CN206972471U - 一种压缩机转轴结构及压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提供一种压缩机转轴结构和压缩机。压缩机转轴结构包括转轴支撑件、旋转轴和涂层，转轴支撑件上开设有轴孔，旋转轴伸入到轴孔中并与轴孔接触配合；旋转轴被设置成能够相对于轴孔转动。涂层涂覆在旋转轴的外周面和轴孔内壁面的其中一个上。与现有技术相比，本实用新型提供的压缩机转轴结构没有使用轴承作为旋转轴的支承，而是采用旋转轴与轴孔直接接触并且配合涂层润滑的方式来实现对旋转轴的支承，使得压缩机转轴结构简单并且制造成本低。本实用新型提供的压缩机包括上述压缩机转轴结构，从而也具有结构简单、制造成本低的优点。

Description

一种压缩机转轴结构及压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机领域，更具体地，涉及一种压缩机转轴结构及压缩机。

背景技术

压缩机的旋转轴通常由径向轴承支撑。旋转轴在壳体内高速旋转，轴与轴承之间产生滑动或滚动磨擦而发热，在磨擦面润滑不足的情况下，磨擦副的发热更明显，严重时会造成磨损，增加噪音。

传统的旋转轴的支承轴承包括滚针轴承和滑动轴承。滚针轴承具有噪音大、轴承座的结构比较复杂、成本较高的缺点，而滑动轴承最大的缺点则是无法保持足够的润滑油储备，一旦润滑不足，就会产生严重磨损并导致失效。为了提高轴承的润滑性能，申请号为CN200480000166.8公开号为CN1697940A的中国专利“滑动轴承”提出了一种表面涂覆树脂和固体润滑剂的合金滑动轴承，固体润滑剂保持在软树脂涂层中，可获得较好的抗咬合性和适应性，在该涂层中进一步含有极压添加剂，有助于保持润滑油。

本领域需要一种结构简单、制造成本低的压缩机转轴结构及压缩机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压缩机转轴结构，所述压缩机转轴结构具有结构简单、制造成本低的优点。

本实用新型的目的还在于提供一种压缩机，该压缩机包括上述压缩机转轴结构，从而具有结构简单、制造成本低的优点。

为实现所述目的的压缩机转轴结构，用于设置在压缩机的壳体中，其特征在于，所述压缩机转轴结构包括转轴支撑件、旋转轴和涂层，所述转轴支撑件上开设有轴孔，所述旋转轴伸入到所述轴孔中并与所述轴孔接触配合；所述旋转轴被设置成能够相对于所述轴孔转动；

所述旋转轴具有外周面，所述轴孔具有内壁面，所述涂层涂覆在所述外周面和所述内壁面的其中一个上；所述涂层用于降低所述外周面和所述内壁面之间的摩擦系数。

所述的压缩机转轴结构，其进一步的特点是，所述涂层涂覆在所述轴孔的所述内壁面上，所述轴孔的所述内壁面上设置有螺旋形凹槽，所述涂层涂覆所述螺旋形凹槽；所述螺旋形凹槽围绕所述旋转轴设置并沿轴向延伸；所述螺旋形凹槽用于导入润滑油。

所述的压缩机转轴结构，其进一步的特点是，所述涂层涂覆在所述轴孔的所述内壁面上，所述旋转轴的所述外周面上设置有第二螺旋形油槽，所述螺旋形凹槽围绕所述旋转轴设置并沿轴向延伸；所述螺旋形凹槽用于导入润滑油。

所述的压缩机转轴结构，其进一步的特点是，所述涂层涂覆在所述旋转轴的所述外周面上，所述轴孔的所述内壁面上设置有螺旋形凹槽，所述螺旋形凹槽围绕所述旋转轴设置并沿轴向延伸；所述螺旋形凹槽用于导入润滑油。

所述的压缩机转轴结构，其进一步的特点是，所述涂层涂覆在所述旋转轴的所述外周面上，所述旋转轴的所述外周面上设置有螺旋形凹槽，所述涂层涂覆所述螺旋形凹槽；所述螺旋形凹槽围绕所述旋转轴设置并沿轴向延伸；所述螺旋形凹槽用于导入润滑油。

所述的压缩机转轴结构，其进一步的特点是，所述涂层的材料为陶瓷耐磨涂层材料。

所述的压缩机转轴结构，其进一步的特点是，所述陶瓷耐磨涂层材料包括陶瓷粉末、纳米金刚石、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、石墨烯、聚四氟乙烯或者粘接助剂中的一种或者多种。

