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CN113446225A - 一种曲轴及涡旋式压缩机 - Google Patents

一种曲轴及涡旋式压缩机 Download PDF

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CN113446225A CN202110929914.6A CN202110929914A CN113446225A CN 113446225 A CN113446225 A CN 113446225A CN 202110929914 A CN202110929914 A CN 202110929914A CN 113446225 A CN113446225 A CN 113446225A
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Abstract

本发明公开了一种曲轴及涡旋式压缩机，属于压缩机技术领域。曲轴中开设有沿曲轴的轴向延伸的曲轴轴向孔，曲轴轴向孔与油池相连通，曲轴中还开设有沿曲轴径向延伸的曲轴径向孔，曲轴径向孔的一端与曲轴轴向孔连通，另一端连通于曲轴和滑动轴承之间的间隙；曲轴的环向外壁面上开设有曲轴螺旋槽，曲轴螺旋槽的一端连通曲轴径向孔，另一端朝向动涡旋盘的方向延伸，曲轴螺旋槽中润滑油的流动方向与曲轴的旋转方向相反。该曲轴及涡旋式压缩机能够提高润滑油流量，保证涡旋盘处和滑动轴承处的供油，使得涡旋盘处和滑动轴承处的润滑效果好，降低摩擦损耗，提高涡旋式压缩机性能，减小滑动轴承的磨损，提高滑动轴承的使用寿命。

Description

一种曲轴及涡旋式压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种曲轴及涡旋式压缩机。
背景技术
现有的涡旋式压缩机，通过负压形成吸油动力，使润滑油循环，润滑各部件，其油路的循环为高压油池依次经过吸油管、曲轴中心孔、曲轴径向孔、曲轴直槽、中压区域、低压区域(润滑涡旋盘)后重新和高压气体流回至高压油池中，其中，在低压区域中主要是气体冷媒，中压区域主要是润滑油，高压油池中主要是分层的润滑油和高压气体，润滑油在油路的循环中对涡旋盘处进行润滑，减小涡旋盘工作过程中的摩擦损耗。
现有技术中，靠涡旋盘处压缩腔形成的负压，使润滑油通过吸油管、曲轴中心孔、曲轴径向孔和曲轴直槽流入中压区域和低压区域。只有负压足够高，润滑油才有足够的动力流动，当涡旋盘中的动涡旋盘低转速旋转时，压缩腔中的负压不足，使得润滑油流量低，致使涡旋盘处缺油，润滑不足、摩擦损耗高，涡旋式压缩机性能下降；当涡旋式压缩机刚启动时，压缩腔中的负压不足，滑动轴承处于缺油状态，此时的涡旋式压缩机运转，易导致曲轴和机架之间的滑动轴承磨损，使用寿命缩短。
因此，亟需一种能够提高润滑油流量的曲轴及涡旋式压缩机，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种曲轴及涡旋式压缩机，该曲轴及涡旋式压缩机能够提高润滑油流量，保证涡旋盘处和滑动轴承处的供油，使得涡旋盘处和滑动轴承处的润滑效果好，降低摩擦损耗，提高涡旋式压缩机性能，减小滑动轴承的磨损，提高滑动轴承的使用寿命，提高涡旋式压缩机的使用寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种曲轴，用于涡旋式压缩机中，所述曲轴与动涡旋盘连接，所述曲轴中开设有沿所述曲轴的轴向延伸的曲轴轴向孔，所述曲轴轴向孔与所述涡旋式压缩机的油池相连通，所述曲轴中还开设有沿所述曲轴径向延伸的曲轴径向孔，所述曲轴径向孔的一端与所述曲轴轴向孔连通，另一端连通于所述曲轴和所述涡旋式压缩机的滑动轴承之间的间隙；所述曲轴的环向外壁面上开设有曲轴螺旋槽，所述曲轴螺旋槽的一端连通所述曲轴径向孔，另一端朝向所述动涡旋盘的方向延伸，所述曲轴螺旋槽中润滑油的流动方向与所述曲轴的旋转方向相反。
