专利名称：用于涡卷机的锥形毂轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡卷机。更具体地说，本发明涉及在毂中具有锥形孔的涡卷压缩机，轴承被压入该孔中。当轴承被插入后，孔的锥形与毂变形的变动相结合，为压缩机提供直的轴承。
涡卷类型的机器，由于其极有效运行的能力，越来越广泛地被用作制冷器及空调器的压缩机。一般来说，这类机器包含一对互相啮合的螺旋形包卷，其中一个包卷环绕另一个包卷，以便限定一个或多个移动着的室，这些室在从外吸口向中央排放口行进时体积逐渐变小。配置一台电机，它经由连接在电机转子上的驱动轴以驱动轨道运转涡卷构件。在密封的压缩机中，密封外壳的底部，通常包含一个用于润滑及冷却的油池。
一般来说，电机包括一个固定在压缩机外壳上的定子。电机转子在定子之内转动，以便把转动传送给通常被压配合在电机转子内的一根曲轴。曲轴由一对轴承转动地支承，这对轴承则被上轴承座与下轴承座支承。曲轴包括一根偏心的曲轴销，该销伸入轨道运转涡卷的毂中所限定的一个孔中。在曲轴销的毂与孔的内表面之间安置着一个驱动轴套，该轴套落靠在一个压配合于毂孔内的轴承上。
轨道运转涡卷的毂，与轨道运转涡卷的底板相垂直地延伸。毂中的孔，从毂的敞开末端向一个位置延伸，该位置通常与轨道运转涡卷的底板相邻接。因此，毂中的孔，就是一个带有敞开末端与闭合末端的肓孔，该敞开末端位于毂的远侧末端处，而闭合末端则位于轨道运转涡卷的底板处。在制造轨道运转涡卷期间，毂中的孔被机加工，且轴承被压配合在已机加工了的孔内。由于轴承与孔的压配合关系，在组装轴承时，涡卷毂与轴承二者都会偏移。偏移的总量，由毂的整个刚性所决定。毂在孔的敞开末端处的偏移，大于毂在孔的闭合末端处的偏移。这种不相等偏移的主要原因，是由于毂在孔的敞开末端处未被支承，而毂在孔的闭合末端处则由末端板支承。不相等的偏移，会导致一个已组装的轴承，在敞开末端处比在闭合末端处直径更大。这种斜收的轴承，对于轴承使用寿命且因而对于涡卷机，具有长期的负作用。
本发明对斜收轴承的问题提出一种解决方案，该方案就是在安装该轴承之前配置一个锥形轴承孔。轴承孔的锥形形状，使得在敞开末端处直径较小，而在闭合末端处直径较大。当轴承组装之后，涡卷毂的不相等偏移，就会使已组装的轴承，比起现有技术的体系来，更为成筒形。因此，更为成筒形的形状，会运行得更久，因而对于轴承及压缩机二者来说，均增强了长期耐受性。更为成筒形的形状，由于在轴承与轴套之间提供了不均匀的间隙，使耐受性增强。不均匀的间隙，由于有更加不均匀的压力施于轴承上，就加大了轴承的负载能力。其他优点包括，要求有更加不均匀的压力负荷用来组装轴承，且这种压力负荷为保持组装的压力提供了更好的指标。此外，本发明的系统，对于各单个部件的尺寸变化较不敏感，因而就容许各单个尺寸的偏差有些扩大。
本发明的其他优点与目的，专业人员从随后的详细说明、随附的权利要求书及附图中，就会看明白。
附图显示的是目前设想到的实施本发明的最佳模式，在这些附图中
图1是穿过涡卷型制冷压缩机的中央而绘制的纵剖视图，该压缩机包含符合本发明的锥形毂轴承；图2是图1所示压缩机的轨道运转涡卷的毂和轴承的放大剖视图；图3是图1和2所示轴承组装之前的涡卷的毂的放大剖视图，显示符合本发明的锥形毂孔；图4是相似于图3那样的放大剖视图，但显示的是符合本发明另一实施例的锥形毂孔；以及图5是相似于图3那样的放大剖视图，但显示的是符合本发明另一实施例的锥形毂孔。
