旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、曲軸及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、曲軸及其制造方法，所述曲軸由管體和在其外徑處鑄造的鑄鐵組成，在其鑄鐵部分具備偏心軸。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的曲軸，使用有通孔的管體、且其外徑用鑄鐵澆鑄，所以可以省去長通孔的加工，制造方便。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、曲軸及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明與空調(diào)和冷凍設(shè)備等中應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸制造有關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]出于節(jié)能和提高空調(diào)器的舒適性的原因，搭載變頻式電機(jī)的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的普及在加速。另一方面，需要改善制造性和高速運(yùn)行時(shí)的曲軸剛性。
[0003]旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，出于耐磨耗的考慮，采用FCD500的球狀石墨鑄鐵或者楊氏模量較高的FC300的片狀石墨鑄鐵制造，但作為向軸心供油通道或者冷媒通道，需要加工長通孔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種耐磨耗性、剛性和制造性優(yōu)越的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種上述曲軸的制造方法。
[0006]本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提出一種具有所述曲軸的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，由管體和在其外徑處鑄造的鑄鐵組成，在其鑄鐵部分具備偏心軸。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的曲軸，使用有通孔的管體、且其外徑用鑄鐵澆鑄，所以可以省去長通孔的加工，制造方便。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明的曲軸還具有如下附加技術(shù)特征:
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述鑄鐵為球狀石墨鑄鐵或者片狀石墨鑄鐵。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述管體為優(yōu)碳鋼或合金鋼制成。由此，比如使用含鉻和鑰等的高剛性的鋼管的話，跟以往只是鑄鐵構(gòu)成的曲軸相比可以提高曲軸的剛性。由此，可以切實(shí)提高高速運(yùn)行時(shí)變頻電機(jī)式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的可靠性。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述管體包括同軸形成的主軸和副軸,其中所述偏心軸位于所述主軸和副軸之間。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述主軸、副軸和偏心軸內(nèi)共同形成有軸通孔。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述曲軸還包括:蓋子，所述蓋子設(shè)在所述軸通孔的上端以封閉所述軸通孔。
[0015]可選地，所述主軸和所述副軸的鄰近所述偏心軸的部分、以及所述偏心軸上分別設(shè)有供油孔，所述供油孔分別與軸通孔和外部連通。
[0016]根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的一種上述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸的制造方法，包括以下步驟:
[0017]S1、將鋼管切為預(yù)定長度的管體；
[0018]S2、將所述管體配置在鑄模中間；
[0019]S3、將熔化的鐵水注入鑄模中以形成在管體上的偏心軸，所述偏心軸和所述管體構(gòu)成曲軸。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述曲軸的制造方法還包括:S4、用設(shè)在所述鋼管內(nèi)的芯軸對所述鋼管的內(nèi)徑進(jìn)行擴(kuò)管。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟S2之前還包括:S11、在鋼管的外周壁上涂設(shè)銅粉。
[0022]根據(jù)本發(fā)明第三方面實(shí)施例的一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸。
[0023]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0025]圖1a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的曲軸的示意圖；
[0026]圖1b是圖1a中的曲軸的沿徑向方向的剖視圖；
[0027]圖1c是圖1a中的曲軸的沿軸向方向的剖視圖；
[0028]圖2是制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的曲軸的工序；
[0029]圖3a和3b是車床加工和磨削工序結(jié)束后的曲軸的成品的示意圖；
[0030]圖3c是圖3a中的曲軸的沿軸向方向的剖視圖；
[0031]圖4是旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的剖視示意圖；
[0032]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的曲軸的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1所示的曲軸鑄件C由鋼管軸11以及其外周鑄造的鑄鐵12構(gòu)成。另外，偏心軸鑄件14為鑄鐵12的一部分。上圖為曲軸鑄件C的外觀、下圖為其截面圖。鋼管軸11為碳鋼鋼管等，鑄鐵12為球狀石墨鑄鐵(F⑶500等)或者片狀石墨鑄鐵(FC300等)、鋼管軸11和鑄鐵12的接觸面融合后牢固結(jié)合在一起。
[0034]圖2表示制造曲軸鑄件C的最終工序，圖A和圖B為其代表例。圖A和圖B為了改良制造性，I道鑄造工序就可以制作數(shù)個(gè)偏心鑄件C。但按圖A的方法、是曲軸鑄件C按同一方向進(jìn)行鑄造的方法、鑄造后在標(biāo)示X的位置切斷。圖B的方法中、是使2個(gè)偏心軸鑄件14a、15b接近的鑄造方法，切斷中間得到曲軸鑄件C。
[0035]其中，鋼管11和鑄件12組成的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的偏心軸C的制造方法方面，主要是以下2種方法，方法I和方法II。
[0036]方法1:鑄造后鋼管內(nèi)徑用芯軸擴(kuò)管，該方法包括以下步驟:
