用于压缩机的轴承及压缩的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于压缩机的轴承及压缩机。用于压缩机的轴承包括：轴颈和法兰，轴颈设有中心孔，法兰从轴颈的外周壁向外延伸，法兰上设有螺纹孔，法兰的设有螺纹孔的部分的厚度最小。根据本发明实施例的用于压缩机的轴承，通过将法兰的设有螺纹孔的部分的厚度设置为最小，当轴承的材料用量不变时，法兰的其余部分得到加厚，从而提高了轴承的刚性，提高了轴承材料的利用率。压缩机在使用该轴承后，可减少曲轴磨损，提高压缩机能效，降低压缩机运行噪音。
【专利说明】用于压缩机的轴承及压缩机
【技术领域】
[0001]本发明涉及压缩机领域，尤其是涉及一种用于压缩机的轴承及压缩机。
【背景技术】
[0002]在压缩机中，轴承是压缩机泵体的主要部件，轴承刚性的好坏直接影响到压缩机的诸多性能特性，如噪音、振动及能效等。在相关技术公开的压缩机中，轴承的结构较单一，轴承的刚度及材料利用率均有待提高。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明旨在提供一种用于压缩机的轴承，该轴承的材料利用率可提高，且刚性也能提高。
[0004]本发明的另一个目的在于提供一种具有上述用于压缩机的轴承的压缩机。
[0005]根据本发明实施例的用于压缩机的轴承，包括:轴颈，所述轴颈设有中心孔；法兰，所述法兰从所述轴颈的外周壁向外延伸，所述法兰上设有螺纹孔，所述法兰的设有所述螺纹孔的部分的厚度最小。
[0006]根据本发明实施例的用于压缩机的轴承，通过将法兰的设有螺纹孔的部分的厚度设置为最小，当轴承的材料用量不变时，法兰的其余部分得到加厚，从而提高了轴承的刚性，提高了轴承材料的利用率。压缩机在使用该轴承后，可减少曲轴磨损，提高压缩机能效，降低压缩机运行噪音。
[0007]具体地，所述法兰的设有所述螺纹孔的部分的厚度小于所述法兰的其余部分的厚度。由此，既提高了轴承的刚性，也提高了轴承对压缩腔的密封性。
[0008]在一些实施例中，所述法兰包括:第一台阶部，所述第一台阶部从所述轴颈的外周壁向外延伸；第二台阶部，所述第二台阶部从所述轴颈的外周壁向外延伸，所述第二台阶部设在所述第一台阶部的端面上，且所述第二台阶部的至少一部分外周壁位于所述第一台阶部的外周壁的内侧，所述螺纹孔设在所述第一台阶部的未设所述第二台阶部的部分上。由此，轴承的结构简单，加工容易。
[0009]具体地，所述第二台阶部形成为环形。由此，轴承在周向方向上刚性较均匀。
[0010]可选地，所述第一台阶部的端面形成为平面。从而进一步便于轴承的加工制造，而且在第一台阶部上加工螺纹孔也更容易。
[0011]在一些具体示例中，所述第二台阶部包括环形部分和延伸部分，所述延伸部分从所述环形部分的外周壁的一部分向外延伸，所述延伸部分适于与所述压缩机的气缸的吸气口轴向对应设置。由此，在提高轴承材料利用率的前提下，可便于提高轴承对压缩腔的密封性。
[0012]在另一些具体示例中，所述螺纹孔为多个，所述第二台阶部包括环形部分和多个延伸部分，每个所述延伸部分从所述环形部分的外周壁的一部分向外延伸，相邻的所述螺纹孔之间设有一个所述延伸部分。由此，更进一步地提高了轴承对压缩腔的密封性。
[0013]在一些具体实施例中，所述法兰还包括第三台阶部，所述第三台阶部设在所述第二台阶部的端面上，所述第三台阶部的至少一部分的外周壁位于所述第二台阶部的外周壁的内侧。由此，可更充分地利用轴承的中央区域的材料，提高轴承材料利用率，抵抗轴向力的作用，减少变形。
[0014]根据本发明实施例的压缩机，包括根据本发明上述实施例的用于压缩机的轴承。
[0015]具体地，所述轴承为主轴承和/或副轴承。
[0016]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1是根据本发明一个实施例的轴承的俯视结构示意图；
[0019]图2是图1中沿A-A方向的剖视示意图；
[0020]图3是根据本发明另一个实施例的轴承的俯视结构示意图；
[0021]图4是图3中沿B-B方向的剖视示意图；
[0022]图5是根据本发明又一个实施例的轴承的俯视结构示意图；
[0023]图6是图5中沿C-C方向的剖视示意图；
