旋轉式壓縮的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種旋轉式壓縮機，包括：殼體、氣缸組件、曲軸、驅動電機、活塞以及曲軸平衡塊，氣缸組件和驅動電機設在殼體內(nèi)，氣缸組件包括主軸承、氣缸、隔板和副軸承，主軸承、氣缸和隔板之間限定出壓縮腔，隔板和副軸承之間限定出平衡腔；曲軸具有主軸段、偏心軸段、中間軸段和副軸段，偏心軸段具有偏心部；驅動電機包括定子和轉子，轉子的端面上設有轉子平衡塊；曲軸平衡塊包括第一和第二平衡塊，第一和第二平衡塊均設在中間軸段上，第一平衡塊位于平衡腔內(nèi)，第二平衡塊位于第一平衡塊的鄰近偏心部的一側且與隔板對應。根據(jù)本實用新型的旋轉式壓縮機，降低了旋轉式壓縮機的高度，減少冷凍機油的封入量，降低成本，改善噪音振動。
【專利說明】 旋轉式壓縮機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及制冷設備領域，尤其是涉及一種旋轉式壓縮機。

【背景技術】
[0002]相關技術中指出，單缸旋轉式壓縮機由于具有偏心部，因此在曲軸轉動過程中，偏心部以及套設在偏心部外面的活塞在轉動時具有較大的離心力，同時由于高速運轉中的曲軸的撓動效應，從而會加劇曲軸的磨耗和振動，導致壓縮機功效率降低。
[0003]目前，一種解決方案是采用中間曲軸平衡塊方案，即在曲軸上增加一個用于平衡偏心部和活塞的平衡塊，該平衡塊設在偏心部與曲軸副軸段之間的平衡腔內(nèi)(即位于偏心部的下方，通過隔板將壓縮腔與平衡腔隔開)，從而解決了壓縮機偏心重的離心力所帶來的磨耗與振動問題。然而，該種方案使得整個壓縮機的高度較高，增加了冷凍機油的封入量，增加了成本，且增加了噪音振動。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種旋轉式壓縮機，所述旋轉式壓縮機的結構簡單合理、制作成本低、振動小、性能穩(wěn)定且可靠性高。
[0005]根據(jù)本實用新型的旋轉式壓縮機，包括:殼體；氣缸組件，所述氣缸組件設在所述殼體內(nèi)，所述氣缸組件包括主軸承、氣缸、隔板和副軸承，所述主軸承設在所述氣缸的上面，所述隔板設在所述氣缸的下面，所述副軸承設在所述隔板的下面，所述主軸承、所述氣缸和所述隔板之間限定出壓縮腔，所述隔板和所述副軸承之間限定出平衡腔；曲軸，所述曲軸貫穿所述氣缸組件，所述曲軸具有從上到下依次相連的主軸段、偏心軸段、中間軸段和副軸段，所述偏心軸段具有偏心部，所述偏心部位于所述壓縮腔內(nèi)；驅動電機，所述驅動電機設在所述殼體內(nèi)，所述驅動電機包括定子和轉子，所述轉子與所述主軸段固定，所述轉子的端面上設有轉子平衡塊；活塞，所述活塞套設在所述偏心部的外面；以及曲軸平衡塊，所述曲軸平衡塊包括第一平衡塊和第二平衡塊，所述第一平衡塊和第二平衡塊均設在所述中間軸段上，所述第一平衡塊位于所述平衡腔內(nèi)，所述第二平衡塊位于所述第一平衡塊的鄰近所述偏心部的一側且與所述隔板對應。
[0006]根據(jù)本實用新型的旋轉式壓縮機，通過在第一平衡塊的鄰近偏心部的一側設置第二平衡塊，且第二平衡塊與隔板對應，在相同偏心部、活塞和轉子平衡塊的條件下，第一平衡塊的厚度可以明顯降低，從而可以降低整個旋轉式壓縮機的高度，減少冷凍機油的封入量，降低成本，改善噪音振動。
[0007]可選地，所述第二平衡塊的下表面與所述第一平衡塊的上表面接觸。
[0008]可選地，所述第二平衡塊的厚度為H，所述隔板的厚度為Hp，其中H ( Hp。
[0009]進一步地，所述活塞包括:第一活塞段和第二活塞段，所述第二活塞段連接在所述第一活塞段的下端，且所述第二活塞段的內(nèi)徑大于所述第一活塞段的內(nèi)徑，其中所述第二平衡塊的至少部分位于所述第二活塞段內(nèi)。
[0010]可選地，所述第二活塞段的內(nèi)徑為D。，所述隔板的內(nèi)徑為Dp，所述偏心部的偏心量為 e，，其中
[0011]可選地，所述第二活塞段的高度為H。，所述第一平衡塊的上表面與所述偏心部的下表面之間的距離為Hm，所述隔板的厚度為Hp，其中H。( Hm-Hp。