所述的压缩机转轴结构，其进一步的特点是，所述螺旋形凹槽的螺旋线的方向被设置成从润滑油较充足的腔沿与所述旋转轴转向相同的旋转方向，朝润滑油相对不足的腔延伸。

所述的压缩机转轴结构，其进一步的特点是，所述涂层的厚度为0.01-0.04mm，所述螺旋形凹槽的深度为0.2-0.5mm。

为实现所述目的压缩机，包括壳体，所述压缩机还包括压缩机转轴结构，所述压缩机转轴结构设置在所述壳体中；

所述压缩机转轴结构包括转轴支撑件、旋转轴和涂层，所述转轴支撑件上开设有轴孔，所述旋转轴伸入到所述轴孔中并与所述轴孔接触配合；所述旋转轴被设置成能够相对于所述轴孔转动；

所述旋转轴具有外周面，所述轴孔具有内壁面，所述涂层涂覆在所述外周面和所述内壁面的其中一个上；所述涂层用于降低所述外周面和所述内壁面之间的摩擦系数。

所述的压缩机，其进一步的特点是，所述轴孔包括沿轴向设置的第一轴孔和第二轴孔，所述旋转轴伸入到所述第一轴孔和所述第二轴孔中，并与所述第一轴孔和所述第二轴孔接触配合。

所述的压缩机，其进一步的特点是，所述转轴支撑件包括沿轴向设置的前支撑件和后支撑件，所述第一轴孔开设在所述前支撑件上，所述第二轴孔开设在所述后支撑件上。

所述的压缩机，其进一步的特点是，所述壳体包括前缸体和后缸体，所述前缸体和所述后缸体连接形成曲轴腔，所述压缩机转轴结构设置在所述曲轴腔中。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的压缩机转轴结构，包括转轴支撑件、旋转轴和涂层，转轴支撑件上开设有轴孔，旋转轴伸入到轴孔中并与轴孔接触配合；旋转轴被设置成能够相对于轴孔转动。涂层涂覆在旋转轴的外周面和轴孔内壁面的其中一个上。

与现有技术相比，本实用新型提供的压缩机转轴结构没有使用轴承作为旋转轴的支承，而是采用旋转轴与轴孔直接接触并且配合涂层润滑的方式来实现对旋转轴的支承，使得压缩机转轴结构简单并且制造成本低。本实用新型提供的压缩机包括上述压缩机转轴结构，从而也具有结构简单、制造成本低的优点。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本实用新型中压缩机的剖面图；

图2为本实用新型中轴孔处的放大图；

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，图1至图2均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。本说明书中，轴向是指压缩机转轴所在的方向，即图1、2中的A-A方向，径向是指空间内垂直于A-A方向的方向。

图1示出了本实用新型提供的压缩机的一个实施例，压缩机100为斜盘式压缩机，包括壳体101，壳体101包括前缸体10和后缸体11，前缸体10和后缸体11连接形成曲轴腔13。压缩机100还包括压缩机转轴结构102，压缩机转轴结构102设置在壳体101中，也就是设置在曲轴腔13中。

继续参考图1，压缩机转轴结构102包括转轴支撑件6和旋转轴1，转轴支撑件6上开设有轴孔2，旋转轴1伸入到轴孔2中并与轴孔2接触配合；旋转轴1被设置成能够相对于轴孔2转动。旋转轴1的一端与外部动力机械，如汽车的发动机连接，从而能够被外部动力机械驱动至旋转。

可选地，轴孔2包括沿轴向设置的第一轴孔20和第二轴孔21，旋转轴1伸入到第一轴孔20和第二轴孔21中，并与第一轴孔20和第二轴孔21接触配合。转轴支撑件6包括沿轴向设置的前支撑件6a和后支撑件6b，第一轴孔20开设在前支撑件6a上，第二轴孔21开设在后支撑件6b上。

压缩机转轴结构102还包括套设在旋转轴1上的斜盘5，斜盘5上铰接有多个活塞17，活塞17能够在壳体101内的气缸30内滑动。旋转轴1的转动带动斜盘5转动，斜盘5转动带动活塞17在气缸30内往复运动，实现从吸气腔将气体吸入气缸30，再将被吸入的气体压缩并排出至排气腔的过程。

