CN210371172U - 曲轴组件、泵体组件、压缩机、空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种曲轴组件、泵体组件、压缩机、空调器。其中曲轴组件，包括止推端面，所述止推端面上具有润滑环带，所述润滑环带环绕曲轴轴体的轴线设置，所述润滑环带内具有多个织构弧段，每个所述织构弧段内包括多个织构凹槽，由所述织构弧段两端边缘朝向所述织构弧段中央的方向，所述织构凹槽的深度递增或者递减。根据本实用新型的一种曲轴组件、泵体组件、压缩机、空调器，通过深度变化的周向织构凹槽的设置，形成止推端面的周向波度，提高织构凹槽的动压效应，提升流体膜的承载能力，保证止推端面的润滑状态的稳定性。

Description

曲轴组件、泵体组件、压缩机、空调器

技术领域

本实用新型属于曲轴制造技术领域，具体涉及一种曲轴组件、泵体组件、压缩机、空调器。

背景技术

泵体零部件端面磨损是旋转压缩机常见的失效形式，如曲轴止推端面与法兰端盖等配合端面，经常发生磨粒、黏着、疲劳等磨损形式，对压缩机的寿命及可靠性造成不利影响。压缩机正常稳定运行过程中，曲轴止推端面一般处于流体润滑状态，但受到运行工况变化或外界扰动干扰，润滑油膜承载能力有限，无法有效抵抗外界冲击，极易造成油膜破裂，迫使配合端面迅速进入混合润滑或边界润滑状态，出现摩擦系数增高，磨损严重等现象。为解决这一问题，传统理论认为摩擦副表面一般越光滑，摩擦性能越好，而近年理论研究和工程实践则表明，运动摩擦副表面并非越光滑越好，具备一定表面粗糙度反而有利于润滑油膜的形成从而减小运动摩擦副的摩擦磨损，而前述油膜的形成则基于在运动摩擦副配合面上润滑油的动压或者静压效果，现有技术中已采用了在曲轴的止推端面设置至少一个等深的织构凹槽结构的方式，以保证润滑油的流动动压，但是这种织构凹槽结构的动压效应只是来自于微孔本身，其不存在端面收敛所带来的附加静压及动压作用，尤其是在曲轴在高速、重载工况下，润滑膜承载能力不足，极难形成稳定的流体润滑状态。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种曲轴组件、泵体组件、压缩机、空调器，通过深度变化的周向织构凹槽的设置，形成止推端面的周向波度，提高织构凹槽的动压效应，提升流体膜的承载能力，保证止推端面的润滑状态的稳定性。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种曲轴组件，包括止推端面，所述止推端面上具有润滑环带，所述润滑环带环绕曲轴轴体的轴线设置，所述润滑环带内具有多个织构弧段，每个所述织构弧段内包括多个织构凹槽，由所述织构弧段两端边缘朝向所述织构弧段中央的方向，所述织构凹槽的深度递增或者递减。

优选地，所述织构凹槽的深度在所述织构弧段内符合正弦曲线或者余弦曲线规律变化。

优选地，所述多个所述织构弧段沿着所述曲轴的周向均匀设置。

优选地，所述织构凹槽的槽深为h，1μm≤h≤50μm；和/或，所述织构凹槽的开口总面积为S，所述止推端面的总面积为M，0.05≤S/M≤0.5。

优选地，所述织构凹槽在垂直于所述织构凹槽深度方向的任一断面的形状为方向性型孔形。

优选地，所述方向性型孔形为圆形、椭圆形、三角形、菱形、正方形、矩形、正六边形中的任意一种。

优选地，多个所述织构凹槽的所述断面至少包括圆形、椭圆形、三角形、菱形、正方形、矩形、正六边形中的任意两种。

优选地，当所述方向性型孔为圆形时，所述圆形的直径为d，10μm≤d≤1000μm。

优选地，所述止推端面上还具有坝区环带，所述坝区环带环绕所述曲轴轴体的轴线设置，且与所述润滑环带相邻设置。

优选地，所述坝区环带在所述曲轴径向上的宽度为w，1mm≤w≤10mm。

优选地，所述润滑环带具有至少两个，至少两个所述润滑环带同轴设置，任意两个相邻的所述润滑环带通过所述坝区环带连接。

优选地，在所述曲轴轴体的径向上，所述润滑环带中具有多个所述织构凹槽，且由靠近所述曲轴轴体的轴线一侧至远离所述曲轴轴体的轴线一侧的方向上，多个所述织构凹槽的深度递增。