[0012]可選地，所述第二平衡塊的厚度H滿足:H〈Hm。
[0013]可選地，所述第二平衡塊與所述曲軸分別單獨加工成型。
[0014]可選地，所述第二平衡塊由多個平衡片疊置而成。
[0015]可選地，所述第一平衡塊的密度為P 1，所述第二平衡塊的密度為P 2，其中P 2 彡 pi。
[0016]本實用新型的附加方面和優(yōu)點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，或通過本實用新型的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的旋轉式壓縮機的示意圖；
[0019]圖2是圖1中所示的旋轉式壓縮機的局部剖面圖；
[0020]圖3是圖1中所示的氣缸組件、曲軸、活塞和曲軸平衡塊的剖面圖；
[0021]圖4a和圖4b是圖3中所示的曲軸的示意圖；
[0022]圖5a是圖3中所示的隔板的示意圖；
[0023]圖5b是圖5a中所示的隔板的剖面圖；
[0024]圖6是圖2中所示的副軸承的剖面圖；
[0025]圖7是根據(jù)本實用新型另一個實施例的氣缸組件、曲軸、活塞和曲軸平衡塊的剖面圖；
[0026]圖8是圖7中所示的活塞的剖面圖；
[0027]圖9是根據(jù)本實用新型實施例的曲軸、活塞、曲軸平衡塊和轉子平衡塊的示意圖。
[0028]附圖標記:
[0029]100:旋轉式壓縮機；
[0030]1:殼體；11:上殼體；12:主殼體；13:下殼體；
[0031]21:主軸承；22:氣缸；23:隔板;
[0032]24:副軸承；241:平衡腔；25:消音器；
[0033]3:曲軸；31:主軸段；32:偏心軸段；321:偏心部；
[0034]33:中間軸段；34:畐Ij軸段；
[0035]41:定子；42:轉子；421:轉子平衡塊；
[0036]5:活塞；51:第一活塞段；52:第二活塞段；
[0037]6:曲軸平衡塊；61:第一平衡塊；62:第二平衡塊。

【具體實施方式】
[0038]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0039]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、
“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0040]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0041]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0042]下面參考圖1-圖9描述根據(jù)本實用新型實施例的旋轉式壓縮機100。
[0043]如圖1-圖3所示，根據(jù)本實用新型實施例的旋轉式壓縮機100，包括殼體1、氣缸組件、曲軸3、驅動電機、活塞5以及曲軸平衡塊6。
[0044]殼體1包括從上到下依次相連的上殼體11、主殼體12和下殼體13。氣缸組件設在殼體1內(nèi)，氣缸組件包括主軸承21、氣缸22、隔板23和副軸承24，主軸承21設在氣缸22的上面，主軸承21與氣缸22可以通過多個螺栓可拆卸地相連，主軸承21的外面可套設有消音器25，用于降低旋轉式壓縮機100運行時的噪音。
[0045]如圖5a和圖5b所示，隔板23設在氣缸22的下面，副軸承24設在隔板23的下面，副軸承24、隔板23可以通過依次穿過副軸承24和隔板23的多個螺栓可拆卸地緊固在氣缸22的下面。其中，主軸承21、氣缸22和隔板23之間限定出壓縮腔，隔板23和副軸承24之間限定出平衡腔241，具體而言，副軸承24上形成有向下凹入的凹槽，隔板23與副軸承24共同限定出平衡腔241，平衡腔241位于壓縮腔的下方，例如平衡腔241位于壓縮腔的正下方。
[0046]參照圖1并結合圖2和圖3，曲軸3貫穿氣缸組件，曲軸3具有從上到下依次相連的主軸段31、偏心軸段32、中間軸段33和副軸段34，偏心軸段32具有偏心部321，偏心部321位于壓縮腔內(nèi)。曲軸3可以為一體形成件，即主軸段31、偏心軸段32、中間軸段33、副軸段34以及偏心部321 —體形成。