作为一种曲轴的优选技术方案，所述曲轴螺旋槽与所述曲轴径向孔相连通的一端的切线与所述曲轴的轴向的夹角为30°～50°。
作为一种曲轴的优选技术方案，所述曲轴螺旋槽的数量为多个。
作为一种曲轴的优选技术方案，所述曲轴的环向外壁面上还开设有曲轴直槽，所述曲轴直槽的一端连通所述曲轴径向孔，另一端朝向所述动涡旋盘的方向并沿所述曲轴的轴向延伸。
为达上述目的，本发明还提供了一种涡旋式压缩机，包括静涡旋盘、动涡旋盘、滑动轴承和如上所述的曲轴，所述动涡旋盘能够与所述静涡旋盘接合绕动，所述曲轴与所述动涡旋盘连接，所述滑动轴承套设于所述曲轴上。
作为一种涡旋式压缩机的优选技术方案，所述静涡旋盘和所述动涡旋盘之间的压缩腔采用油膜密封的方式密封。
作为一种涡旋式压缩机的优选技术方案，所述曲轴径向孔沿所述曲轴的轴向距离所述滑动轴承远离所述动涡旋盘的端面具有预设距离。
作为一种涡旋式压缩机的优选技术方案，所述预设距离为1mm～3mm。
作为一种涡旋式压缩机的优选技术方案，所述曲轴螺旋槽的另一端位于所述曲轴和所述滑动轴承之间的间隙外。
作为一种涡旋式压缩机的优选技术方案，曲轴直槽沿所述曲轴的轴向长度小于所述滑动轴承沿所述曲轴的轴向长度。
本发明提供了曲轴及涡旋式压缩机，该曲轴的环向外壁面上开设有曲轴螺旋槽，该曲轴螺旋槽的一端连通曲轴径向孔，另一端朝向动涡旋盘的方向延伸，曲轴螺旋槽中润滑油的流动方向与曲轴的旋转方向相反，从而使得从曲轴径向孔中流出的润滑油通过曲轴螺旋槽时，曲轴的转动使得曲轴螺旋槽的侧壁面对润滑油形成推力，推动润滑油流动，使得润滑油更快、更多地流动至涡旋式压缩机的中压区域和低压区域，提高了润滑油流量，保证涡旋盘处和滑动轴承处的供油，使得涡旋盘处和滑动轴承处的润滑效果好，降低摩擦损耗，提高涡旋式压缩机性能，减小滑动轴承的磨损，提高滑动轴承的使用寿命，提高涡旋式压缩机的使用寿命。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的曲轴的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的曲轴的部分结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的涡旋式压缩机的剖视图。
附图标记：
1、曲轴轴向孔；2、曲轴径向孔；3、曲轴螺旋槽；4、曲轴直槽；
100、静涡旋盘；200、动涡旋盘；300、滑动轴承；400、曲轴；500、机架；600、L型油管；700、油池；800、中压区域。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
实施例一
如图1和图2所示，本实施例提供了一种曲轴，用于涡旋式压缩机中，曲轴与动涡旋盘连接，曲轴中开设有沿曲轴的轴向延伸的曲轴轴向孔1，曲轴轴向孔1与涡旋式压缩机的油池相连通，曲轴中还开设有沿曲轴径向延伸的曲轴径向孔2，曲轴径向孔2的一端与曲轴轴向孔1连通，另一端连通于曲轴和涡旋式压缩机的滑动轴承之间的间隙；曲轴的环向外壁面上开设有曲轴螺旋槽3，曲轴螺旋槽3的一端连通曲轴径向孔2，另一端朝向动涡旋盘的方向延伸，曲轴螺旋槽3中润滑油的流动方向与曲轴的旋转方向相反。