优选地，由靠近所述曲轴轴体的轴线一侧至远离所述曲轴轴体的轴线一侧的方向上，所述织构凹槽的开口面积递减。

优选地，所述润滑环带为斜面，且由靠近所述曲轴轴体的轴线一侧至远离所述曲轴轴体的轴线一侧的方向上，所述润滑环带的轴向高度递增，所述轴向高度为所述润滑环带在所述曲轴轴体轴向上的高度。

优选地，所述润滑环带的倾斜角度为α，50μrad≤α≤500μrad。

优选地，所述止推端面包括第一止推端面、第二止推端面，所述第一止推端面及第二止推端面分别朝向所述曲轴轴体的轴向两端。

优选地，所述织构弧段的个数为3～40。

本实用新型还提供一种泵体组件，包括曲轴组件，所述曲轴组件为上述的曲轴组件。

本实用新型还提供一种压缩机，包括上述的泵体组件。

本实用新型还提供一种空调器，包括上述的压缩机。

本实用新型提供的一种曲轴组件、泵体组件、压缩机、空调器，多个所述织构凹槽中的任意两个相邻的所述织构凹槽的深度皆存在差别也即所述织构凹槽在所述曲轴轴体的周向上形成波度分布，当所述曲轴组件旋转时，配合面处也即所述止推端面处的润滑油(流体)将发生动压效应，这种动压效应由于所述织构凹槽的深度的不同而有所差异，这种差异则将使所述止推端面上沿所述周向的不同位置产生力变形不同，具体的，深度较大处动压效应较弱，止推端面的对应位置所受压力、压缩变形较小，相应地，深度较小处动压效应较强，止推端面的对应位置所受压力、压缩变形较大，这种波度变形导致所述止推端面随着所述曲轴组件的旋转而发生周期性的变形，这种周向波度的存在，将使所述止推端面与配合部件之间由较深位置向较浅位置的间隙逐渐减小，在所述止推端面的周向上形成显著的流体动压效应，这提高了流体膜承载力、流体膜刚度与抵抗外界干扰能力，保证了所述止推端面处流体润滑状态的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的曲轴组件的结构示意图；

图2为图1中的曲轴组件的另一角度下的结构示意图；

图3为图1中的曲轴组件的俯视视角下的结构示意图；

图4为图3中A-A剖面的示意图；

图5为图3中B-B剖面的示意图；

图6为本实用新型另一实施例的曲轴组件的结构示意图(俯视视角下)；

图7为图6中C-C剖面的示意图；

图8为本实用新型又一实施例的曲轴组件的结构示意图(俯视视角下)；

图9为图7中D-D剖面的示意图；

图10为本实用新型再一实施例的压缩机的内部结构示意图。

附图标记表示为：

1、止推端面；11、润滑环带；12、坝区环带；13、第一止推端面；14、第二止推端面；2、织构凹槽；100、曲轴组件；101、曲轴轴体；102、轴线；103、偏心块；104、副轴段；200、第一法兰；201、第二法兰。