[0047]驅動電機設在殼體1內(nèi)用于驅動曲軸3繞其中心軸線旋轉，驅動電機包括定子41和轉子42，其中定子41可以固定在殼體1的內(nèi)壁上，轉子42與主軸段31固定，并且轉子42的上端面或下端面上設有轉子平衡塊421，例如轉子平衡塊421設置在轉子42的上端面上?；钊?套設在偏心部321的外面以在偏心部321的帶動下對壓縮腔內(nèi)的冷媒介質進行壓縮。
[0048]如圖6所示，曲軸平衡塊6包括第一平衡塊61和第二平衡塊62，第一平衡塊61和第二平衡塊62均設在中間軸段33上，第一平衡塊61位于平衡腔241內(nèi)，第二平衡塊62位于第一平衡塊61的鄰近偏心部321的一側且與隔板23對應。也就是說，第一平衡塊61套設在中間軸段33外面且位于平衡腔241內(nèi)，第二平衡塊62套設在第一平衡塊61上面、中間軸段33外面、隔板23里面，第一平衡塊61、第二平衡塊62和轉子平衡塊421用于平衡偏心部321和活塞5。
[0049]可選地，第一平衡塊61、第二平衡塊62與曲軸3 —體形成，例如第一平衡塊61、第二平衡塊62以及曲軸3 —體鑄造形成，這樣方便曲軸3的整體加工制造。
[0050]當然，本實用新型不限于此，第一平衡塊61、第二平衡塊62還可以與曲軸3可拆卸地相連。這里包括以下三種情況:第一、第一平衡塊61和第二平衡塊62 —體形成，然后與曲軸3可拆卸地相連；第二、第一平衡塊61和第二平衡塊62中的其中一個與曲軸3 —體形成，第一平衡塊61和第二平衡塊62中的另一個與曲軸3可拆卸地相連；第三、第一平衡塊61、第二平衡塊62與曲軸3分別單獨加工成型，然后將第一平衡塊61、第二平衡塊62分別連接至曲軸3。
[0051]其中，對于第一平衡塊61與曲軸3 —體形成，第二平衡塊62與曲軸3可拆卸地相連。具體而言，第一平衡塊61與第二平衡塊62是分體式的，此時第一平衡塊61與曲軸3 —體加工完成，第二平衡塊62單獨加工成型，即第二平衡塊62與曲軸3分別單獨加工成型。然后通過螺釘、銷釘、焊接例如點焊等方式將第二平衡塊62裝配到第一平衡塊61的正上方，且兩者偏心方向相同。由此，對于不同的曲軸3偏心部321偏心量而言,只需改變第二平衡塊62的厚度即可，第一平衡塊61的厚度不變，更有利于曲軸3的機加工，從而降低了不同偏心量曲軸3的加工成本及量產(chǎn)化成本。
[0052]具體地說,如圖9所示，由偏心部321和活塞5產(chǎn)生的不平衡質量分別為m3和m4,m3和m4產(chǎn)生的離心力分別為F3和F4，則有
[0053]F3 = m3.r3.ω2，F(xiàn)4 = m4.r4.ω2
[0054]其中，r3、r4為圖9中所示的偏心部321和活塞5的重心到曲軸3的中心軸線的距離，ω是曲軸3的角速度。
[0055]同時，轉子平衡塊421產(chǎn)生的離心力為F5，有
[0056]F5 = m5.r5.ω2
[0057]其中，m5為轉子平衡塊421的質量，r5為圖8中所示的轉子平衡塊421的重心到曲軸3的中心軸線的距離。
[0058]圖9中第一平衡塊61及第二平衡塊62產(chǎn)生的離心力分別為F1、F2，則有
[0059]Fl = ml.rl.ω2，F(xiàn)2 = m2.r2.ω2
[0060]其中，ml、m2分別是第一平衡塊61和第二平衡塊62的質量，rl和r2是第一平衡塊61和第二平衡塊62的重心分別到曲軸3的中心軸線的距離。
[0061]從而上述離心力平衡式如下:
[0062]F1+F2+F5-F3-F4 = O
[0063]由此得出，曲軸平衡塊6產(chǎn)生的離心力F為
[0064]F = F1+F2
[0065]即 ml.rl = m.r~m2.r2 (I)
[0066]另外，H1為第一平衡塊61的厚度，Si為第一平衡塊61的上表面或下表面的表面積，P I為第一平衡塊61的材料密度。那么第一平衡塊61的質量ml為:
[0067]ml = si.H1.P I
[0068]由此得出H1 = ml/p I.si (2)
