CN220378682U - 一种曲轴结构、泵体组件及压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种曲轴结构、泵体组件及压缩机，所述曲轴结构，包括轴向依次相连的长轴部、偏心部及短轴部；长轴部包括同轴设置的长轴配合段和长轴出油段；长轴出油段靠近偏心部一端设置，且长轴出油段的直径大于长轴配合段的直径；短轴部包括同轴设置的短轴配合段和短轴出油段；短轴出油段靠近偏心部一端设置，且短轴出油段的直径大于短轴配合段的直径；本实用新型通过设置长轴出油段和短轴出油段，有效增加了长轴部靠近偏心部的根部强度以及短轴部靠近偏心部的根部强度，提高了曲轴的抗弯、抗扭强度以及刚度，进而避免压缩机启动以及升频运行过程中扫膛故障的发生；同时，大大降低了压缩机的噪音，确保了压缩机的工作性能和可靠性。

Description

一种曲轴结构、泵体组件及压缩机

技术领域

本实用新型属于转子式压缩机技术领域，特别涉及一种曲轴结构、泵体组件及压缩机。

背景技术

随着压缩机技术的发展，压缩机的高效化要求被不断提高；因此，在滚动转子式压缩机的设计中，要求电机转速越来越高、曲轴直径越来越小且偏心距越来越大。

如附图1所示，现有的曲轴结构中，普遍采用在长轴部11靠近偏心部13的根部位置设置第一退刀槽11’，在短轴部12靠近偏心部13的根部位置设置有第二退刀槽12’；由于第一退刀槽11’和第二退刀槽12’的直径分别小于长轴部11的直径和短轴部12的直径，退刀槽部位的抗弯及抗扭强度低；同时，退刀槽内还设置有与曲轴中心上的中心油孔相贯通的径向出油孔，径向出油孔进一步削弱了长轴部和短轴部的刚性；对滚动转子式压缩机运转过程中的曲轴结构进行有限元受力分析，如附图2-3所示，可以看出曲轴结构受力较大位置为偏心部13的中部、长轴部11靠近偏心部13的位置以及短轴部12靠近偏心部13的位置处；其次，在径向出油孔处出现应力集中，且应力最大。

综上，由于在曲轴结构上设置退刀槽，导致曲轴的抗弯及抗扭强度低，易造成电机间隙不平衡产生电磁拉力作用，进而出现以下两种现象：1)在压缩机启动的瞬间，曲轴受力发生弹性变形；2)压缩机运转且电机转速增加的过程中，压缩机运转惯性力和惯性力矩加大；上述两种现象均易造成热套在长轴部上的电机转子外圆与电机定子内径之间发生碰撞，产生扫膛故障；其次，曲轴的摆动也会增大曲轴与压缩组件间的磨耗，最终使得压缩机噪音增加，工作性能及可靠性降低。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种曲轴结构、泵体组件及压缩机，以解决现有曲轴结构中由于设置退刀槽，导致曲轴的抗弯及抗扭强度低，进而产生扫膛故障和曲轴磨损，使得压缩机噪音增加，工作性能及可靠性降低的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供了一种曲轴结构，所述曲轴结构的中心设置有中心油孔，包括轴向依次相连的长轴部、偏心部及短轴部；

所述长轴部包括同轴设置的长轴配合段和长轴出油段；其中，所述长轴出油段靠近所述偏心部一端设置，且所述长轴出油段的直径大于所述长轴配合段的直径；所述长轴出油段上设置有长轴径向出油孔，所述长轴径向出油孔用于将所述所述长轴出油段的表面与所述中心油孔连通；

所述短轴部包括同轴设置的短轴配合段和短轴出油段；其中，所述短轴出油段靠近所述偏心部一端设置，且所述短轴出油段的直径大于所述短轴配合段的直径；所述短轴出油段上设置有短轴径向出油孔，所述短轴径向出油孔用于将所述所述短轴出油段的表面与所述中心油孔连通。