现在参看附图。在这些附图中，同样的标号代表所有这几幅附图中相同或对应的部分。图1显示了一个涡卷压缩机，它包含一个符合本发明的补偿系统，整个该系统以标号10标示。压缩机10包括一个通常为筒形的密封外壳12，在外壳上端焊接了一个顶盖14，在下端则焊接了底座16，该底座带有与其合为一体的几只安装支脚(未显示)。附接在外壳上的其他主要构件，包括一块横向延伸的隔板22，该隔板的周边在与顶盖14相同的焊接点上焊接在外壳12上；还包括一个主轴承座24，该轴承座由多个径向朝外延伸的支架适当地固定在外壳12上；以及包括一个下轴承座26，它也有多个径向朝外延伸的支架，每个支架也适当地固定在外壳12上。一个剖面通常为方形或六边形但各个角落却是圆的这样的电机定子28，被压配合在外壳12中。定子28上各个圆角落之间的平面，在定子28与外壳12之间提供了一些通道，这些通道便利于润滑剂从外壳的顶部回流到其底部。
一根上端具有偏心的曲轴销32的驱动轴即曲轴30，可转动地支在主轴承座24中的轴承34与下轴承座26中的第二轴承36上。曲轴30的下端上，有一个直径较大的同心孔38，该孔与一个径向朝外倾斜的直径较小的孔40通联，后一个孔从前一个孔处向上往曲轴30的顶部延伸。内部外壳12的下面部分限定着一个油池44，该池中充有润滑油，所充的高度略微高于转子46的下末端，且孔38起到泵的作用，它把润滑流体往上泵送给曲轴30并送入孔40中，而最终是泵送给需要润滑的压缩机所有的不同部分。
曲轴30由一台电机转动地驱动，该电机包括定子28、穿通定子的线圈48，以及被压配合在曲轴30上并分别具有上、下平衡锤50与52的转子46。
主轴承座24的上表面，带有平坦的推力支承表面54，在它上面安置了一个轨道运转涡卷构件56，该构件具有从末端板60处朝上延伸的通常的螺旋形叶片即包卷58。从轨道运转涡卷构件56的末端板60的下表面处，有一个筒形毂向下突出，该筒形毂内有一个滑动轴承62，在该轴承上转动地安置着一个驱动轴套64，该轴套有一个内孔66，曲轴销32传动地安置于该孔中。曲轴销32的一个表面上有个平面，该表面与形成于孔66一个部分上的平坦表面(未显示)传动地配合，以提供径向顺从的传动布置，如代理人在美国专利第48 77 382号中显示的那样，该专利的公开件在此一并作为参考。还配置了一个欧氏联轴节68，它位于轨道运转涡卷构件56与轴承座24之间，且拼合在轨道运转涡卷构件56与非轨道运转涡卷构件70上，以防止轨道运转涡卷构件56旋转移动。欧氏联轴节68最好是代理人在待审定的美国专利许可证第5320506号中公开的那种类型，该专利的公开件在此也一并作为参考。
非轨道运转涡卷构件70也配有包卷72，该包卷从末端板74处向下延伸，该包卷被定位得与轨道运转涡卷构件56的包卷58啮合。非轨道运转涡卷构件70有一条安置于中央的排放通道76，该通道与一个朝上敞开的凹槽78通联，该凹槽则与由顶盖14及隔板22所限定的排放消声器室80流体通联。在非轨道运转涡卷构件70中还形成了一条环状凹槽82，在该凹槽内安置了一个密封组件84。凹槽78与82以及密封组件84合作，以限定一些轴向偏压室，这些偏压室接纳被包卷58与72压缩的受压流体，以便将轴向偏压力施于非轨道运转涡卷构件70上，从而将相应的包卷58、72的末梢，推得分别与末端板74和60的彼此相反的末端板表面密封配合。密封组件84最好是美国专利第5156539号中详细说明的那种类型，该专利的公开件在此一并作为参考。非轨道运转涡卷构件70被设计得以适当方式安装在轴承座24上，其安装方式就如同上述美国专利第4877382号，或者美国专利第5102316号所公开的那样，这两件专利的公开件在此一并作为参考。
