本實(shí)用新型涉及壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙級壓縮機(jī)曲軸以及包括該曲軸的雙級壓縮機(jī)。

背景技術(shù)：

為保證雙級增焓壓縮機(jī)的能效，其高壓級和低壓級的設(shè)計(jì)容積比小于1，即高壓級排量要小于低壓級排量。因此，雙級增焓壓縮機(jī)曲軸高壓級壓縮部的偏心質(zhì)量和低壓級壓縮部的偏心質(zhì)量會存在一定的差異。

在進(jìn)行雙級增焓壓縮機(jī)平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，低壓級壓縮部偏心旋轉(zhuǎn)慣性力大于高壓級壓縮部偏心旋轉(zhuǎn)慣性力，需要通過設(shè)置平衡塊來保證壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。

為了解決壓縮機(jī)系統(tǒng)低溫時(shí)制熱能力衰減的問題，需要減小雙級壓縮機(jī)的容積比來提升低溫制熱時(shí)的能效，導(dǎo)致雙級壓縮機(jī)的高壓級壓縮部偏心質(zhì)量和低壓級壓縮部偏心質(zhì)量的差異會增大，進(jìn)而導(dǎo)致所需平衡塊質(zhì)量增大、壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)曲軸的撓度變大、壓縮機(jī)可靠性變差、壓縮機(jī)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種能減小雙級壓縮機(jī)平衡塊重量的雙級壓縮機(jī)曲軸。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出一種解決了大排量雙級壓縮機(jī)低壓級和高壓級壓縮部偏心質(zhì)量的不平衡力問題的雙級壓縮機(jī)。

為達(dá)此目的，一方面，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種雙級壓縮機(jī)曲軸，包括曲軸主體，所述曲軸主體上設(shè)置有低壓級偏心部和高壓級偏心部，所述低壓級偏心部外側(cè)套設(shè)有低壓級滾子，所述高壓級偏心部外側(cè)套設(shè)有高壓級滾子，低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力等于高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力；所述低壓級壓縮部包括所述低壓級偏心部和所述低壓級滾子，所述高壓級壓縮部包括所述高壓級偏心部和所述高壓級滾子。

特別是，在所述低壓級偏心部上沿所述曲軸主體的軸線方向設(shè)置有至少一個(gè)通孔和/或盲孔。

進(jìn)一步，所述通孔和/或所述盲孔為月牙孔，所述月牙孔沿垂直于所述曲軸主體的軸線方向上的截面呈月牙狀。

更進(jìn)一步，在所述月牙孔的中部設(shè)置有加強(qiáng)筋，所述加強(qiáng)筋的一端連接在所述月牙孔的一側(cè)弧形面上、另一端連接在所述月牙孔的另一側(cè)弧形面上。

特別是，所述通孔和/或所述盲孔為圓孔。

特別是，在所述低壓級偏心部的遠(yuǎn)離所述曲軸主體的軸線的外側(cè)面上形成有偏心部凹槽。

特別是，在所述低壓級滾子的內(nèi)壁上形成有滾子凹槽。

進(jìn)一步，所述滾子凹槽在垂直于所述曲軸主體的軸線方向上環(huán)繞所述低壓級滾子的內(nèi)壁至少一圈。

另一方面，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種雙級壓縮機(jī)，包括上述的雙級壓縮機(jī)曲軸。

特別是，所述雙級壓縮機(jī)還包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有主平衡塊和副平衡塊，由低壓級壓縮部、高壓級壓縮部、主平衡塊和副平衡塊構(gòu)成的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)同時(shí)滿足靜平衡和動平衡的條件；靜平衡時(shí)，所述低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力和所述副平衡塊的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力之和等于所述高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力和所述主平衡塊的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力之和，所述偏心旋轉(zhuǎn)慣性力等于質(zhì)量、偏心距和角速度的平方之積；動平衡時(shí)，所述低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩和所述主平衡塊的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩之和等于所述高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩和所述副平衡塊的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩之和，所述偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩等于質(zhì)量、偏心距、重心與指定點(diǎn)之間的距離、以及角速度的平方之積。