进一步的，所述长轴配合段的表面为精加工表面，所述长轴出油段的表面为粗加工表面；

所述长轴出油段的直径尺寸和所述长轴配合段的直径尺寸的差值与所述长轴配合段的磨削余量相同；其中，所述长轴配合段的磨削余量为所述长轴配合段精加工无心磨工序所预留的磨削余量。

进一步的，所述短轴配合段的表面为精加工表面，所述短轴出油段的表面为粗加工表面；

所述短轴出油段的直径尺寸和所述短轴配合段的直径尺寸的差值与所述短轴配合段的磨削余量相同；其中，所述短轴配合段的磨削余量为所述短轴配合段精加工无心磨工序所预留的磨削余量。

进一步的，所述长轴出油段的长度尺寸大于所述长轴径向出油孔的直径尺寸，所述短轴出油段的长度尺寸与所述短轴径向出油孔的直径尺寸。

进一步的，所述长轴出油段的长度尺寸满足：1.2f1≥L1≥1.05f1；其中，L1为所述长轴出油段的长度，f1为所述长轴径向出油孔的直径。

进一步的，所述短轴出油段的长度尺寸满足：1.2f2≥L2≥1.05f2；其中，L2为所述短轴出油段的长度，f2为所述短轴径向出油孔的直径。

本实用新型还提供了一种泵体组件，包括曲轴、上盖、下盖、气缸及活塞；所述曲轴采用所述的一种曲轴结构；

所述上盖密封设置在所述气缸的上端面上，所述下盖密封设置在所述气缸的下端面上；所述曲轴同心装配在所述气缸的工作腔中；

其中，所述曲轴的长轴部配合插入所述上盖的上盖内孔中，所述曲轴的短轴部配合插入所述下盖的下盖内孔中；所述活塞设置在所述气缸的工作腔内，并套设在所述曲轴的偏心部外侧。

进一步的，所述上盖内孔包括同心相连的第一上盖内孔段和第二上盖内孔段；其中，所述第一上盖内孔段远离所述上盖的上盖端面一侧设置，所述第二上盖内孔段靠近所述上盖的上盖端面一侧设置；

所述第一上盖内孔段的直径尺寸小于所述第二上盖内孔段的直径尺寸；所述第一上盖内孔段的直径尺寸与所述长轴配合段的直径尺寸相匹配，所述第二上盖内孔段的直径尺寸与所述长轴出油段的直径尺寸相匹配；所述第二上盖内孔段的长度尺寸大于所述长轴出油段的长度尺寸。

进一步的，所述下盖内孔包括同心相连的第一下盖内孔段和第二下盖内孔段；其中，所述第一下盖内孔段远离所述下盖的下盖端面一侧设置，所述第二下盖内孔段靠近所述下盖的下盖端面一侧设置；

所述第一下盖内孔段的直径尺寸小于所述第二下盖内孔段的直径尺寸，所述第一下盖内孔段的直径尺寸与所述短轴配合段的直径尺寸相匹配，所述第二下盖内孔段的直径尺寸与所述短轴出油段的直径尺寸相匹配；所述第二下盖内孔段的长度尺寸大于所述短轴出油段的长度尺寸。

本实用新型还提供了一种压缩机，其特征在于，包括所述的一种泵体组件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种曲轴结构、泵体组件及压缩机，采用在长轴部靠近偏心部的位置设置长轴出油段，并将长轴出油段的直径大于长轴配合段的直径设计，利用长轴出油段对长轴部靠近偏心部的根部位置进行结构补偿；其次，在短轴部靠近偏心部的位置设置短轴出油段，并将短轴出油段的直径大于短轴配合段的直径设计，利用短轴出油段对短轴部靠近偏心部的根部位置进行结构补偿；通过设置长轴出油段和短轴出油段，有效增加了长轴部靠近偏心部的根部强度以及短轴部靠近偏心部的根部强度，提高了曲轴的抗弯、抗扭强度以及刚度，进而避免压缩机启动以及升频运行过程中扫膛故障的发生；同时，大大降低了压缩机的噪音，确保了压缩机的工作性能和可靠性。