[0069]綜上，由式⑴和⑵可以推出:第一平衡塊61的厚度H1與其質量ml成正比；同時，在m.r以及第一平衡塊61尺寸(第一平衡塊61的厚度H1除外)為定值的前提下，m2.Γ2越大，第一平衡塊61的厚度H1越小。因此為了能夠獲得較小的厚度H1，則必須盡可能使第二平衡塊62的m2.r2最大化。
[0070]由此，通過在第一平衡塊61的上方增加第二平衡塊62，在保證平衡偏心部321和活塞5產(chǎn)生的離心力的同時，可以降低第一平衡塊61的厚度，從而降低了平衡腔241的高度，這樣對整個旋轉式壓縮機100的結構尺寸改變較小，能夠更好地降低不平衡力和不平衡力矩。
[0071]根據(jù)本實用新型實施例的旋轉式壓縮機100，通過在第一平衡塊61的鄰近偏心部321的一側設置第二平衡塊62，且第二平衡塊62與隔板23對應，在相同偏心部321、活塞5和轉子平衡塊421的條件下，第一平衡塊61的厚度可以明顯降低，從而可以降低整個旋轉式壓縮機100的高度，減少冷凍機油的封入量，降低成本，改善噪音振動。
[0072]參照圖1并結合圖2、圖3和圖7，第二平衡塊62的下表面與第一平衡塊61的上表面接觸。也就是說，第二平衡塊62與第一平衡塊61之間的距離為零，從而進一步降低了整個旋轉式壓縮機100的高度，進一步減少了冷凍機油的封入量，改善了噪音振動。其中，第二平衡塊62與第一平衡塊61優(yōu)選一體成型，以降低加工、裝配成本。
[0073]根據(jù)本實用新型的一個實施例，第二平衡塊62的最大寬度為L，隔板23的內(nèi)徑為Dp，其中L〈DP。優(yōu)選地，第二平衡塊62為圓形平衡塊，當?shù)诙胶鈮K62的半徑為R2時，有R2〈Dp/2。由此，在曲軸3轉動過程中，可以保證第二平衡塊62不碰到隔板23。
[0074]如圖4-圖6所示，第二平衡塊62的至少部分伸入到隔板23內(nèi)徑，第一平衡塊61的厚度為H1，第二平衡塊62的厚度為H，隔板23的厚度為Hp，平衡腔241的高度為Hs，其中H1+H<HP+Hs0換言之，第一平衡塊61和第二平衡塊62的厚度之和小于隔板23的上表面與平衡腔241的底壁之間的距離。進一步地，H ( Hp，從而可以進一步降低平衡腔241的高度。由此，該設計可以降低第一平衡塊61的厚度，從而可以降低平衡腔241以及殼體I的高度，減少旋轉式壓縮機100封油量，改善振動，優(yōu)化旋轉式壓縮機100成本等。
[0075]根據(jù)本實用新型的進一步實施例，參照圖7并結合圖8，活塞5包括:第一活塞段51和第二活塞段52，第一活塞段51靠近主軸承21且與偏心部321配合，第二活塞段52連接在第一活塞段51的下端，第二活塞段52靠近隔板23，且第二活塞段52的內(nèi)徑D。大于第一活塞段51的內(nèi)徑隊，即D。>隊。其中第二平衡塊62的至少部分位于第二活塞段52內(nèi)，換言之，第二平衡塊62只有部分位于第二活塞段52內(nèi)，或者第二平衡塊62完全容納在第二活塞段52內(nèi)。其中，偏心部321的直徑與第一活塞段51的內(nèi)徑隊相同。
[0076]偏心部321的偏心量為e，其中D。彡Dp+2e。由此，由于第二平衡塊62的至少部分伸入第二活塞段52內(nèi)，從而第二平衡塊62的厚度H可以更大，相比而言，第一平衡塊61的厚度H1可以做得更小，從而整個旋轉式壓縮機100的高度也會更低。
[0077]如圖7所示，第二活塞段52的高度為H。，第一平衡塊61的上表面與偏心部321的下表面之間的距離為Hm，隔板23的厚度為Hp，其中H。( Hm-Hp，第二平衡塊62的厚度Η滿足:H〈Hm。由此，可以使第二平衡塊62的厚度Η增加，那么在同樣的離心力及力矩的情況下，可以更多的降低第一平衡塊61的厚度氏。
[0078]可選地，第二平衡塊62由多個平衡片疊置而成。多個平衡片優(yōu)選形狀相同、厚度相等，每個平衡片可以通過沖壓或者切割形成。由此，可以根據(jù)不同偏心部321的偏心量來確定第二平衡塊62的厚度而無需改變第一平衡塊61的尺寸，從而對不同偏心部321偏心量而言，裝配更加靈活，更利于量產(chǎn)化，且加工成本更低?？梢岳斫猓鄠€平衡片的形狀、厚度等還可以根據(jù)實際要求具體設計，本實用新型對此不作具體限定。
