專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)的組成部件，尤其涉及壓縮機(jī)中的曲軸。
背景技術(shù)：
在家用空調(diào)壓縮機(jī)領(lǐng)域，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)占據(jù)了壓倒性的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。目前，在中國(guó)境內(nèi)的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的年產(chǎn)量就已經(jīng)超過(guò)了5千萬(wàn)臺(tái)。其中，以單汽缸壓縮機(jī)為大多數(shù)，雙汽缸壓縮機(jī)次之。雙汽缸壓縮機(jī)由于運(yùn)行阻力矩的波動(dòng)只有單缸壓縮機(jī)的1/3，因而具有較優(yōu)越的動(dòng)力特性，整體振動(dòng)有較大改善。如采用三汽缸壓縮機(jī)則具有更為優(yōu)越的動(dòng)力特性，研究實(shí)驗(yàn)表明其運(yùn)行阻力矩只有同排量單缸壓縮機(jī)的1/10，雙缸壓縮機(jī)的1/3。單缸、雙缸和三缸壓縮機(jī)的動(dòng)力特性對(duì)比參見(jiàn)圖1相同排量時(shí)三缸，雙缸，單缸壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)所受阻力矩對(duì)比(僅在汽缸高度上不同)。
三汽缸壓縮機(jī)在吸氣方面可以采用分散吸氣結(jié)構(gòu)或集中吸氣結(jié)構(gòu)，所謂分散吸氣結(jié)構(gòu)，是指按照傳統(tǒng)的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)思路，使用三個(gè)吸氣管分別與壓縮機(jī)三個(gè)汽缸相接，各汽缸獨(dú)立吸氣；所謂集中吸氣結(jié)構(gòu)，是指只使用一個(gè)吸氣管與某一個(gè)汽缸相接，在另外兩個(gè)汽缸的汽缸壁上開(kāi)設(shè)吸氣孔道與該汽缸的吸氣通道聯(lián)通。在排氣方面可以間接實(shí)現(xiàn)連續(xù)排氣，因此能夠極大地改善壓縮機(jī)的氣流特性。然而，對(duì)于三汽缸壓縮機(jī)，無(wú)論其吸氣結(jié)構(gòu)和排氣結(jié)構(gòu)如何，從技術(shù)的角度講其曲軸中的曲拐與活塞的裝配問(wèn)題都是研發(fā)制造工作中的一個(gè)主要障礙。
對(duì)于單汽缸壓縮機(jī)，如圖2所示，其曲軸中的曲拐與活塞的裝配沒(méi)有困難。對(duì)于雙汽缸壓縮機(jī)，如圖3所示，雙缸曲軸由于可以分別從曲軸兩端裝配活塞，故兩個(gè)曲拐之間的距離可以做得很緊湊。但對(duì)于三汽缸壓縮機(jī)，由于是在雙汽缸壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上再同軸增加一個(gè)汽缸，如果僅僅是在雙缸曲軸的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單地相應(yīng)安置第三個(gè)曲拐，如圖4所示，不難看出，曲軸的中曲拐與活塞的裝配不能實(shí)現(xiàn)。如果能夠有效地解決曲軸曲拐與活塞的裝配問(wèn)題，將有助于三汽缸壓縮機(jī)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，旨在解決曲軸曲拐與活塞的裝配問(wèn)題，以利于三汽缸壓縮機(jī)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的一種用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，包括主軸和曲拐，曲拐設(shè)在主軸上；所述曲拐具有三個(gè)，從曲軸短軸端起依次為下曲拐、中曲拐和上曲拐，各曲拐之間的相位角為105°～150°，主軸呈一體式；兩相鄰曲拐之間的間距至少有一個(gè)大于壓縮機(jī)活塞的高度，與此對(duì)應(yīng)的兩個(gè)曲拐的軸向?qū)挾刃∮趬嚎s機(jī)活塞之間隔板的厚度。上述為本發(fā)明主軸呈一體式的方案，通過(guò)調(diào)整曲軸各曲拐的尺寸，減少曲拐的軸向?qū)挾?，使曲拐的軸向?qū)挾刃∮趬嚎s機(jī)活塞之間隔板的厚度；同時(shí)增大相鄰兩曲拐的軸向間距，使其大于壓縮機(jī)活塞的高度。這樣活塞便能夠完全通過(guò)第一個(gè)曲拐，然后做徑向移動(dòng)再套入下一個(gè)曲拐。如果活塞從短軸端插入，則至少下曲拐與中曲拐的幾何尺寸以及兩者之間的間距應(yīng)符合上述要求；如果活塞從長(zhǎng)軸端插入，則至少上曲拐與中曲拐的幾何尺寸以及兩者之間的間距應(yīng)符合上述要求。