具体实施方式

结合参见图1至图10所示，根据本实用新型的实施例，提供一种曲轴组件，包括曲轴轴体101以及套设在所述曲轴轴体101上偏心块103，在一种具体实施方式中，所述偏心块103的轴向两端还设有副轴段104，所述副轴段104用于与泵体组件中的第一法兰200(可以理解为传统泵体组件的下法兰)、第二法兰201(可以理解为传统泵体组件的上法兰)实现枢转配合，所述副轴段104可以是与所述偏心块103相分离的单独轴段，其当然也可以是与所述偏心块103一体化成型的结构，也即所述副轴段104作为所述偏心块103的一个凸出部分而存在以实现与所述第一法兰200、第二法兰201之间的枢接配合，所述枢接配合形成配合面，所述配合面对于所述曲轴组件或者配合部件(如前述的第一法兰200、第二法兰201)而然，则称之为止推端面1，所述止推端面1上具有润滑环带11，所述润滑环带11环绕曲轴轴体101的轴线102设置，所述润滑环带11内具有多个织构弧段，每个所述织构弧段内包括多个织构凹槽2，由所述织构弧段两端边缘朝向所述织构弧段中央的方向，所述织构凹槽2的深度递增或者递减，可以理解的，多个所述织构凹槽2中的任意两个相邻的所述织构凹槽2的深度皆存在差别也即所述织构凹槽2在所述曲轴轴体101的周向上形成波度分布，当所述曲轴组件旋转时，配合面处也即所述止推端面1处的润滑油(流体)将发生动压效应，这种动压效应由于所述织构凹槽2的深度的不同而有所差异，这种差异则将使所述止推端面1上沿所述周向的不同位置产生力变形不同，具体的，深度较大处动压效应较弱，止推端面1的对应位置所受压力、压缩变形较小，相应地，深度较小处动压效应较强，止推端面1的对应位置所受压力、压缩变形较大，这种波度变形导致所述止推端面1随着所述曲轴组件的旋转而发生周期性的变形，这种周向波度的存在，将使所述止推端面1与配合部件之间由较深位置向较浅位置的间隙逐渐减小，在所述止推端面1的周向上形成显著的流体动压效应，这提高了流体膜承载力、流体膜刚度与抵抗外界干扰能力，保证了所述止推端面1处流体润滑状态的稳定性，另一方面，该技术方案中通过对不同深度的织构凹槽2的设计实现所述止推端面1的波度形成，而无需对所述止推端面1直接进行波度加工，加工难度更小；另外，多个所述织构凹槽2还能够用来容纳磨屑或者杂质颗粒物，阻止磨粒的连续磨损；同时多个所述织构凹槽2还能够用来流体(润滑液)，存储的润滑液会随剪切运动被挤压、携带或渗透到配合表面，起到二次润滑的作用。

如图4示出了所述织构弧段内的多个织构凹槽2的一个剖面片段，所述织构凹槽2的深度在所述织构弧段内符合正弦曲线或者余弦曲线规律变化(具体为半个变化周期)，进一步地，所述多个所述织构弧段沿着所述曲轴的周向均匀设置，也即，所述织构凹槽2在所述润滑环带11上呈现周期性波度分布，周期性波度使所述动压效应在所述曲轴轴体101的轴向上均匀产生，进而使所述止推端面1的变形更加均匀，这有利于所述曲轴组件运行的平稳性。进一步地，所述织构弧段的个数为3～40，例如所述织构弧段个数选择为6，此时也即所述润滑环带11中的多个所述织构凹槽2在所述周向上的深度变化周期为6。

所述织构凹槽2在形状上可以是多样的，优选地，所述织构凹槽2在垂直于所述织构凹槽2深度方向的任一断面的形状为方向性型孔形，所述方向性型孔形例如可以为圆形、椭圆形、三角形、菱形、正方形、矩形、正六边形中的任意一种或者至少两种，尤其是对于所述孔形为椭圆形、三角形、菱形、正方形、矩形、正六边形等具有长轴的形状时，优选地，将其长轴对应于流体的流动方向上，以对流体的流动实现引导，尤其是采用不同的形状组合，能够获得不同的润滑效果。

所述织构凹槽2的槽深为h，1μm≤h≤50μm，当所述方向性型孔为圆形时，所述圆形的直径为d，10μm≤d≤1000μm，通过对深度与直径尺寸的限定，保证动压效应的提高；