附图说明

图1为现有压缩机中曲轴结构的示意图；

图2为现有压缩机中曲轴结构的位移分布云图；

图3为现有压缩机中曲轴结构的应力分布云图；

图4为实施例1所述的曲轴结构的整体结构示意图；

图5为实施例1所述的曲轴机构的局部结构示意图；

图6为实施例2中上盖的结构示意图；

图7为实施例2中下盖的结构示意图；

图8为实施例3所述的压缩机结构示意图。

其中，1曲轴，2上盖，3下盖，4气缸，5活塞，6滑片，7弹簧，8电机转子，9电机定子，10壳体；11长轴部，12短轴部，13偏心部，14中心油孔，11’第一退刀槽，12’第二退刀槽；111长轴配合段，112长轴出油段；1121长轴径向出油孔；121短轴配合段，122短轴出油段122；1221短轴径向出油孔；21上盖端面，22上盖内孔；221第一上盖内孔段，222第二上盖内孔段；31下盖端面，32下盖内孔；321第一下盖内孔段，322第二下盖内孔段。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。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。

实施例1

如附图4-5所示，本实施例1提供了一种曲轴结构，所述曲轴结构的中心设置有中心油孔14；所述曲轴结构，包括轴向依次相连的长轴部11、偏心部13及短轴部12。

本实施例1中，所述长轴部11包括同轴设置的长轴配合段111和长轴出油段112，所述长轴出油段112靠近所述偏心部13一端设置；具体的，所述长轴配合段111的一端用于配合穿插在泵体上盖的上盖内孔中，并延伸至上盖内孔的外侧与压缩机中的电机组件相连；所述长轴配合段111的另一端与所述长轴出油段112的一端相连，所述长轴出油段112的另一端与所述偏心部13的第一端相连。

所述长轴出油段112上设置有长轴径向出油孔1121，所述长轴径向出油孔1121用于将所述所述长轴出油段112的表面与所述中心油孔14连通；具体的，所述长轴径向出油孔1121的一端与所述长轴出油段112的表面贯通，所述长轴径向出油孔1121的另一端沿所述长轴出油段112的径向朝其轴心方向延伸，并与所述中心油孔14相连通。

所述长轴配合段111的表面为精加工表面，所述长轴出油段112的表面为粗加工表面；所述长轴出油段112的直径d1’和所述长轴配合段111的直径d1的差值与所述长轴配合段111的磨削余量相同；其中，所述长轴配合段111的磨削余量为所述长轴配合段111精加工无心磨工序所预留的磨削余量；即，d1’-d1＝所述长轴配合段111的磨削余量；优选的，所述长轴出油段112的直径d1’和所述长轴配合段111的直径d1的差值为0.2-0.4mm；所述长轴出油段112的长度L1大于所述长轴径向出油孔1121的直径f1；优选的，所述长轴出油段112的长度L1满足：1.2f1≥L1≥1.05f1。

本实施例1中，所述短轴部12包括同轴设置的短轴配合段121和短轴出油段122，所述短轴出油段122靠近所述偏心部13一端设置；具体的，所述短轴配合部121的一端用于配合穿插在泵体下盖的下盖内孔中，所述短轴配合部121的另一端与所述短轴出油段122的一端相连，所述短轴出油段122的另一端与所述偏心部13的第二端相连。

所述短轴出油段122上设置有短轴径向出油孔1221，所述短轴径向出油孔1221用于将所述所述短轴出油段122的表面与所述中心油孔14连通；具体的，所述短轴径向出油孔1221的一端与所述短轴出油段122的表面贯通，所述短轴径向出油孔1221的另一端沿所述短轴出油段122的径向朝其轴心方向延伸，并与所述中心油孔14相连通。