理論上講，三汽缸壓縮機(jī)的曲軸各曲拐之間的相位角應(yīng)為360°/3＝120°。但對(duì)于一體式曲軸，為了控制壓縮機(jī)隔板的厚度，設(shè)計(jì)時(shí)所述曲拐的軸向?qū)挾让黠@小于壓縮機(jī)活塞的高度(因?yàn)榍盏妮S向?qū)挾刃∮趬嚎s機(jī)活塞之間隔板的厚度)。為了保證壓縮機(jī)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，本發(fā)明所述的下曲拐和上曲拐均設(shè)有止推面，由于增加了止推面，因而導(dǎo)致偏心質(zhì)量的增加。這樣為了慣性力的平衡，各曲拐之間的相位角會(huì)有所改變，下曲拐和上曲拐之間的相位角需要增大些，為120°～150°，曲拐之間的另外兩個(gè)相位角需要減小些，均為105°～120°。
由于一體式曲軸方案要求中間隔板的厚度必須大于曲軸曲拐的軸向?qū)挾?，?dāng)壓縮機(jī)整體尺寸較大時(shí)(比如大排量的情況)，中間隔板的厚度也會(huì)增大，對(duì)于曲軸的三個(gè)曲拐其設(shè)置可以有兩種方案第一，本發(fā)明所述兩相鄰曲拐之間的間距可以相同。這樣中活塞可以從曲軸兩側(cè)插入，則兩個(gè)中間隔板就可以設(shè)計(jì)為同一規(guī)格，并且只需要在一個(gè)方向上配置平衡重以平衡旋轉(zhuǎn)慣性力矩，這樣就簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程。第二，本發(fā)明所述兩相鄰曲拐之間的間距有一個(gè)大于壓縮機(jī)活塞的高度。中活塞只能從曲軸一端插入，則兩個(gè)中間隔板就必須設(shè)計(jì)為兩種規(guī)格，有利于優(yōu)化整機(jī)的高度和重量。
本發(fā)明的目的也可通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的一種用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，包括主軸和曲拐，曲拐設(shè)在主軸上；所述曲拐具有三個(gè)，從曲軸短軸端起依次為下曲拐、中曲拐和上曲拐，兩相鄰曲拐之間的間距相等，各曲拐之間的相位角為120°；主軸在相鄰兩曲拐之間斷開(kāi)為長(zhǎng)軸和短軸而呈兩段式，長(zhǎng)軸和短軸在斷開(kāi)處緊固連接。上述為本發(fā)明主軸呈兩段式的方案，可以完全沿用以往單缸曲軸和雙缸曲軸的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。裝配時(shí)可以先裝配長(zhǎng)軸，再壓入短軸。這樣可以解決機(jī)芯部件的緊湊性，隔板的厚度可以不受曲拐厚度的限制。
本發(fā)明所述主軸在下曲拐和中曲拐之間斷開(kāi)。由于壓縮機(jī)的功率傳遞是從長(zhǎng)軸傳向短軸(長(zhǎng)軸與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子熱套固定)，故在下曲拐與中曲拐之間斷開(kāi)時(shí)，鍵槽的受力情況較好，可靠性較高。當(dāng)然，如果鍵槽的強(qiáng)度允許，在中曲拐與上曲拐之間斷開(kāi)主軸也是可以考慮的一種方案。
本發(fā)明所述長(zhǎng)軸和短軸在斷面上設(shè)有對(duì)應(yīng)適配的緊固結(jié)構(gòu)，該緊固結(jié)構(gòu)為凹槽和凸鍵的緊配結(jié)構(gòu)，即其中一個(gè)斷面上設(shè)有凹槽，另一個(gè)斷面上設(shè)有凸鍵。所述凹槽和凸鍵均為一字型，也可以均為Y字型，或者十字型。