参考图1和图2，压缩机转轴结构102还包括涂层7，旋转轴1具有外周面，轴孔2具有内壁面，涂层7涂覆在外周面和内壁面的其中一个上；涂层7用于降低外周面和内壁面之间的摩擦系数。如果没有涂层7，旋转轴1与轴孔2之间会发生较剧烈的摩擦，导致轴孔2或者旋转轴1出现磨损，影响压缩机效率的同时也会使得旋转轴1的位置出现偏差。涂层7的材料可以为陶瓷耐磨涂层材料。本实用新型中，陶瓷耐磨涂层材料可以是陶瓷粉末、纳米金刚石、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、石墨烯、聚四氟乙烯、粘接助剂等。涂层7的厚度为0.01-0.04mm，优选是0.015-0.025mm。涂层7的形成方法包括化学镀层法、等离子喷涂法、气相沉积法等等。

涂层7的涂覆位置可以是旋转轴1的外周面，也可以是轴孔2的内壁面。轴孔2的内壁面和旋转轴1的外周面通常为金属表面，如果不存在涂层7，旋转轴1在轴孔2中旋转时，轴孔2的内壁面和旋转轴1的外周面直接接触摩擦，容易导致磨损，并且摩擦阻力较大。涂覆涂层7之后，涂层7将轴孔2的内壁面和旋转轴1的外周面隔开，涂层7的表面可作为两个摩擦面之一与轴孔2的内壁面和旋转轴1的外周面之一接触。由于涂层7具有良好的耐磨和润滑性能，使得旋转轴1在轴孔2不易磨损，并且大大减小了摩擦阻力。

为了进一步减小摩擦阻力，涂层7与对应的摩擦面，即轴孔2的内壁面或者旋转轴1的外周面，之间可导入润滑油。润滑油可通过围绕旋转轴1并沿轴向设置的螺旋形凹槽来导入。

螺旋形凹槽的设置位置包括设置在轴孔2的内壁面上，和设置在旋转轴1的外周面上，即螺旋形凹槽的设置位置有两种。由于涂层7的涂覆位置也有两种(轴孔2的内壁面和旋转轴1的外周面)，因此，本实用新型中压缩机转轴结构102的结构形式包括以下四种：

a.涂层7涂覆在轴孔2的内壁面上，轴孔2的内壁面上设置有螺旋形凹槽，涂层7涂覆螺旋形凹槽；螺旋形凹槽围绕旋转轴1设置并沿轴向延伸；螺旋形凹槽用于导入润滑油。

以图1中所示的压缩机转轴结构102为例，在图1中，轴孔2包括沿轴向设置的第一轴孔20和第二轴孔21，螺旋形凹槽包括第一螺旋形凹槽3和第二螺旋形凹槽4。

结构形式a的制造方法是：先在第一轴孔20和第二轴孔21的内壁面分别加工出第一螺旋形凹槽3和第二螺旋形凹槽4。第一螺旋形凹槽3和第二螺旋形凹槽4在图1中不应该被显示，但为说明螺旋形凹槽的具体形式而将其画出。第一螺旋形凹槽3和第二螺旋形凹槽4围绕旋转轴1设置，可选的，第一螺旋形凹槽3和第二螺旋形凹槽4的深度为0.2-0.5mm；然后，再在第一轴孔20和第二轴孔21的内壁面上形成涂层7，涂层7覆盖螺旋形凹槽的意思是指涂层7覆盖螺旋形凹槽的槽内壁。由于涂层7的厚度相对于第一螺旋形凹槽3和第二螺旋形凹槽4的深度较小，为0.01-0.04mm，因此，当涂层7覆盖第一螺旋形凹槽3和第二螺旋形凹槽4之后，第一螺旋形凹槽3和第二螺旋形凹槽4的形状仍然能够显露出来，即涂层7的表面也会出现相应的螺旋形凹槽。润滑油可以从这些相应的螺旋形凹槽内导入到涂层7与旋转轴1的外周面之间。

b.涂层7涂覆在轴孔2的内壁面上，旋转轴1的外周面上设置有第二螺旋形油槽，螺旋形凹槽围绕旋转轴1设置并沿轴向延伸；螺旋形凹槽用于导入润滑油。结构形式b与结构形式a的区别之处在于，螺旋形凹槽设置在旋转轴1的外周面上，与涂层7分离设置。

c.涂层7涂覆在旋转轴1的外周面上，轴孔2的内壁面上设置有螺旋形凹槽，螺旋形凹槽围绕旋转轴1设置并沿轴向延伸；螺旋形凹槽用于导入润滑油。结构形式c与结构形式a、b的区别在于，涂层7涂覆在旋转轴1的外周面上，与螺旋形凹槽分离设置。