现在参看图2与图3。轨道运转涡卷构件56的毂，包括环状壁90,该壁基本上与末端板60相垂直地延伸。环状壁90限定着一个其中有轴承62的内孔92。轨道运转涡卷构件56的制造过程，包括对孔92进行机加工，以及把轴承62组装到孔92之内。孔92的尺寸以及轴承62的尺寸，选择得使轴承62的外径与孔92的内径之间，发生干涉配合。当用钢制造涡卷构件56和轴承62时，预计组装时的干涉量为0.003英寸。当然，用不同的材料制作涡卷构件56时，干涉量就会改变。这些尺寸都是典型尺寸，孔92的孔径则约为30毫米。
当把轴承62组装在孔92之内期间，环状壁90与轴承62二者均会由于干涉配合而偏移。钢或铸铁所制的涡卷构件56，会使环状壁90由于干涉而朝外偏移约40％，而轴承62则由于干涉会朝内偏移60％。当用不同的材料制作涡卷构件56时，偏移量之间的关系会发生变化。
现在参看图3，图中显示了孔92。孔92包括了处于敞开末端处的第一直径96与处于闭合末端处的第二直径98。直径96与98之间的孔92的形状，是直线关系，且直径96小于直径98。直径96与直径98之间的差，最好在0.0010英寸至0.0012英寸之间。
现在参看图4，图中显示了孔92’。孔92’包括了处于敞开末端处的第一直径96’与处于闭合末端处的直径98’。直径96’与98'之间的孔92’的形状，由朝向直径98’延伸了一段特定距离的直径96’，以及继而由实线所示的直径96’与98’之间的直线关系所限定，或者继而由虚线所示的该两个直径之间的曲线关系所限定。直径96’小于直径98’。直径96’与直径98’之间的差，最好在0.0006英寸至0.0012英寸之间，使直径96’占到孔92’的敞开末端与闭合末端之间长度的约60％。
现在参看图5，图中显示了孔92”。孔92”包括了处于敞开末端处的第一直径96”与处于闭合末端处的第二直径98”。直径96”与98”之间的孔92”的形状，是曲线的或弧形表面的，且直径96”小于直径98”。直径96”与98”之间的差，最好在0.0006英寸至0.0010英寸之间。
尽管上文详细说明了本发明的推荐实施例，但应当明白，本发明容许作修改、变更及替换，只要不偏离随附权利要求书的范围及明确含义就行。
权利要求
1．一种涡卷机，包括一个外壳；一个安置在上述外壳之内的第一涡卷构件，该涡卷构件具有一块底板以及从上述第一底板处延伸的第一螺旋形包卷；一个安置在上述外壳之内的第二涡卷构件，该涡卷构件具有第二螺旋形包卷，该第二螺旋形包卷与上述第一螺旋形包卷相啮合；一个驱动构件，它使上述那些涡卷构件彼此相对地环绕，从而使上述那些螺旋形包卷形成在抽吸压力区与排放压力区之间容积渐变的袋槽；一个从上述第一涡卷构件的上述底板处延伸的毂，该毂限定着一个孔，在该孔中安置了上述驱动构件，该孔具有邻接于上述底板处的第一直径及位于上述底板远侧处的第二直径；以及与上述毂有压配合关系而被安置在该毂的上述孔内的一个轴承，在该轴承被压配合在该孔之内前，该孔的上述第一直径大于该孔的上述第二直径。