[0079]可選地，第一平衡塊61的密度為Ρ 1，第二平衡塊62的密度為Ρ 2，其中Ρ2^ ρ1。也就是說，第一平衡塊61和第二平衡塊62的材料不同，且第二平衡塊62的密度Ρ2大于等于第一平衡塊61的密度Ρ 1，從而第一平衡塊61的厚度氏更小，旋轉式壓縮機100的高度更低。由此，第一平衡塊61和第二平衡塊62分別采用不同的材料制成，一方面在第二平衡塊62的厚度Η最大時，可以最大化降低第一平衡塊61的厚度故；另一方面，在第一平衡塊61的厚度氏一定時，可以適用于偏心量更大的機型。
[0080]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0081]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種旋轉式壓縮機，其特征在于，包括: 殼體； 氣缸組件，所述氣缸組件設在所述殼體內(nèi)，所述氣缸組件包括主軸承、氣缸、隔板和副軸承，所述主軸承設在所述氣缸的上面，所述隔板設在所述氣缸的下面，所述副軸承設在所述隔板的下面，所述主軸承、所述氣缸和所述隔板之間限定出壓縮腔，所述隔板和所述副軸承之間限定出平衡腔； 曲軸，所述曲軸貫穿所述氣缸組件，所述曲軸具有從上到下依次相連的主軸段、偏心軸段、中間軸段和副軸段，所述偏心軸段具有偏心部，所述偏心部位于所述壓縮腔內(nèi)； 驅動電機，所述驅動電機設在所述殼體內(nèi)，所述驅動電機包括定子和轉子，所述轉子與所述主軸段固定，所述轉子的端面上設有轉子平衡塊； 活塞，所述活塞套設在所述偏心部的外面；以及 曲軸平衡塊，所述曲軸平衡塊包括第一平衡塊和第二平衡塊，所述第一平衡塊和第二平衡塊均設在所述中間軸段上，所述第一平衡塊位于所述平衡腔內(nèi)，所述第二平衡塊位于所述第一平衡塊的鄰近所述偏心部的一側且與所述隔板對應。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征在于，所述第二平衡塊的下表面與所述第一平衡塊的上表面接觸。
3.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征在于，所述第二平衡塊的厚度為H，所述隔板的厚度為Hp，其中H ( Hp。
4.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征在于，所述活塞包括: 第一活塞段；和 第二活塞段，所述第二活塞段連接在所述第一活塞段的下端，且所述第二活塞段的內(nèi)徑大于所述第一活塞段的內(nèi)徑，其中所述第二平衡塊的至少部分位于所述第二活塞段內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求4所述的旋轉式壓縮機，其特征在于，所述第二活塞段的內(nèi)徑為D。，所述隔板的內(nèi)徑為Dp,所述偏心部的偏心量為e,其中D。^ Dp+2e。
6.根據(jù)權利要求5所述的旋轉式壓縮機，其特征在于，所述第二活塞段的高度為H。，所述第一平衡塊的上表面與所述偏心部的下表面之間的距離為Hm，所述隔板的厚度為Hp，其中 H。< Hm-Hp。
7.根據(jù)權利要求6所述的旋轉式壓縮機，其特征在于，所述第二平衡塊的厚度H滿足:
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的旋轉式壓縮機，其特征在于，所述第二平衡塊與所述曲軸分別單獨加工成型。
9.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征在于，所述第二平衡塊由多個平衡片疊置而成。
10.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征在于，所述第一平衡塊的密度為P1，所述第二平衡塊的密度為P 2,其中P 2彡P 1
【文檔編號】F04C29/00GK204140407SQ201420503654
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權日:2014年9月2日
【發(fā)明者】宋鵬杰, 謝婉 申請人:安徽美芝精密制造有限公司