d.涂层7涂覆在旋转轴1的外周面上，旋转轴1的外周面上设置有螺旋形凹槽，涂层7涂覆螺旋形凹槽；螺旋形凹槽围绕旋转轴1设置并沿轴向延伸；螺旋形凹槽用于导入润滑油。结构形式d与结构形式a、b、c的区别在于，涂层7和螺旋形凹槽均设置在旋转轴1的外周面上。结构形式d的制造方法是：先在旋转轴1的外周面上加工出螺旋形凹槽，再将涂层7涂覆在旋转轴1的外周面上。涂层7覆盖螺旋形凹槽的意思是指涂层7覆盖螺旋形凹槽的槽内壁，螺旋形凹槽的深度为0.2-0.5mm。由于涂层7的厚度相对于螺旋形凹槽的深度较小，为0.01-0.04mm，因此，当涂层7覆盖螺旋形凹槽之后，螺旋形凹槽的形状仍然能够显露出来，即涂层7的表面也会出现相应的螺旋形凹槽。润滑油可以从这些相应的螺旋形凹槽内导入到涂层7与轴孔2的内壁面之间。

曲轴腔13中夹带的润滑油可在制冷气体对流时可顺螺旋形凹槽的端部流入。以第一螺旋形凹槽3为例，第一螺旋形凹槽3包括第一端3a和第二端3b，第一端3a位于曲轴腔13一侧，第二端3b位于吸气侧，润滑油在第一螺旋形凹槽3内从第一端3a流向第二端3b。当旋转轴1的旋转方向R2与润滑油的流动方向R1一致时，有助于润滑油的导入和流动，在摩擦面之间形成充足的油膜层。例如，从图1的右侧往左侧看，旋转轴1的旋转方向R2为逆时针，润滑油的流动方向R1也为逆时针围绕旋转轴1流动，此时润滑油容易从第一端3a流向第二端3b。第二螺旋形凹槽4中润滑油的流动方向R3也与旋转轴1的旋转方向R2一致。

为实现螺旋形凹槽中润滑油的流动方向与旋转轴1的旋转方向一致，螺旋形凹槽的螺旋线的方向需要被设置成从润滑油较充足的腔如曲轴腔13沿与旋转轴1转向相同的旋转方向，朝润滑油相对不足的腔如吸气腔延伸。以第一螺旋形凹槽3为例，其螺旋线从第一端3a沿与旋转轴1转向相同的旋转方向，朝第二端3b延伸，第一端3a相较于第二端3b更靠近旋转轴1的中部。以第二螺旋形凹槽4为例，其螺旋线从第三端4a沿与旋转轴1转向相同的旋转方向，朝第四端4b延伸，第三端4a相较于第四端4b更靠近旋转轴1的中部。第一螺旋形凹槽3和第二螺旋形凹槽4的螺旋线的方向相同，均与旋转轴1的旋转方向相同。但是，第一螺旋形凹槽3延伸的方向与第二螺旋形凹槽4延伸的方向在轴向A-A上相反，这是因为润滑油较充足的腔如曲轴腔13位于旋转轴1的中部，而润滑油相对不足的腔如吸气腔位于旋转轴1的两端。

本实用新型中，压缩机转轴结构102的结构形式a经过200小时耐久试验，试验转速为交变的600-9200r/min(转/分钟)，排气压力为520-3120kPa。原始孔径为16.066的轴孔2的磨损量仅为0.0005-0.001mm，旋转轴1的对应磨损量仅为0.0005-0.001mm，因此本实用新型可以满足压缩机的使用工况。

压缩机转轴结构102的结构形式b、c、d经过试验，也具有与结构形式a相同或者相近的技术效果。

本实用新型提供的压缩机100可以是斜盘式压缩机，还可以是滚动转子压缩机或者涡旋压缩机。转轴支撑件6可以是静止件，如压缩机的缸体和缸盖，开设在静止件上的轴孔2保持静止。转轴支撑件6还可以是压缩部件，如滚动转子压缩机中的转子、涡旋压缩机中的动涡盘等在旋转过程中对气体进行压缩的部件，开设在压缩部件上的轴孔2能够跟随压缩部件的转动而自转。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的压缩机转轴结构，包括转轴支撑件、旋转轴和涂层，转轴支撑件上开设有轴孔，旋转轴伸入到轴孔中并与轴孔接触配合；旋转轴被设置成能够相对于轴孔转动。涂层涂覆在旋转轴的外周面和轴孔内壁面的其中一个上。