所述短轴配合段121的表面为精加工表面，所述短轴出油段122的表面为粗加工表面；所述短轴出油段122的直径d2’和所述短轴配合段121的直径d2的差值与所述短轴配合段121的磨削余量相同；其中，所述短轴配合段121的磨削余量为所述短轴配合段121精加工无心磨工序所预留的磨削余量。即，d2’-d2＝所述短轴配合段121的磨削余量；优选的，所述短轴出油段122的直径d2’和所述短轴配合段121的直径d2的差值为0.2-0.4mm；所述短轴出油段122的长度L2大于所述短轴径向出油孔1221的直径f2；优选的，所述短轴出油段122的长度L2满足：1.2f2≥L2≥1.05f2。

本实施例1所述的曲轴结构，通过设置长轴出油段和短轴出油段，有效增加了长轴部靠近偏心部的根部强度以及短轴部靠近偏心部的根部强度，提高了曲轴的抗弯、抗扭强度以及刚度，进而避免压缩机启动以及升频运行过程中扫膛故障的发生。

实施例2

本实施例2提供了一种泵体组件，包括曲轴1、上盖2、下盖3、气缸4、活塞5、滑片6及弹簧7；所述上盖2密封设置在所述气缸4的上端面上，所述下盖3密封设置在所述气缸4的下端面上；其中，所述上盖2与所述气缸4之间采用螺钉紧固相连，所述下盖3与所述气缸4之间也采用螺钉紧固相连；所述曲轴1同心装配在所述气缸4的工作腔中；其中，所述曲轴1采用上述实施例1中所述的曲轴结构；所述曲轴1的长轴部11配合插入所述上盖2的上盖内孔22中，所述曲轴1的短轴部12配合插入所述下盖3的下盖内孔32中，所述活塞5设置在所述气缸4的工作腔内，并套设在所述曲轴1的偏心部13外侧；所述滑片6在所述弹簧7的作用下顶设在所述活塞5的外表面，所述滑片6将所述气缸的工作腔与活塞5外圆形成的月牙形腔分隔为吸气腔和压缩腔。

如附图6所示，本实施例2中，所述上盖2的上盖端面21与所述气缸4的上端面接触，并通过螺钉紧密连接；所述上盖内孔22包括同心相连的第一上盖内孔段221和第二上盖内孔段222；其中，所述第一上盖内孔段221远离所述上盖2的上盖端面21一侧设置，所述第二上盖内孔段222靠近所述上盖2的上盖端面21一侧设置。

所述第一上盖内孔段221的直径g1小于所述第二上盖内孔段222的直径g1’，确保当压缩机运行时，所述中心油孔14中的冷冻机油能够通过所述长轴径向出油孔顺畅流出，进而对所述长轴配合段111进行有效润滑；优选的，所述第一上盖内孔段221的直径g1与所述第二上盖内孔段222的直径g1’之间满足：g1+0.3mm≤g1’≤g1+1.5mm。

所述第一上盖内孔段221的直径g1与所述长轴配合段111的直径d1相匹配，所述第二上盖内孔段222的直径g1’与所述长轴出油段112的直径d1’相匹配；所述第二上盖内孔段222的长度h1大于所述长轴出油段112的长度L1；优选的，所述第二上盖内孔段222的长度h1与所述长轴出油段112的长度L1之间满足：1.1L1≥h1≥L1。

如附图7所示，本实施例2中，所述下盖3的下盖端面31与所述气缸4的下端面接触，并通过螺钉紧密连接；所述下盖内孔32包括同心相连的第一下盖内孔段321和第二下盖内孔段322；其中，所述第一下盖内孔段321远离所述下盖3的下盖端面31一侧设置，所述第二下盖内孔段322靠近所述下盖3的下盖端面31一侧设置。

所述第一下盖内孔段321的直径g2小于所述第二下盖内孔段322的直径g2’，确保当压缩机运行时，所述中心油孔14中的冷冻机油能够通过所述短轴径向出油孔顺畅流出，进而对所述短轴配合段121进行有效润滑；优选的，所述第一下盖内孔段321的直径g2与所述第二下盖内孔段322的直径g2’之间满足：g2+0.3mm≤g2’≤g2+1.5mm。