本實(shí)用新型雙級壓縮機(jī)曲軸的低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力等于高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力，減小了雙級壓縮機(jī)的平衡塊重量，降低了壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)曲軸的撓度，提高了大排量雙級壓縮機(jī)的可靠性，同時(shí)還降低了壓縮機(jī)成本；低壓級壓縮部包括低壓級偏心部和低壓級滾子、高壓級壓縮部包括高壓級偏心部和高壓級滾子，計(jì)算偏心旋轉(zhuǎn)慣性力時(shí)將滾子的質(zhì)量、偏心距和角速度也考慮在其中，所得結(jié)構(gòu)更符合實(shí)際，平衡效果更好。

本實(shí)用新型雙級壓縮機(jī)包括上述的雙級壓縮機(jī)曲軸，解決了大排量雙級壓縮機(jī)低壓級和高壓級壓縮部偏心質(zhì)量的不平衡力的問題，從而可減小雙級壓縮機(jī)的平衡塊重量，降低壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)曲軸的撓度，提高大排量雙級壓縮機(jī)的可靠性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一提供的雙級壓縮機(jī)曲軸的第一種結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一提供的雙級壓縮機(jī)曲軸的第一種結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；

圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一提供的雙級壓縮機(jī)曲軸的第二種結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一提供的雙級壓縮機(jī)曲軸的第二種結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖5是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一提供的雙級壓縮機(jī)曲軸的第三種結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖6是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一提供的雙級壓縮機(jī)曲軸的第三種結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖7是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一提供的計(jì)算雙級壓縮機(jī)曲軸的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力的示意圖；

圖8是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例二提供的雙級壓縮機(jī)曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例三提供的雙級壓縮機(jī)曲軸的第一種結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；

圖10是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例三提供的低壓級滾子的剖視圖；

圖11是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例三提供的雙級壓縮機(jī)曲軸的第二種結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；

圖12是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例四提供的雙級壓縮機(jī)的剖視圖；

圖13是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例四提供的計(jì)算雙級壓縮機(jī)曲軸的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力和偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩的示意圖。

圖中：

1、曲軸主體；2、低壓級偏心部；3、高壓級偏心部；4、低壓級滾子；5、高壓級滾子；6、轉(zhuǎn)子；21、通孔；22、月牙孔；23、加強(qiáng)筋；24、偏心部凹槽；41、滾子凹槽；61、主平衡塊；62、副平衡塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

優(yōu)選實(shí)施例一：

本優(yōu)選實(shí)施例公開一種雙級壓縮機(jī)曲軸。如圖1至圖7所示，該雙級壓縮機(jī)曲軸包括曲軸主體1，曲軸主體1上設(shè)置有低壓級偏心部2和高壓級偏心部3，低壓級偏心部2外側(cè)套設(shè)有低壓級滾子4，高壓級偏心部3外側(cè)套設(shè)有高壓級滾子5，低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力等于高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力，偏心旋轉(zhuǎn)慣性力等于質(zhì)量m、偏心距r和角速度ω平方之積，即：m₁r₁ω²＝m₂r₂ω²，約去ω²得到：m₁r₁＝m₂r₂。其中，低壓級壓縮部包括低壓級偏心部2和低壓級滾子4，高壓級壓縮部包括高壓級偏心部3和高壓級滾子5。

令低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力等于高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力，從而可減小雙級壓縮機(jī)所使用平衡塊的重量，降低壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)曲軸的撓度，提高大排量雙級壓縮機(jī)的可靠性，降低壓縮機(jī)成本；計(jì)算偏心旋轉(zhuǎn)慣性力時(shí)將滾子的質(zhì)量m、偏心距r和角速度ω也考慮在其中，所得結(jié)構(gòu)更符合實(shí)際，平衡效果更好。

為了令低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力等于高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力，可以增大高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力(包括增大高壓級壓縮部的質(zhì)量或偏心距)，也可以減小低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力(包括減小低壓級壓縮部的質(zhì)量或偏心距)，優(yōu)選為減小低壓級壓縮部的質(zhì)量，這樣可以不改變壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。

減小低壓級壓縮部質(zhì)量的具體方式不限，優(yōu)選的，在低壓級偏心部2上沿曲軸主體1的軸線方向設(shè)置有至少一個(gè)通孔21和/或盲孔。如圖1和圖2所示，該通孔21和/或盲孔可以為圓孔；也可以為其它形狀，如圖3和圖4所示，通孔21和/或盲孔為月牙孔22，月牙孔22沿垂直于曲軸主體1的軸線方向上的截面呈月牙狀，減重效果明顯；如圖5和圖6所示，在月牙孔22的中部設(shè)置有加強(qiáng)筋23，加強(qiáng)筋23的一端連接在月牙孔22的一側(cè)弧形面上、另一端連接在月牙孔22的另一側(cè)弧形面上，在不影響減重的情況下增加低壓級偏心部2的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，避免低壓級偏心部2在被外力撞擊或振動時(shí)被損壞。