为了进一步提升所述织构凹槽2的动压效应，优选地，所述织构凹槽2的开口总面积为S，所述止推端面1的总面积为M，0.05≤S/M≤0.5。

所述止推端面1上还具有坝区环带12，所述坝区环带12环绕所述曲轴轴体101的轴线102设置，且与所述润滑环带11相邻设置，所述坝区环带12的设置能够明显提升所述止推端面1处的机械强度，并主要形成所述曲轴组件的端头的配合支撑作用，进一步地，所述坝区环带12在所述曲轴径向上的宽度为w，1mm≤w≤10mm，防止其宽度过小，削弱所述织构凹槽2收敛侧的高压区的分布甚至无稳压区域，减弱流体膜的承载能力；宽度过大导致所述织构凹槽2的分布面积过小，动压效应被削弱，前述的收敛侧对应流体由所述织构凹槽2内流出的一侧。进一步地，所述润滑环带11具有至少两个，至少两个所述润滑环带11同轴设置，任意两个相邻的所述润滑环带11通过所述坝区环带12连接。

在所述曲轴轴体101的径向上，所述润滑环带11中具有多个所述织构凹槽2，且由靠近所述曲轴轴体101的轴线102一侧至远离所述曲轴轴体101的轴线102一侧的方向上，多个所述织构凹槽2的深度递增，也即，多个所述织构凹槽2在所述曲轴轴体101的径向自内而外的，所述织构凹槽2的深度逐渐增加，动压效应随之减弱，所述止推端面1承受流体的压力逐渐减小，由此，所述止推端面1与配合部件之间的间隙将沿所述曲轴轴体101的径向自内而外逐渐减小，形成针对流体的收敛楔形，可以理解成所述止推端面1在所述曲轴轴体101的径向上形成流体锥度，此时流体沿所述曲轴轴体101的径向流动，将在动压效应的基础上产生静压效应(压力差决定)，也即该技术方案中，由于所述流体锥度的形成，所述织构凹槽2在产生动压效应的基础上还复合了静压效应，这进一步提高了流体膜承载力、流体膜刚度与抵抗外界干扰能力，保证了所述止推端面1处流体润滑状态的稳定性。

优选地，由靠近所述曲轴轴体101的轴线102一侧至远离所述曲轴轴体101的轴线102一侧的方向上，所述织构凹槽2的开口面积递减，也即，沿着所述曲轴轴体101的径向由内向外(流体流动方向)，所述织构凹槽2的深度渐深而开口面积则递减，相较于同一开口面积，沿流体流动方向所述织构凹槽2的开口面积逐渐减小的分布形式，促使流体不断收敛，提升了动压效应。

优选地，所述润滑环带11为斜面，且由靠近所述曲轴轴体101的轴线102一侧至远离所述曲轴轴体101的轴线102一侧的方向上，所述润滑环带11的轴向高度递增，所述轴向高度为所述润滑环带11在所述曲轴轴体101轴向上的高度，也即所述润滑环带11的斜面使所述止推端面1的物理结构形成流体锥度，对流体形成收敛，提高静压效应，更进一步的，润滑环带11有多个时，多个呈斜面的所述润滑环带11在所述曲轴轴体101的径向自内而外的形成波浪形，也即在所述止推端面1上形成周期性流体锥度，进一步增强流体静压效应，提升流体膜承载力与稳定性。优选地，所述润滑环带11的倾斜角度为α，50μrad≤α≤500μrad，以保证提供充足的静压作用。

而可以理解的是，所述止推端面1包括第一止推端面13、第二止推端面14，所述第一止推端面13及第二止推端面14分别朝向所述曲轴轴体101的轴向两端。

根据本实用新型的实施例，还提供一种泵体组件，包括曲轴组件100，所述曲轴组件100为上述的曲轴组件。

根据本实用新型的实施例，还提供一种压缩机，包括上述的泵体组件。

根据本实用新型的实施例，还提供一种空调器，包括上述的压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (20)

1.一种曲轴组件，包括止推端面(1)，其特征在于，所述止推端面(1)上具有润滑环带(11)，所述润滑环带(11)环绕曲轴轴体(101)的轴线(102)设置，所述润滑环带(11)内具有多个织构弧段，每个所述织构弧段内包括多个织构凹槽(2)，由所述织构弧段两端边缘朝向所述织构弧段中央的方向，所述织构凹槽(2)的深度递增或者递减。