与现有技术相比，本实用新型提供的压缩机转轴结构没有使用轴承作为旋转轴的支承，而是采用旋转轴与轴孔直接接触并且配合涂层润滑的方式来实现对旋转轴的支承，使得压缩机转轴结构简单并且制造成本低。本实用新型提供的压缩机包括上述压缩机转轴结构，从而也具有结构简单、制造成本低的优点

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压缩机转轴结构，用于设置在压缩机(100)的壳体(101)中，其特征在于，所述压缩机转轴结构(102)包括转轴支撑件(6)、旋转轴(1)和涂层(7)，所述转轴支撑件(6)上开设有轴孔(2)，所述旋转轴(1)伸入到所述轴孔(2)中并与所述轴孔(2)接触配合；所述旋转轴(1)被设置成能够相对于所述轴孔(2)转动；

所述旋转轴(1)具有外周面，所述轴孔(2)具有内壁面，所述涂层(7)涂覆在所述外周面和所述内壁面的其中一个上；所述涂层(7)用于降低所述外周面和所述内壁面之间的摩擦系数。

2.如权利要求1所述的压缩机转轴结构，其特征在于，所述涂层(7)涂覆在所述轴孔(2)的所述内壁面上，所述轴孔(2)的所述内壁面上设置有螺旋形凹槽，所述涂层(7)涂覆所述螺旋形凹槽；所述螺旋形凹槽围绕所述旋转轴(1)设置并沿轴向延伸；所述螺旋形凹槽用于导入润滑油。

3.如权利要求1所述的压缩机转轴结构，其特征在于，所述涂层(7)涂覆在所述轴孔(2)的所述内壁面上，所述旋转轴(1)的所述外周面上设置有第二螺旋形油槽，所述螺旋形凹槽围绕所述旋转轴(1)设置并沿轴向延伸；所述螺旋形凹槽用于导入润滑油。

4.如权利要求1所述的压缩机转轴结构，其特征在于，所述涂层(7)涂覆在所述旋转轴(1)的所述外周面上，所述轴孔(2)的所述内壁面上设置有螺旋形凹槽，所述螺旋形凹槽围绕所述旋转轴(1)设置并沿轴向延伸；所述螺旋形凹槽用于导入润滑油。

5.如权利要求1所述的压缩机转轴结构，其特征在于，所述涂层(7)涂覆在所述旋转轴(1)的所述外周面上，所述旋转轴(1)的所述外周面上设置有螺旋形凹槽，所述涂层(7)涂覆所述螺旋形凹槽；所述螺旋形凹槽围绕所述旋转轴(1)设置并沿轴向延伸；所述螺旋形凹槽用于导入润滑油。

6.如权利要求1所述的压缩机转轴结构，其特征在于，所述涂层(7)的材料为陶瓷耐磨涂层材料。

7.如权利要求6所述的压缩机转轴结构，其特征在于，所述陶瓷耐磨涂层材料包括陶瓷粉末、纳米金刚石、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、石墨烯、聚四氟乙烯或者粘接助剂中的一种或者多种。

8.如权利要求2至5中任意一项权利要求所述的压缩机转轴结构，其特征在于，所述螺旋形凹槽的螺旋线的方向被设置成从润滑油较充足的腔沿与所述旋转轴转向相同的旋转方向，朝润滑油相对不足的腔延伸。

9.如权利要求8所述的压缩机转轴结构，其特征在于，所述涂层(7)的厚度为0.01-0.04mm，所述螺旋形凹槽的深度为0.2-0.5mm。

10.一种压缩机，包括壳体(101)，其特征在于，所述压缩机(100)还包括压缩机转轴结构(102)，所述压缩机转轴结构(102)设置在所述壳体(101)中；

所述压缩机转轴结构(102)包括转轴支撑件(6)、旋转轴(1)和涂层(7)，所述转轴支撑件(6)上开设有轴孔(2)，所述旋转轴(1)伸入到所述轴孔(2)中并与所述轴孔(2)接触配合；所述旋转轴(1)被设置成能够相对于所述轴孔(2)转动；

所述旋转轴(1)具有外周面，所述轴孔(2)具有内壁面，所述涂层(7)涂覆在所述外周面和所述内壁面的其中一个上；所述涂层(7)用于降低所述外周面和所述内壁面之间的摩擦系数。