[0024]图7是根据本发明再一个实施例的轴承的俯视结构示意图；
[0025]图8是图7中沿D-D方向的剖视示意图；
[0026]图9是根据本发明又一个实施例的轴承的俯视结构示意图；
[0027]图10是根据本发明实施例的轴承与传统的等厚轴承的刚性及轴承体积的计算比较表。
[0028]附图标记:
[0029]100:轴承；
[0030]1:轴颈；11:中心孔；
[0031]2:法兰；20:螺纹孔；21:第一台阶部；22:第二台阶部；221:环形部分；222:延伸部分；23:第三台阶部；S1:第一端面；S2:第二端面。
【具体实施方式】
[0032]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0033]下面参考图1-图10描述根据本发明实施例的用于压缩机的轴承100。
[0034]根据本发明实施例的用于压缩机的轴承100，如图1-图9所示，包括:轴颈I和法兰2，轴颈I设有中心孔11，法兰2从轴颈I的外周壁向外延伸，法兰2上设有螺纹孔20。
[0035]具体地，轴承100是压缩机内泵体的主要部件，轴颈I上的中心孔11用于固定曲轴(图未示出)，法兰2设在气缸(图未示出)上以与气缸限定出密封的压缩腔。具体而言，泵体包括气缸组件、主轴承和副轴承，主轴承和副轴承分别设在气缸组件的上下两端。气缸组件可包括一个气缸，气缸组件也可包括多个气缸以及位于相邻两个气缸之间的中隔板，主轴承设在气缸组件中最上方的气缸的上端，副轴承设在气缸组件中最下方的气缸的下端。泵体的主轴承可采用本发明实施例的轴承100的结构，泵体的副轴承也可采用本发明实施例的轴承100的结构，甚至泵体的主轴承及副轴承均可采用本发明实施例的轴承100的结构，即在本发明实施例中轴承100可为主轴承和/或副轴承，这里不作具体限定。
[0036]更具体地，如图1-图9所示，法兰2的两个端面分别为第一端面SI和第二端面S2，第一端面SI为法兰2与气缸的接触面，压缩机还包括螺纹紧固件(图未示出)，螺纹紧固件从第二端面S2穿过螺纹孔20后连接气缸。在一些示例中，压缩机还包括消声器，消声器设在法兰2的第二端面S2上。需要说明的是，泵体、曲轴、消声器的具体结构及原理等已为现有技术，这里不再详细说明。
[0037]参照图1-图9，法兰2的设有螺纹孔20的部分的厚度最小，以节省法兰2的材料用量，同时便于提高轴承100的刚性。
[0038]需要说明的是，轴承的结构对泵体的总体刚性至关重要，因此轴承刚性的好坏直接影响到压缩机的性能。
[0039]具体而言，当轴承的材料弹性模量偏低时，会导致压缩机泵体刚性下降，泵体上转子受到电机定子磁拉力作用时会发生较大幅度的偏转，引起压缩机电机定转子之间刮擦，导致较大的间隙音的产生，电机定转子多次碰撞还可能导致定转子的破坏，同时还会加快轴承的磨损。
[0040]而且，压缩机运转过程中存在压力差，其中，轴承在朝向压缩腔的一侧与远离压缩腔的一侧的压力差较大，在此压力差的作用下，轴承将会产生轴向变形。在双排气结构的压缩机中，副轴承上设有消声器，消声器与副轴承通过过盈配合进行装配，因此副轴承除了受到压力差的作用外，副轴承还会受到由消声器与副轴承之间过盈配合产生的轴向力。在上述轴向力的作用下，轴承与气缸接触的面会产生较大的变形，在一些示例中，轴承的变形使得气缸内作高速旋转运动的活塞与该轴承端面的配合间隙减少，摩擦增大，能效降低，严重时活塞会被变形的轴承卡死。
[0041]但是，法兰的设有螺纹孔的部分与气缸接触，由于螺纹紧固件穿过螺纹孔后与气缸相连，因此法兰的设有螺纹孔的部分近似于以全约束的方式固定连接在气缸上，也就是说，法兰的设有螺纹孔的部分与气缸之间的连接最紧密坚固。在压缩机运行时，法兰的设有螺纹孔的部分受到的部分冲击力可由螺纹紧固件承受，这部分法兰不易变形。也就是说，在受到上述轴向力时，法兰的设有螺纹孔的部分对于抵抗变形并无太大的作用，对泵体的总体刚性影响也较小。
[0042]另外，由于法兰的设有螺纹孔的部分与气缸之间的连接最紧密坚固，压缩腔内的气体不易从这部分的法兰与气缸之间的接缝处泄漏，该部分的法兰过厚对于防止压缩腔泄漏的作用不大。