2.根据权利要求1所述的曲轴组件，其特征在于，所述织构凹槽(2)的深度在所述织构弧段内符合正弦曲线或者余弦曲线规律变化。

3.根据权利要求1所述的曲轴组件，其特征在于，所述多个所述织构弧段沿着所述曲轴的周向均匀设置。

4.根据权利要求1所述的曲轴组件，其特征在于，所述织构凹槽(2)的槽深为h，1μm≤h≤50μm；和/或，所述织构凹槽(2)的开口总面积为S，所述止推端面(1)的总面积为M，0.05≤S/M≤0.5。

5.根据权利要求1所述的曲轴组件，其特征在于，所述织构凹槽(2)在垂直于所述织构凹槽(2)深度方向的任一断面的形状为方向性型孔形。

6.根据权利要求5所述的曲轴组件，其特征在于，所述方向性型孔形为圆形、椭圆形、三角形、菱形、正方形、矩形、正六边形中的任意一种。

7.根据权利要求5所述的曲轴组件，其特征在于，多个所述织构凹槽(2)的所述断面至少包括圆形、椭圆形、三角形、菱形、正方形、矩形、正六边形中的任意两种。

8.根据权利要求6或7所述的曲轴组件，其特征在于，当所述方向性型孔为圆形时，所述圆形的直径为d，10μm≤d≤1000μm。

9.根据权利要求1所述的曲轴组件，其特征在于，所述止推端面(1)上还具有坝区环带(12)，所述坝区环带(12)环绕所述曲轴轴体(101)的轴线(102)设置，且与所述润滑环带(11)相邻设置。

10.根据权利要求9所述的曲轴组件，其特征在于，所述坝区环带(12)在所述曲轴径向上的宽度为w，1mm≤w≤10mm。

11.根据权利要求9所述的曲轴组件，其特征在于，所述润滑环带(11)具有至少两个，至少两个所述润滑环带(11)同轴设置，任意两个相邻的所述润滑环带(11)通过所述坝区环带(12)连接。

12.根据权利要求1所述的曲轴组件，其特征在于，在所述曲轴轴体(101)的径向上，所述润滑环带(11)中具有多个所述织构凹槽(2)，且由靠近所述曲轴轴体(101)的轴线(102)一侧至远离所述曲轴轴体(101)的轴线(102)一侧的方向上，多个所述织构凹槽(2)的深度递增。

13.根据权利要求12所述的曲轴组件，其特征在于，由靠近所述曲轴轴体(101)的轴线(102)一侧至远离所述曲轴轴体(101)的轴线(102)一侧的方向上，所述织构凹槽(2)的开口面积递减。

14.根据权利要求12所述的曲轴组件，其特征在于，所述润滑环带(11)为斜面，且由靠近所述曲轴轴体(101)的轴线(102)一侧至远离所述曲轴轴体(101)的轴线(102)一侧的方向上，所述润滑环带(11)的轴向高度递增，所述轴向高度为所述润滑环带(11)在所述曲轴轴体(101)轴向上的高度。

15.根据权利要求14所述的曲轴组件，其特征在于，所述润滑环带(11)的倾斜角度为α，50μrad≤α≤500μrad。

16.根据权利要求1所述的曲轴组件，其特征在于，所述止推端面(1)包括第一止推端面(13)、第二止推端面(14)，所述第一止推端面(13)及第二止推端面(14)分别朝向所述曲轴轴体(101)的轴向两端。

17.根据权利要求1所述的曲轴组件，其特征在于，所述织构弧段的个数为3～40。

18.一种泵体组件，包括曲轴组件(100)，其特征在于，所述曲轴组件(100)为权利要求1至17中任一项所述的曲轴组件。

19.一种压缩机，包括泵体组件，其特征在于，所述泵体组件为权利要求18所述的泵体组件。

20.一种空调器，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求19所述的压缩机。

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