涡旋式压缩机中的油池中的润滑油依次经过曲轴轴向孔1、曲轴径向孔2和曲轴螺旋槽3进入涡旋式压缩机的中压区域和低压区域，在曲轴螺旋槽3中的润滑油能够润滑滑动轴承，进入低压区域的润滑油对动涡旋盘和静涡旋盘的接触面进行润滑，通过在该曲轴的环向外壁面上开设有曲轴螺旋槽3，该曲轴螺旋槽3的一端连通曲轴径向孔2，另一端朝向动涡旋盘的方向延伸，曲轴螺旋槽3中润滑油的流动方向与曲轴的旋转方向相反，从而使得从曲轴径向孔2中流出的润滑油通过曲轴螺旋槽3时，曲轴的转动使得曲轴螺旋槽3的侧壁面对润滑油形成推力，推动润滑油流动，使得润滑油更快、更多地流动至涡旋式压缩机的中压区域和低压区域，提高了润滑油流量，保证涡旋盘处和滑动轴承处的供油，使得涡旋盘处和滑动轴承处的润滑效果好，降低摩擦损耗，提高涡旋式压缩机性能，大大降低涡旋式压缩机运转噪音，减小滑动轴承的磨损，提高滑动轴承的使用寿命，提高涡旋式压缩机的使用寿命。
优选地，曲轴螺旋槽3与曲轴径向孔2相连通的一端的切线与曲轴的轴向的夹角为30°～50°。
优选地，在本实施例中，曲轴螺旋槽3的数量为一个。在其它实施例中，曲轴螺旋槽3的数量可为多个，从而进一步提高润滑油流量。
在本实施例中，为保证滑动轴承处的润滑效果，曲轴的环向外壁面上还开设有曲轴直槽4，曲轴直槽4的一端连通曲轴径向孔2，另一端朝向动涡旋盘的方向并沿曲轴的轴向延伸，进一步降低摩擦损耗，提高涡旋式压缩机性能，减小滑动轴承的磨损，提高滑动轴承的使用寿命。
实施例二
如图3所示，本实施例提供了一种涡旋式压缩机，该涡旋式压缩机包括静涡旋盘100、动涡旋盘200、滑动轴承300和实施例一中的曲轴400，动涡旋盘200能够与静涡旋盘100接合绕动，曲轴400的左端与动涡旋盘200连接，曲轴400右端设置有L型油管600，L型油管600将曲轴轴向孔1和油池700连通，以进一步将将润滑油引入中压区域800，滑动轴承300套设于曲轴400上，滑动轴承300固定于机架500上，起到支撑曲轴400的作用，曲轴400转动过程中，如果滑动轴承300处缺油，则滑动轴承300会最先损坏，最终导致涡旋式压缩机损坏，在本实施例中，曲轴400的曲轴直槽4和曲轴螺旋槽3长期有润滑油流通，形成油膜润滑，带走滑动轴承300摩擦热，以保护滑动轴承300。
本实施例的涡旋式压缩机通过简单的曲轴400加工，为润滑油循环提供驱动力，有效提高润滑油流量，低压区域的涡旋盘获得更多润滑油，涡旋盘润滑改善、摩擦阻力减小，涡旋式压缩机整体性能提高，即以较小的代价(曲轴400加工)，获得涡旋式压缩机性能提高，涡旋式压缩机零部件润滑改善以及寿命的提高。采用滑动轴承300替代滚动轴承，滑动轴承300结构紧凑、占用空间小、质量更轻，为涡旋式压缩机减小空间、降低重量，使涡旋式压缩机及采用涡旋式压缩机的整车更轻巧、节能。
优选地，静涡旋盘100和动涡旋盘200之间的压缩腔采用油膜密封的方式密封。即在本实施例中，静涡旋盘100和动涡旋盘200由传统的接触摩擦密封改为非接触的油膜密封，减小摩擦损失，降低功耗，减少摩擦噪音，提高涡旋式压缩机整体能耗比。在实际加工时，通过减小曲拐中心距离，以达到油膜密封的目的，例如：动涡旋盘200与静涡旋盘100，若理论曲拐中心距离为4.7mm，则实际将曲拐中心距离加工为4.68～4.65mm，使得动涡旋盘200和静涡旋盘100不会接触，永远有0.02～0.05mm的距离，该距离由润滑油填充，保证密封、减小泄露，从而使得动涡旋盘200和静涡旋盘100之间的摩擦力将大大减小，功耗减小、噪音降低，提高压缩机整体能效比。
在本实施例中，曲轴径向孔2沿曲轴400的轴向距离滑动轴承300远离动涡旋盘200的端面具有预设距离，该预设距离内无油槽密封设计，曲轴400与滑动轴承300小间隙配合，可保证中压区域800的压力，并避免润滑油向油池700泄露或涡旋盘处的气体冷媒串入中压区域800，无气体冷媒串入，润滑油不会起气泡，使得油膜更稳定、连续，润滑效果更佳；且保证只有润滑油往中压区域800流动，使涡旋盘得到足够的润滑。优选地，在本实施例中，预设距离为1mm～3mm。
优选地，曲轴螺旋槽3的另一端位于曲轴400和滑动轴承300之间的间隙外，以将润滑油从曲轴400和滑动轴承300之间引出至中压区域800，使得润滑油流动更加顺畅，避免曲轴400和滑动轴承300之间憋油。