優(yōu)選實(shí)施例二：

本優(yōu)選實(shí)施例公開一種雙級壓縮機(jī)曲軸，其結(jié)構(gòu)與優(yōu)選實(shí)施例一基本相同。不同之處在于，如圖8所示，在低壓級偏心部2的遠(yuǎn)離曲軸主體1的軸線的外側(cè)面上形成有偏心部凹槽24。

優(yōu)選實(shí)施例三：

本優(yōu)選實(shí)施例公開一種雙級壓縮機(jī)曲軸，其結(jié)構(gòu)與優(yōu)選實(shí)施例一基本相同。不同之處在于，如圖9至11所示，在低壓級滾子4的內(nèi)壁上形成有滾子凹槽41。優(yōu)選的，滾子凹槽41在垂直于曲軸主體1的軸線方向上環(huán)繞低壓級滾子4的內(nèi)壁至少一圈。其中，可以如圖9所示低壓級滾子4位于靠近曲軸主體1下端的位置處，高壓級滾子5位于低壓級滾子4的上方；也可以如圖11所示高壓級滾子5位于靠近曲軸主體1下端的位置處，低壓級滾子4位于高壓級滾子5的上方，均不影響該雙級壓縮機(jī)曲軸的平衡性。

優(yōu)選實(shí)施例四：

本優(yōu)選實(shí)施例公開一種雙級壓縮機(jī)。如圖12所示，該雙級壓縮機(jī)包括如優(yōu)選實(shí)施例一至三中任一所述的雙級壓縮機(jī)曲軸。雙級壓縮機(jī)還包括轉(zhuǎn)子6，在轉(zhuǎn)子6上設(shè)置有主平衡塊61和副平衡塊62，由低壓級壓縮部、高壓級壓縮部、主平衡塊61和副平衡塊62構(gòu)成的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)同時(shí)滿足靜平衡和動平衡的條件。

如圖13所示，靜平衡時(shí)，低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力和副平衡塊62的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力之和等于高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力和主平衡塊61的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力之和，偏心旋轉(zhuǎn)慣性力等于質(zhì)量m、偏心距r和角速度ω的平方之積，即：

m₁r₁ω²+m₄r₄ω²＝m₂r₂ω²+m₃r₃ω²

約去ω²得到：m₁r₁+m₄r₄＝m₂r₂+m₃r₃。

其中，m₁為低壓級偏心部2的質(zhì)量，r₁為低壓級偏心部2的偏心距；m₂為高壓級偏心部3的質(zhì)量，r₂為高壓級偏心部3的偏心距；m₃為主平衡塊61的質(zhì)量，r₃為主平衡塊61的偏心距；m₃為副平衡塊62的質(zhì)量，r₃為副平衡塊62的偏心距。

動平衡時(shí)，低壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩和主平衡塊61的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩之和等于高壓級壓縮部的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩和副平衡塊62的偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩之和，偏心旋轉(zhuǎn)慣性力矩等于質(zhì)量m、偏心距r、重心與指定點(diǎn)之間的距離L(該指定點(diǎn)可以是任何位置，只要該雙級壓縮機(jī)曲軸相對于某一位置處能達(dá)到動平衡，則其相對于任何位置都處于動平衡)、以及角速度ω的平方之積，即：

m₁r₁L₁ω²+m₃r₃L₃ω²＝m₂r₂L₂ω²+m₄r₄L₄ω²。

其中，m₁為低壓級偏心部2的質(zhì)量，r₁為低壓級偏心部2的偏心距，L₁為低壓級偏心部2的重心與指定點(diǎn)之間的距離；m₂為高壓級偏心部3的質(zhì)量，r₂為高壓級偏心部3的偏心距，L₂為高壓級偏心部3的重心與指定點(diǎn)之間的距離；m₃為主平衡塊61的質(zhì)量，r₃為主平衡塊61的偏心距，L₃為主平衡塊61的重心與指定點(diǎn)之間的距離；m₃為副平衡塊62的質(zhì)量，r₃為副平衡塊62的偏心距，L₄為副平衡塊62的重心與指定點(diǎn)之間的距離。

注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。