此外，本發(fā)明所述長(zhǎng)軸和短軸在斷開(kāi)處的外側(cè)面套接有套筒，即通過(guò)套筒實(shí)現(xiàn)緊固連接。所述套筒在冷態(tài)下其內(nèi)徑尺寸略小于長(zhǎng)軸和短軸斷開(kāi)處的外徑尺寸。套筒可以是一個(gè)中空的圓柱狀金屬零件，裝配時(shí)首先將套筒加熱到一定溫度，由于熱脹冷縮的原理，此時(shí)套筒的內(nèi)徑尺寸將略大于長(zhǎng)、短軸斷開(kāi)處的外徑尺寸，然后將長(zhǎng)、短軸從套筒兩端插入，當(dāng)套筒溫度降低后，同樣由于熱脹冷縮的原理，長(zhǎng)、短軸將會(huì)被牢固的連接成一體，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)軸和短軸的連接傳動(dòng)。
本發(fā)明具有以下有益效果(1)本發(fā)明的曲軸設(shè)計(jì)有效地解決了三汽缸壓縮機(jī)活塞和曲軸的裝配問(wèn)題，有利于三汽缸壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及推廣使用。
(2)一體化的曲軸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，易于裝配。兩段式曲軸其相鄰兩曲拐的間距可以比較小，能夠提高機(jī)芯部件的緊湊性，隔板的厚度不受曲拐厚度的限制，因此可以完全沿用以往單缸曲軸和雙缸曲軸的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。


下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖1是相同排量時(shí)單缸、雙缸、三缸壓縮機(jī)所受阻力矩的對(duì)比圖；圖2是單汽缸壓縮機(jī)機(jī)芯的剖面圖；圖3是雙汽缸壓縮機(jī)機(jī)芯的剖面圖；圖4是三汽缸壓縮機(jī)機(jī)芯的剖面圖(作為本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明參考用圖)；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例之一的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5所示實(shí)施例與壓縮機(jī)活塞的裝配示意圖(曲拐只示出下曲拐和中曲拐)；圖7是圖5所示實(shí)施例曲軸上三個(gè)曲拐的相位角示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例之二的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖8所示實(shí)施例兩段曲軸的裝配示意圖；圖10是圖9的A-A及B-B處剖視所得兩段曲軸連接斷面結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖11是圖8所示實(shí)施例兩段曲軸連接斷面結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖12是圖8所示實(shí)施例兩段曲軸連接斷面結(jié)構(gòu)示意圖之三；圖13是本發(fā)明實(shí)施例之三的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是圖13所示實(shí)施例中套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中主軸1，上曲拐2，中曲拐3，下曲拐4，隔板5，活塞6，止推面7，凹槽8，凸鍵9，長(zhǎng)軸11，短軸12，套筒13，活塞高度A，隔板厚度B，曲拐的軸向?qū)挾菴，兩相鄰曲拐之間的間距D，上曲拐和下曲拐的相位角α，上曲拐和中曲拐的相位角β，中曲拐和下曲拐的相位角γ具體實(shí)施方式