[0043]综上可知，在本发明实施例中，在轴承100的材料用量一定的情况下，将法兰2的设有螺纹孔20的部分的厚度设置为最小，而法兰2的其余部分可适当加厚，这样不仅对压缩腔的密封性影响不大，而且可提高轴承100及泵体的刚性，从而减小装配过程中及压缩机正常运转时压力差所带来的轴承100与气缸接触面的变形，即减少轴承100的第一端面SI的变形。而且泵体刚性的提高能有效减少因磁拉力所引起的电机转子的径向位移，减少了曲轴磨损，从而实现提高压缩机能效、降低运行噪音的目的。由此，提高了轴承100材料的利用率。
[0044]根据本发明实施例的用于压缩机的轴承100，通过将法兰2的设有螺纹孔20的部分的厚度设置为最小，当轴承100的材料用量不变时，法兰2的其余部分得到加厚，从而提高了轴承100的刚性，提高了轴承材料的利用率。压缩机在使用该轴承100后，可减少曲轴磨损，提高压缩机能效，降低压缩机运行噪音。
[0045]在法兰2的设有螺纹孔20的部分的厚度设置为最小的前提下，对法兰2的其余部分(即法兰2在除去设置螺纹孔20的部分后的剩余部分)进行加厚的方式有多种，即轴承100的形状有多种类型，这里不作具体限定。
[0046]在一些实施例中，如图9所示，法兰2的设有螺纹孔20的部分的厚度小于法兰2的其余部分的厚度，即法兰2的其余部分的厚度均比法兰2的设有螺纹孔20处的厚度大，这样，既提高了轴承100的刚性，也提高了轴承100对压缩腔的密封性。
[0047]在一些具体实施例中，法兰2的其余部分的厚度相同，其中，法兰2的第一端面SI为平面，法兰2的第二端面S2在法兰2的其余部分处平齐，从而便于轴承100的加工。
[0048]在另一些具体实施例中，法兰2的其余部分的厚度由外向内逐渐增加，其中，“外”指的是法兰2的边缘，“内”指的是法兰2的中心轴线。由于轴颈I设在法兰2的中心处以连接曲轴，因此法兰2的其余部分的厚度由外向内逐渐增加，从而进一步提高轴承100的刚性，提高轴承100的材料利用率。
[0049]可选地，法兰2的其余部分的厚度由外向内均匀增加，也就是说，法兰2的第二端面S2在法兰2的其余部分处形成为锥面。当然，本发明不限于此，例如，法兰2的第二端面S2在法兰2的其余部分处可形成为弧面、波浪面或阶梯面，这里不作具体限定。
[0050]由于法兰2的邻近边缘的部分连接在气缸上，螺纹孔20通常设在法兰2的边缘处，而法兰2的中央部分及轴颈I因无法与气缸接触而处于悬空的状态。因此在另一些实施例中，如图1-图6所示，法兰2的边缘部分厚度最小，法兰2的中央部分的厚度均比法兰2的边缘部分的厚度大，从而进一步提高轴承100的材料利用率。
[0051]具体地，如图1和图2所示，法兰2的边缘部分厚度最小，法兰2的中央部分的厚度相同，其中，法兰2的第一端面SI为平面，法兰2的第二端面S2在法兰2的中央部分处平齐，从而便于轴承100加工。
[0052]当然本发明不限于此，如图5和图6所示，法兰2的中央部分的厚度可由外向内逐渐增加，由此，可进一步提闻轴承100的刚性，提闻轴承100材料利用率。可选地，如图5和图6所示，法兰2的中央部分的厚度由外向内均匀增加，也就是说，法兰2的第二端面S2在法兰2的中央部分处形成为锥面。或者，法兰2的第二端面S2在法兰2的中央部分处形成为弧面、波浪面或阶梯面，这里不作具体限定。
[0053]另外，如图7-图8所示，法兰2的边缘部分中部分区域的厚度大于法兰2的边缘部分中的其他区域的厚度，且法兰2的边缘部分中的其他区域的厚度最小。其中，法兰2的边缘部分中轴向对应气缸上设有孔槽的区域为加厚区域，也就是说，在沿着轴承100的轴向方向上，气缸上的孔槽投影在法兰上的区域为加厚区域。
[0054]这里需要说明的是，气缸上的孔槽可为吸气口(即气缸用于吸入冷媒的入口)、油孔、滑片槽等，气缸在设有孔槽的区域刚性较小，压缩机运行时，气缸该处与轴承100之间的气密性减弱、易泄漏。由此，将法兰2的边缘部分中对应气缸上设有孔槽的区域加厚可提高压缩腔的密封性，而将法兰2边缘部分中的其他区域的厚度设置为最小，可提高轴承100的材料利用率。
[0055]下面参照图1-图9所示的五个不同具体实施例，来详细描述根据本发明实施例的用于压缩机的轴承100的结构。需要说明的是，不同实施例中，自始至终相同的标号表示相同的元件或具有相同功能的元件。
[0056]实施例一