2．根据权利要求1所述的涡卷机，其特征在于上述孔以通常为线性的方式，在上述第二直径与上述第一直径之间，体积增大。
3．根据权利要求1所述的涡卷机，其特征在于上述孔的上述第二直径延伸进该孔中一段特定距离。
4．根据权利要求3所述的涡卷机，其特征在于上述特定距离，为上述第一与第二直径之间距离的60％。
5．根据权利要求3所述的涡卷机，其特征在于上述孔以通常为线性的方式，在上述第二直径与上述第一直径之间，体积增大。
6．根据权利要求1所述的涡卷机，其特征在于上述孔以通常为弧形的方式，在上述第二直径与上述第一直径之间，体积增大。
7．一种涡卷机，包括一块具有第一侧面与第二侧面的底板；一个从底板的上述第一侧面处延伸的螺旋形包卷；以及一个从上述底板的上述第二侧面处延伸的毂，该毂限定着一个孔，该孔具有邻接于上述底板处的第一直径及位于上述底板远侧处的第二直径，该第一直径大于该第二直径。
8．根据权利要求7所述的涡卷机，其特征在于上述孔以通常为线性的方式，在上述第二直径与上述第一直径之间，体积增大。
9．根据权利要求7所述的涡卷机，其特征在于上述孔的上述第二直径伸进该孔中一段特定距离。
10．根据权利要求9所述的涡卷机，其特征在于上述特定距离，为上述第一与第二直径之间距离的60％。
11．根据权利要求9所述的涡卷机，其特征在于上述孔以通常为线性的方式，在上述第二直径与上述第一直径之间，体积增大。
12．根据权利要求7所述的涡卷机，其特征在于上述孔以通常为弧形的方式，在上述第二直径与上述第一直径之间，体积增大。
13．一种制造涡卷机的方法，该涡卷机具有一个与毂的孔压配合的轴承，该方法包括把上述毂中的上述孔，机加工成在该孔的第一末端处为第一直径尺寸的，在该孔的第二末端处为第二直径尺寸的，该第一直径尺寸大于该第二直径尺寸；以及将上述轴承压入上述孔中，从而，使上述毂在上述第一直径尺寸处的偏移，小于在上述第二直径尺寸处的偏移。
14．根据权利要求13所述的方法，其特征在于对上述毂中的孔进行机加工的步骤，把该孔加工得使该孔在上述第一末端与第二末端之间通常为线性地延伸。
15．根据权利要求13所述的方法，其特征在于对上述毂中的上述孔进行机加工的步骤，把上述第二直径尺寸按该孔的一段特定距离加工。
16．根据权利要求15所述的方法，其特征在于上述特定距离为上述第一末端与上述第二末端之间尺寸的60％。
17．根据权利要求15所述的方法，其特征在于对上述毂中的上述孔进行机加工的步骤，把该孔加工得使该孔在该孔的上述特定距离与上述第一末端之间，通常为线性地延伸。
18．根据权利要求13所述的方法，其特征在于对上述毂中的上述孔进行机加工的步骤，把该孔加工得使该孔在上述第一末端与上述第二末端之间，为弧形地延伸。
全文摘要
一种具有一个轨道运转涡卷的涡卷压缩机,该涡卷具有一块带有毂的底板,该毂通常与该底板相垂直地延伸。该毂限定着一个孔,一个轴承压配合在该孔之内。对毂中的孔所进行的机加工,是以锥形方式完成的,以便容纳及补偿毂的两个末端之间毂的不相等变形。锥形形状及不相等变形,使一个已组装的轴承具有了更为筒形的内表面。
文档编号F04C29/00GK1302954SQ0013194
公开日2001年7月11日 申请日期2000年11月1日 优先权日1999年11月1日
发明者哈里·克兰德尼, 詹姆斯·E·甘德曼, 拉姆·维特尔 申请人:科普兰公司