[0037]S1:鋼管11根據(jù)圖1或者圖2切為規(guī)定長度的多個(gè)管體。
[0038]S2:鋼管11配置在鑄模的中間。而且，鑄模因?yàn)橛衅妮S27所以縱向分割為2部分。
[0039]S3:熔化的鐵水從數(shù)個(gè)湯口注入鑄模中，數(shù)個(gè)湯口分別對應(yīng)多個(gè)管體。這時(shí)，相對于鋼管的熔點(diǎn)1470?1490°C、球墨鑄鐵12的熔點(diǎn)為1120?1180°C、所以鋼管不會(huì)熔解。鑄件降低到規(guī)定溫度后，取下鑄模，取出偏心軸鑄件C。
[0040]S4:其后、從鋼管11 一端的開口開始通過芯軸的上端導(dǎo)向部，從另一端的開口拉出芯軸。這時(shí)，芯軸外徑比鋼管11的內(nèi)徑要稍微大些，所以，鋼管11可以擴(kuò)管，壓入球墨鑄鐵12中進(jìn)行連接，完成圖1或圖2所示的偏心軸C。芯軸可重復(fù)利用。
[0041]S5:其后，如上述說明的方式進(jìn)行加工，就完成了偏心軸20。
[0042]另外、偏心軸20的內(nèi)徑、S卩、鋼管11的內(nèi)徑為油通道，所以不需要機(jī)械加工。
[0043](注)旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中，I個(gè)偏心軸20的完成長度為150?300麗，軸徑為16?30麗的范圍。
[0044]另外、鋼管11的外徑預(yù)先用旋輪加工那樣加上數(shù)個(gè)淺槽的話，與芯軸工序的球墨鑄鐵12的結(jié)合就更牢靠了。
[0045]方法I1:鋼管11的外徑要涂少量的銅粉鑄造的方法，該方法包括以下步驟:
[0046]S1:鋼管11根據(jù)圖1或者圖2切斷為規(guī)定長度的多個(gè)管體。其后，首先在鋼管11的外周壁上涂設(shè)少量的銅材?？梢詫~粉末做成軟膏狀或者糊狀，使鋼管11上均勻涂布。
[0047]S2:鋼管11配置在鑄模中(與方法I中相同)。
[0048]S3:熔化的鐵水注入鑄模中。這時(shí)銅粉的熔點(diǎn)約為1080°C，所以溶解后，鋼管11可以與球墨鑄鐵12進(jìn)行冶金結(jié)合。即，鐵和鐵或者鑄件的結(jié)合與通常的銅釬焊工藝一樣。
[0049]S4:取出偏心軸鑄件C后，如上述說明的方式進(jìn)行加工，就完成了偏心軸20。
[0050]圖3表示車床加工和磨削工序結(jié)束后的曲軸20的成品。上圖為外觀示意圖，下圖為截面圖。曲軸20由主軸21、偏心軸27、副軸25組成，其中主軸21和副軸25同軸形成且組成管體。曲軸20還包括對副軸25下端開口的軸通孔22、壓入其上端的蓋子23。另外，具備3個(gè)從軸通孔22到曲軸20的外徑貫穿的供油孔24。具體地，如圖3c所示，主軸21和副軸25的鄰近偏心軸27的部分、以及偏心軸27上分別設(shè)有供油孔24，供油孔24分別與軸通孔22和外部連通，即貫穿至曲軸的外部。
[0051]圖4表示旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)R的截面圖。壓縮裝置P中組裝的曲軸20的主軸21和副軸25、分別通過主軸承30和副軸承35滑動(dòng)支撐。電機(jī)M驅(qū)動(dòng)曲軸20、偏心軸27驅(qū)動(dòng)活塞43。軸通孔22為貯藏在殼體2的底部的油6的通道、對上述軸承和活塞43供油。另外，軸通孔22可以成為排氣的通道。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的其他構(gòu)成例如電機(jī)、主軸承、副軸承等以及操作對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，這里不再詳細(xì)描述。
[0052]這樣，根據(jù)本發(fā)明揭示的曲軸20，使用有通孔的鋼管、且其外徑用鑄鐵澆鑄，所以可以省去長通孔的加工，制造方便。另外，比如，使用含鉻和鑰等的高剛性的鋼管(SCM440等)的話，跟以往只是鑄鐵構(gòu)成的曲軸相比可以提高曲軸的剛性。由此，可以切實(shí)提高高速運(yùn)行時(shí)變頻電機(jī)式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的可靠性。
[0053]而且，本發(fā)明可以廣泛選擇鑄鐵12的材質(zhì)。如，鋼管選擇上述SCM440的材料，鑄件12選擇片狀石墨鑄鐵，改善耐磨性和剛性的方法、或者使用球狀石墨鑄鐵進(jìn)一步提高剛性的方法。
[0054]另外、如圖5所示、先將鋼管11的軸通孔22加工成大徑孔22a和小徑孔22b的2段孔，其后，澆鑄鑄鐵12的話，就完成普遍使用的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸了。
[0055]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0056]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于，由管體和在其外徑處鑄造的鑄鐵組成，在其鑄鐵部分具備偏心軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于，所述鑄鐵為球狀石墨鑄鐵或者片狀石墨鑄鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于，所述管體為優(yōu)碳鋼或合金鋼制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于，所述管體包括同軸形成的主軸和副軸,其中所述偏心軸位于所述主軸和副軸之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于，所述主軸、副軸和偏心軸內(nèi)共同形成有軸通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于，所述曲軸還包括: 蓋子，所述蓋子設(shè)在所述軸通孔的上端以封閉所述軸通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于，所述主軸和所述副軸的鄰近所述偏心軸的部分、以及所述偏心軸上分別設(shè)有供油孔，所述供油孔分別與軸通孔和外部連通。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、將鋼管切為預(yù)定長度的管體； 52、將所述管體配置在鑄模中間； 53、將熔化的鐵水注入鑄模中以形成在管體上的偏心軸，所述偏心軸和所述管體構(gòu)成回祁O
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的曲軸的制造方法，其特征在于，還包括: 54、用設(shè)在所述鋼管內(nèi)的芯軸對所述鋼管的內(nèi)徑進(jìn)行擴(kuò)管。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的曲軸的制造方法，其特征在于，在步驟S2之前還包括: S11、在鋼管的外周壁上涂設(shè)銅粉。
11.一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸。
【文檔編號(hào)】B22D19/00GK103527487SQ201310260130
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】小津政雄, 李蓋敏, 王玲 申請人:廣東美芝制冷設(shè)備有限公司