优选地，曲轴直槽4沿曲轴400的轴向长度小于滑动轴承300沿曲轴400的轴向长度，以使得曲轴400和滑动轴承300之间形成稳定油膜，润滑滑动轴承300。
若中压区域800压力过大，动涡旋盘200贴紧静涡旋盘100，贴紧力过大，运动时会产生较大摩擦力，导致摩擦损失、摩擦热过多；若中压区域800压力过小，动涡旋盘200远离静涡旋盘100，端面间隙过大导致内泄漏，气体冷媒压缩过程中，不断从高压腔泄漏到低压腔，导致容积效率低，气体冷媒流量低，制冷量减小。本实施例通过调整曲轴螺旋槽3和进入低压区域的油道的长度和横截面积的大小，可实现调整中压区域800中的压力大小的目的，以为动涡旋盘200提供合适的背压力，满足动涡旋盘200密封要求、摩擦力最小，可减小涡旋式压缩机摩擦功耗，降低噪音，有利于提高涡旋式压缩机整体性能。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种曲轴，用于涡旋式压缩机中，所述曲轴与动涡旋盘连接，其特征在于，所述曲轴中开设有沿所述曲轴的轴向延伸的曲轴轴向孔(1)，所述曲轴轴向孔(1)与所述涡旋式压缩机的油池相连通，所述曲轴中还开设有沿所述曲轴径向延伸的曲轴径向孔(2)，所述曲轴径向孔(2)的一端与所述曲轴轴向孔(1)连通，另一端连通于所述曲轴和所述涡旋式压缩机的滑动轴承之间的间隙；所述曲轴的环向外壁面上开设有曲轴螺旋槽(3)，所述曲轴螺旋槽(3)的一端连通所述曲轴径向孔(2)，另一端朝向所述动涡旋盘的方向延伸，所述曲轴螺旋槽(3)中润滑油的流动方向与所述曲轴的旋转方向相反。
2.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述曲轴螺旋槽(3)与所述曲轴径向孔(2)相连通的一端的切线与所述曲轴的轴向的夹角为30°～50°。
3.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述曲轴螺旋槽(3)的数量为多个。
4.如权利要求1所述的曲轴，其特征在于，所述曲轴的环向外壁面上还开设有曲轴直槽(4)，所述曲轴直槽(4)的一端连通所述曲轴径向孔(2)，另一端朝向所述动涡旋盘的方向并沿所述曲轴的轴向延伸。
5.一种涡旋式压缩机，其特征在于，包括静涡旋盘(100)、动涡旋盘(200)、滑动轴承(300)和如权利要求1～4任一项所述的曲轴，所述动涡旋盘(200)能够与所述静涡旋盘(100)接合绕动，所述曲轴与所述动涡旋盘(200)连接，所述滑动轴承(300)套设于所述曲轴上。
6.如权利要求5所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述静涡旋盘(100)和所述动涡旋盘(200)之间的压缩腔采用油膜密封的方式密封。
7.如权利要求5所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述曲轴径向孔(2)沿所述曲轴的轴向距离所述滑动轴承(300)远离所述动涡旋盘(200)的端面具有预设距离。
8.如权利要求7所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述预设距离为1mm～3mm。
9.如权利要求5所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述曲轴螺旋槽(3)的另一端位于所述曲轴和所述滑动轴承(300)之间的间隙外。
10.如权利要求5所述的涡旋式压缩机，其特征在于，曲轴直槽(4)沿所述曲轴的轴向长度小于所述滑动轴承(300)沿所述曲轴的轴向长度。
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