所述第一下盖内孔段321的直径g2与所述短轴配合段121的直径d2相匹配，所述第二下盖内孔段322的直径g2’与所述短轴出油段122的直径d2’相匹配；所述第二下盖内孔段322的长度h2大于所述短轴出油段122的长度L2；优选的，所述第二下盖内孔段322的长度h2与所述短轴出油段122的长度L2之间满足：1.1L2≥h2≥L2。

实施例3

如附图8所示，本实施例3提供了一种压缩机，包括壳体10及设置在所述壳体10内的电机组件及泵体组件；其中，所述电机组件包括电机转子8和电机定子9；所述电机定子9装配在所述壳体10的内部一端，所述电机转子8同心装配在所述电机定子9内；所述泵体组件采用如实施例2所述的泵体组件，此处不再详细赘述。

需要说明的是，所述长轴部11的延伸端与所述电机转子8热套相连；所述上盖2的外圆通过焊接与壳体10连接并形成支撑；压缩机运行时，曲轴1在电机转子8的驱动下带动活塞5偏心旋转，实现气体的吸入和压缩，形成变频滚动转子式压缩机的动力。

本实用新型中，所述曲轴的长轴部采用两部分进行设计，分别为与上盖内孔接触的长轴配合段111和给长轴配合段提供润滑的长轴出油段112；所述曲轴的短轴部采用两部分进行设计，分别为与下盖内孔接触的短轴配合段121和给短轴配合段提供润滑的短轴出油段122；所述长轴出油段112上设置有长轴径向出油孔，所述短轴出油段122上设置有短轴径向出油孔；其中，出油孔的一端连通曲轴长轴或短轴出油段表面，另一端沿径向向轴心延伸并与曲轴的中心油孔14贯通。

本实用新型所述的曲轴结构、泵体组件及压缩机，在长轴部靠近偏心部的位置设置长轴出油段，并将长轴出油段的直径大于长轴配合段的直径设计，在短轴部靠近偏心部的位置设置短轴出油段，并将短轴出油段的直径大于短轴配合段的直径设计，能够有效地增加曲轴长轴部和短轴部靠近偏心部的根部强度，提高曲轴刚性，避免压缩机启动、升频运行过程中，由于压缩机运转惯性力和惯性力矩的增大，导致的根部变形，进而发生扫膛故障的发生；同时，大大降低了压缩机的噪音，确保了压缩机的工作性能和可靠性。

上述实施例仅仅是能够实现本实用新型技术方案的实施方式之一，本实用新型所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种曲轴结构，所述曲轴结构的中心设置有中心油孔(14)，其特征在于，包括轴向依次相连的长轴部(11)、偏心部(13)及短轴部(12)；

所述长轴部(11)包括同轴设置的长轴配合段(111)和长轴出油段(112)；其中，所述长轴出油段(112)靠近所述偏心部(13)一端设置，且所述长轴出油段(112)的直径大于所述长轴配合段(111)的直径；所述长轴出油段(112)上设置有长轴径向出油孔(1121)，所述长轴径向出油孔(1121)用于将所述长轴出油段(112)的表面与所述中心油孔(14)连通；

所述短轴部(12)包括同轴设置的短轴配合段(121)和短轴出油段(122)；其中，所述短轴出油段(122)靠近所述偏心部(13)一端设置，且所述短轴出油段(122)的直径大于所述短轴配合段(121)的直径；所述短轴出油段(122)上设置有短轴径向出油孔(1221)，所述短轴径向出油孔(1221)用于将所述短轴出油段(122)的表面与所述中心油孔(14)连通。

2.根据权利要求1所述的一种曲轴结构，其特征在于，所述长轴配合段(111)的表面为精加工表面，所述长轴出油段(112)的表面为粗加工表面；

所述长轴出油段(112)的直径尺寸和所述长轴配合段(111)的直径尺寸的差值与所述长轴配合段(111)的磨削余量相同；其中，所述长轴配合段(111)的磨削余量为所述长轴配合段(111)精加工无心磨工序所预留的磨削余量。

