如图1和图2所示，由于主轴油道11的中心线与主轴1的中心线重合，可使主轴1的壁厚大体一致，在主轴1外径相同且主轴油道11直径相同的情况下相对于主轴油道11偏心设置的方式主轴1整体强度较高，并且与第一通油孔13连通的凹陷部15局部设置在主轴1的第二轴段Z2的内壁上，对主轴1的整体强度影响较小，不会影响安装油泵部件的第一轴段Z1的强度，能够可靠安装油泵部件以防止漏油，同时凹陷部15 增大了第一通油孔13处的主轴油道11的半径，可使此处的泵油扬程较高，能够显著增大上油量，保证压缩机低速运转时曲轴的上油量仍能满足正常润滑所需，能够扩大使用该曲轴的压缩机的转速范围。因此，本申请中的曲轴在保证曲轴强度的前提下能够最大限度减小主轴壁厚来增大上油量，润滑效果较好，有助于提高使用该曲轴的压缩机的工作性能，同时曲轴结构简单，加工方便，成本较低。

其中，凹陷部15的形状可根据曲轴需要满足的强度要求和希望增大上油量的程度来设计，凹陷部15的形状可以有但不限于以下两种实施方式：

第一种实施方式

如图3所示，所述第二轴段Z2的横截面为圆环形，所述凹陷部15的横截面为径向方向的深度从(横截面的)中心沿周向方向至(横截面的)两侧逐渐变小的弧形结构。其中，“径向方向”是指主轴1的径向方向，“周向方向”是指主轴1的周向方向。进一步优选地，凹陷部15的横截面可为将圆环形的内圆沿径向方向朝向第一通油孔13移动设定距离后该内圆在主轴1 的内壁上形成的弧形结构。并且，弧形结构最深的中间位置可与第一通油孔 13对齐连接，以使第一通油孔13处的泵油扬程最大。

第二种实施方式

所述第二轴段Z2的横截面为圆环形，所述凹陷部15的横截面为沿径向方向的长度恒定的弧形槽结构。具体地，凹陷部15的横截面可为以圆环形的内圆的中心为圆心并以该内圆的半径和设定距离为半径的圆在所述主轴1 的内壁上形成的弧形槽结构。

并且，为了在对主轴1的强度不会造成较大影响的前提下增大上油量，优选地，所述弧形槽结构的圆心角的度数的取值范围为15°-90°。

在上述两种实施方式中，由于主轴1的最小壁厚需要满足正常工作所需的强度要求，因此优选地，所述主轴1在所述凹陷部15处的最小壁厚T的取值范围为0.8mm-0.95mm。此时，“设定距离”为主轴1未加工凹陷部15 时的壁厚与最小壁厚T的差值。

为了使油泵部件能够可靠地安装在主轴1上，优选地，所述第一轴段 Z1沿所述轴向方向的长度的取值范围为3mm-6mm。

另外，优选地，所述曲柄臂2上设置有与所述第二通油孔14连通的通道，所述副轴3内设置有与所述通道连通的副轴油道31，并且所述副轴油道 31延伸至所述副轴3的远离所述曲柄臂2的端部以形成第三通油孔。具体地，如图4所示，使用本实用新型的曲轴的压缩机在泵油时，油泵部件20在油池C中产生旋转离心力，使油经过没入油池C中的油泵部件20的进油口进入油泵部件20内，沿着油泵部件20的壳体的四周均匀地上升，进入主轴油道11，如图1所示，当到达主轴油道11后便进入主轴油道11内壁上的凹陷部15，如图3所示，由于凹陷部15处的主轴1的壁厚减小，最大半径R增大，根据离心泵的泵油扬程公式可知，曲轴泵油能力得到提升，从第一通油孔13流出的油进入凹槽12内并沿着凹槽12螺旋上升后穿过第二通油孔14，接着通过曲柄臂2的通道进入副轴油道31，再从第三通油孔流出，最终到达压缩机内部的各个运转部件进行润滑，保证各个零部件能够正常运转。

由于在压缩机高速运转时，从第三通油孔甩出的油线位置偏高，不便润滑活塞，优选地，所述副轴3的外壁上设置有与所述副轴油道31连通的开孔32。这样从开孔32中甩出的油可对活塞进行润滑。

本实用新型第二方面提供一种变频压缩机，如图4所示，所述变频压缩机包括油泵部件20和上述的曲轴10，所述油泵部件安装在所述第一轴段Z1 上。并且变频压缩机还可包括壳体以及安装在壳体内的机架30和转子，曲轴10安装在机架30上，转子套装在曲轴10上，冷冻机油位于壳体的底部，冷冻机油的油液面为M。

如图4所示，优选地，所述油泵部件20套装在所述第一轴段Z1的内部。这样主轴1的下端可与转子齐平甚至缩在转子里面，与将主轴1下端伸出转子一段距离以预留外铆油泵部件20位置的方案相比，能够缩短上油高度。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种曲轴，其特征在于，所述曲轴包括依次相连的主轴(1)、曲柄臂(2)和副轴(3)，所述副轴(3)相对所述主轴(1)的中心线偏心设置，所述主轴(1)内设置有沿轴向方向延伸的主轴油道(11)，所述主轴油道(11)的中心线与所述主轴(1)的中心线重合，所述主轴(1)的外壁上设置有沿所述轴向方向螺旋延伸的凹槽(12)以及将所述凹槽(12)的两端分别与所述主轴油道(11)连通的第一通油孔(13)和第二通油孔(14)，所述第一通油孔(13)相对所述第二通油孔(14)远离所述曲柄臂(2)设置，所述主轴(1)从远离所述曲柄臂(2)的端部开始沿所述轴向方向依次包括用于安装油泵部件的第一轴段(Z1)以及位于所述第一轴段(Z1)和所述第一通油孔(13)之间的第二轴段(Z2)，所述第二轴段(Z2)的内壁上设置有与所述第一通油孔(13)连通且沿所述轴向方向延伸的凹陷部(15)。

2.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述第二轴段(Z2)的横截面为圆环形，所述凹陷部(15)的横截面为径向方向的深度从中心沿周向方向至两侧逐渐变小的弧形结构。

3.根据权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述第二轴段(Z2)的横截面为圆环形，所述凹陷部(15)的横截面为沿径向方向的深度恒定的弧形槽结构。

4.根据权利要求3所述的曲轴，其特征在于，所述弧形槽结构的圆心角的度数的取值范围为15°-90°。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的曲轴，其特征在于，所述主轴(1)在所述凹陷部(15)处的最小壁厚(T)的取值范围为0.8mm-0.95mm。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的曲轴，其特征在于，所述第一轴段(Z1)沿所述轴向方向的长度的取值范围为3mm-6mm。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的曲轴，其特征在于，所述曲柄臂(2)上设置有与所述第二通油孔(14)连通的通道，所述副轴(3)内设置有与所述通道连通的副轴油道(31)，并且所述副轴油道(31)延伸至所述副轴(3)的远离所述曲柄臂(2)的端部以形成第三通油孔。

8.根据权利要求7所述的曲轴，其特征在于，所述副轴(3)的外壁上设置有与所述副轴油道(31)连通的开孔(32)。

9.一种变频压缩机，其特征在于，所述变频压缩机包括油泵部件(20)和根据权利要求1-8中任一项所述的曲轴(10)，所述油泵部件(20)安装在所述第一轴段(Z1)上。

10.根据权利要求9所述的变频压缩机，其特征在于，所述油泵部件(20)套装在所述第一轴段(Z1)的内部。