實(shí)施例一圖5～圖7所示為本發(fā)明的實(shí)施例之一，包括主軸1和曲拐，如圖5所示，曲拐具有三個(gè)，從曲軸短軸端起依次為下曲拐4、中曲拐3和上曲拐2，并與主軸1呈一體設(shè)置，兩相鄰曲拐之間的間距D相等，主軸1呈一體式。為使活塞能夠完全通過(guò)第一個(gè)曲拐，然后做徑向移動(dòng)再套入下一個(gè)曲拐。如圖6所示，兩相鄰曲拐之間的間距D大于壓縮機(jī)活塞6的高度A，曲拐的軸向?qū)挾菴小于壓縮機(jī)活塞之間隔板5的厚度B。這樣中活塞可以從曲軸兩側(cè)插入，則兩個(gè)中間隔板就可以設(shè)計(jì)為同一規(guī)格，并且只需要在一個(gè)方向上配置平衡重以平衡旋轉(zhuǎn)慣性力矩，這樣就簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程。在實(shí)際應(yīng)用中，曲拐的軸向?qū)挾菴比隔板的厚度B小10μm，即可解決中活塞的裝配問(wèn)題。
為了優(yōu)化整機(jī)的高度和重量，需控制壓縮機(jī)隔板的厚度。由于曲拐的軸向?qū)挾菴小于壓縮機(jī)活塞之間隔板的厚度B，因此設(shè)計(jì)時(shí)曲拐的軸向?qū)挾菴明顯小于壓縮機(jī)活塞的高度A。為了保證壓縮機(jī)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，在上曲拐2和下曲拐4上均設(shè)有止推面7。這樣會(huì)導(dǎo)致偏心質(zhì)量的增加。為了慣性力的平衡，各曲拐之間的相位角會(huì)有所改變，如圖7所示，上曲拐2和下曲拐4的相位角α需要增大些，為120°～150°，上曲拐2和中曲拐3的相位角β以及中曲拐3和下曲拐4的相位角γ需要減小些，均為105°～120°。
此外，曲軸的兩相鄰曲拐之間的間距也可以有一個(gè)大于壓縮機(jī)活塞的高度，即一寬一窄，如果活塞從短軸端插入，則下曲拐4與中曲拐3的幾何尺寸以及兩者之間的間距應(yīng)符合圖6所示的要求；如果活塞從長(zhǎng)軸端插入，則上曲拐2與中曲拐3的幾何尺寸以及兩者之間的間距應(yīng)符合圖6所示的要求，此時(shí)兩個(gè)中間隔板5就必須設(shè)計(jì)為兩種規(guī)格，有利于優(yōu)化整機(jī)的高度和重量。
實(shí)施例二圖8～圖12所示為本發(fā)明的實(shí)施例之二，與實(shí)施例一不同之處在于主軸在下曲拐4和中曲拐3之間(也可以在中曲拐3和上曲拐2之間)斷開(kāi)為長(zhǎng)軸11和短軸12而呈兩段式，這樣可以完全沿用以往單缸曲軸和雙缸曲軸的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，曲軸相鄰兩曲拐的間距可以比較小，能夠提高機(jī)芯部件的緊湊性，隔板的厚度不受曲拐厚度的限制。如圖8所示，曲拐設(shè)在主軸上，兩相鄰曲拐之間的間距相等，各曲拐之間的相位角為120°。裝配時(shí)可以先裝配長(zhǎng)軸11，再壓入短軸12，如圖9所示，將長(zhǎng)軸11與短軸12在斷面處緊配相嵌即可。
長(zhǎng)軸11和短軸12的斷面上設(shè)有對(duì)應(yīng)適配的呈凹槽和凸鍵的緊固結(jié)構(gòu)，即其中一個(gè)斷面上設(shè)有凹槽8，另一個(gè)斷面上設(shè)有凸鍵9。如圖10所示，凹槽8和凸鍵9均為一字型，也可以均為Y字型(見(jiàn)圖11)或者十字型(見(jiàn)圖12)。
實(shí)施例三圖13和圖14所示為本發(fā)明的實(shí)施例之三，與實(shí)施例二不同之處在于如圖13所示，長(zhǎng)軸11和短軸12在斷開(kāi)處的外側(cè)面套接有套筒13，即通過(guò)套筒13實(shí)現(xiàn)緊固連接。如圖14所示，套筒13可以是一個(gè)中空的圓柱狀金屬零件，在冷態(tài)下其內(nèi)徑尺寸略小于長(zhǎng)軸11和短軸12斷開(kāi)處的外徑尺寸。裝配時(shí)，首先將套筒13加熱到一定溫度，由于熱脹冷縮的原理，此時(shí)套筒的內(nèi)徑尺寸將略大于長(zhǎng)、短軸斷開(kāi)處的外徑尺寸，然后將長(zhǎng)、短軸從套筒兩端插入，當(dāng)套筒13溫度降低后，同樣由于熱脹冷縮的原理，長(zhǎng)、短軸則被牢固的連接成一體，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)軸11和短軸12的連接傳動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，包括主軸(1)和曲拐，曲拐設(shè)在主軸(1)上