3.根据权利要求1所述的一种曲轴结构，其特征在于，所述短轴配合段(121)的表面为精加工表面，所述短轴出油段(122)的表面为粗加工表面；

所述短轴出油段(122)的直径尺寸和所述短轴配合段(121)的直径尺寸的差值与所述短轴配合段(121)的磨削余量相同；其中，所述短轴配合段(121)的磨削余量为所述短轴配合段(121)精加工无心磨工序所预留的磨削余量。

4.根据权利要求1所述的一种曲轴结构，其特征在于，所述长轴出油段(112)的长度尺寸大于所述长轴径向出油孔(1121)的直径尺寸，所述短轴出油段(122)的长度尺寸与所述短轴径向出油孔(1221)的直径尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种曲轴结构，其特征在于，所述长轴出油段(112)的长度尺寸满足：1.2f1≥L1≥1.05f1；其中，L1为所述长轴出油段(112)的长度，f1为所述长轴径向出油孔(1121)的直径。

6.根据权利要求4所述的一种曲轴结构，其特征在于，所述短轴出油段(122)的长度尺寸满足：1.2f2≥L2≥1.05f2；其中，L2为所述短轴出油段(122)的长度，f2为所述短轴径向出油孔(1221)的直径。

7.一种泵体组件，其特征在于，包括曲轴(1)、上盖(2)、下盖(3)、气缸(4)及活塞(5)；所述曲轴(1)采用如权利要求1-6任意一项所述的一种曲轴结构；

所述上盖(2)密封设置在所述气缸(4)的上端面上，所述下盖(3)密封设置在所述气缸(4)的下端面上；所述曲轴(1)同心装配在所述气缸(4)的工作腔中；

其中，所述曲轴(1)的长轴部(11)配合插入所述上盖(2)的上盖内孔(22)中，所述曲轴(1)的短轴部(12)配合插入所述下盖(3)的下盖内孔(32)中；所述活塞(5)设置在所述气缸(4)的工作腔内，并套设在所述曲轴(1)的偏心部(13)外侧。

8.根据权利要求7所述的一种泵体组件，其特征在于，所述上盖内孔(22)包括同心相连的第一上盖内孔段(221)和第二上盖内孔段(222)；其中，所述第一上盖内孔段(221)远离所述上盖(2)的上盖端面(21)一侧设置，所述第二上盖内孔段(222)靠近所述上盖(2)的上盖端面(21)一侧设置；

所述第一上盖内孔段(221)的直径尺寸小于所述第二上盖内孔段(222)的直径尺寸；所述第一上盖内孔段(221)的直径尺寸与所述长轴配合段(111)的直径尺寸相匹配，所述第二上盖内孔段(222)的直径尺寸与所述长轴出油段(112)的直径尺寸相匹配；所述第二上盖内孔段(222)的长度尺寸大于所述长轴出油段(112)的长度尺寸。

9.根据权利要求7所述的一种泵体组件，其特征在于，所述下盖内孔(32)包括同心相连的第一下盖内孔段(321)和第二下盖内孔段(322)；其中，所述第一下盖内孔段(321)远离所述下盖(3)的下盖端面(31)一侧设置，所述第二下盖内孔段(322)靠近所述下盖(3)的下盖端面(31)一侧设置；

所述第一下盖内孔段(321)的直径尺寸小于所述第二下盖内孔段(322)的直径尺寸，所述第一下盖内孔段(321)的直径尺寸与所述短轴配合段(121)的直径尺寸相匹配，所述第二下盖内孔段(322)的直径尺寸与所述短轴出油段(122)的直径尺寸相匹配；所述第二下盖内孔段(322)的长度尺寸大于所述短轴出油段(122)的长度尺寸。

10.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求7-9任意一项所述的一种泵体组件。