，其特征在于所述曲拐具有三個(gè)，從曲軸短軸端起依次為下曲拐(4)、中曲拐(3)和上曲拐(2)，各曲拐之間的相位角為105°～150°，主軸(1)呈一體式；兩相鄰曲拐之間的間距(D)至少有一個(gè)大于壓縮機(jī)活塞(6)的高度(A)，與此對(duì)應(yīng)的兩個(gè)曲拐的軸向?qū)挾?C)小于壓縮機(jī)活塞之間隔板(5)的厚度(B)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于所述的下曲拐和上曲拐均設(shè)有止推面(7)，其相位角為120°～150°，曲拐之間的另外兩個(gè)相位角均為105°～120°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于所述兩相鄰曲拐之間的間距(D)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于所述兩相鄰曲拐之間的間距(D)有一個(gè)大于壓縮機(jī)活塞(6)的高度(A)。
5.一種用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，包括主軸和曲拐，曲拐設(shè)在主軸上，其特征在于所述曲拐具有三個(gè)，從曲軸短軸端起依次為下曲拐(4)、中曲拐(3)和上曲拐，兩相鄰曲拐之間的間距相等，各曲拐之間的相位角為120°；主軸在相鄰兩曲拐之間斷開(kāi)為長(zhǎng)軸(11)和短軸(12)而呈兩段式，所述長(zhǎng)軸(11)和短軸(12)在斷開(kāi)處緊固連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于所述主軸(1)在下曲拐(4)和中曲拐(3)之間斷開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于所述長(zhǎng)軸(11)和短軸(12)在斷面上設(shè)有對(duì)應(yīng)適配的緊固結(jié)構(gòu)，該緊固結(jié)構(gòu)為凹槽(8)和凸鍵(9)的緊配結(jié)構(gòu)，即其中一個(gè)斷面上設(shè)有凹槽(8)，另一個(gè)斷面上設(shè)有凸鍵(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于所述凹槽(8)和凸鍵(9)均為一字型。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于所述長(zhǎng)軸(11)和短軸(12)在斷開(kāi)處的外側(cè)面套接有套筒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，其特征在于所述套筒在冷態(tài)下其內(nèi)徑尺寸小于長(zhǎng)軸(11)和短軸(12)斷開(kāi)處的外徑尺寸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于三汽缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的曲軸，包括主軸和曲拐，曲拐設(shè)在主軸上；所述曲拐具有三個(gè)，從曲軸短軸端起依次為下曲拐、中曲拐和上曲拐。其方案是各曲拐之間的相位角為105°～150°，主軸呈一體式；兩相鄰曲拐之間的間距至少有一個(gè)大于壓縮機(jī)活塞的高度，與此對(duì)應(yīng)的兩個(gè)曲拐的軸向?qū)挾刃∮趬嚎s機(jī)活塞之間隔板的厚度。也可以采取下面的方案兩相鄰曲拐之間的間距相等，各曲拐之間的相位角為120°；主軸在相鄰兩曲拐之間斷開(kāi)為長(zhǎng)軸和短軸而呈兩段式，在長(zhǎng)軸和短軸的斷面上設(shè)有對(duì)應(yīng)適配的緊固結(jié)構(gòu)。本發(fā)明有效地解決了三汽缸壓縮機(jī)活塞和曲軸的裝配問(wèn)題，有利于三汽缸壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及推廣使用。
文檔編號(hào)F04C29/00GK1900541SQ20061007962
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者李玉斌 申請(qǐng)人:李玉斌