[0057]在该实施例中，如图1和图2所示，其中，法兰2包括:第一台阶部21和第二台阶部22，第一台阶部21从轴颈I的外周壁向外延伸，第二台阶部22从轴颈I的外周壁向外延伸，第二台阶部22设在第一台阶部21的端面上，且第二台阶部22的至少一部分外周壁位于第一台阶部21的外周壁的内侧，螺纹孔20设在第一台阶部21的未设第二台阶部22的部分上。由此，轴承100的结构简单，加工容易。
[0058]在该实施例中，如图1和图2所示，第二台阶部22形成为环形，由此，轴承100在周向方向上刚性较均匀，压缩机运行平稳。具体地，第一台阶部21及第二台阶部22均形成为圆环形。
[0059]更具体地，第二台阶部22的全部外周壁均位于第一台阶部21的外周壁的内侧。这样，当轴承100上需要安装消声器时，与轴承100配合的消声器的形状简单，加工方便，密封容易。其中，第一台阶部21的端面形成为平面，从而进一步便于轴承100的加工制造，而且在第一台阶部21上加工螺纹孔20也更容易。第二台阶部22的端面形成为平面，从而更加便于轴承100的加工。
[0060]在实施例一中，轴承100的中央区域与气缸不接触，即轴承100的中央区域处于悬空的状态。在压缩机运转时产生的轴向力的作用下，该处是变形最大的区域，该区域用于对抗变形的材料利用率最高。
[0061]因此在实施例一中，将更多的材料用于该中央区域以形成第一台阶部21及第二台阶部22，可抵抗该中央区域在轴向力作用下的变形，而且在轴承材料用量相同的情况下，相较于传统压缩机中厚度一致的轴承而言，实施例一的轴承100提高了刚性，也就提高了压缩机泵体的刚性。在轴承刚性相同的情况下，相较于传统压缩机中等厚度的轴承而言，实施例一的轴承100减少了材料的使用量。
[0062]图10所示为发明人对实施例一所示的轴承100与直径相同的传统的等厚度的轴承进行的刚性及轴承体积的计算比较结果，从图中可以看出，实施例一所示的轴承100，其刚性得到了提升，同时体积也大大减少，即阶梯状的法兰2能够最大限度地提高轴承材料的使用率。
[0063]实施例二
[0064]在该实施例中，如图3和图4所示，轴承100的结构与实施例一中轴承100的结构基本相同，这里不再赘述。
[0065]所不同的是，在实施例二中，法兰2增加了一个台阶部。
[0066]具体地，如图3和图4所示，法兰2还包括第三台阶部23，第三台阶部23设在第二台阶部22的端面上，第三台阶部23的至少一部分的外周壁位于第二台阶部22的外周壁的内侧。由此，可更充分地利用轴承100的中央区域的材料，提高轴承材料利用率，抵抗轴向力的作用，减少变形。
[0067]由实施例一及实施例二可知，在本发明实施例中，法兰2的厚度不等厚，法兰2可由两个或两个以上的台阶部组成，法兰2的台阶部的个数不限。具体而言，法兰2可包括N个台阶部，N大于等于2，其中，第I个台阶部即为上述第一台阶部21，第I个台阶部从轴颈I的外周壁向外延伸，第2至第N个台阶部依次设在第I个台阶部的端面上。具体地，第N个台阶部设在第(N-1)个台阶部的端面上，第N个台阶部的至少一部分的外周壁位于第(N-1)个台阶部的外周壁的内侧。也就是说，法兰2的第二端面S2形成为阶梯面。
[0068]实施例三
[0069]在该实施例中，如图5和图6所示，轴承100的结构与实施例一中轴承100的结构基本相同，这里不再赘述。
[0070]所不同的是，在实施例三中，第二台阶部22的端面形成为锥面，即法兰2的中央部分的厚度由外向内逐渐增加，由此，可进一步提高轴承100的刚性，提高轴承材料利用率。
[0071]当然，在实施例四中，第二台阶部22的端面也可形成为弧面，这里不作具体限定。
[0072]实施例四
[0073]在该实施例中，如图7和图8所示，轴承100的结构与实施例一中轴承100的结构基本相同，这里不再赘述。
[0074]所不同的是，在实施例四中，第二台阶部22形成为不规则的形状。
[0075]该实施例主要考虑的是，当第一台阶部21厚度较薄时，在第一台阶部21的边缘与气缸接触的地方可能出现面压力不足的情况，导致压缩机正常运转时压缩腔内高压气体的泄漏，因此，在某些面压力不足的第一台阶部21处，增加该处的厚度，以加强该处的强度。
[0076]具体地，第二台阶部22包括环形部分221和延伸部分222，延伸部分222从环形部分221的外周壁的一部分向外延伸，延伸部分222适于与压缩机的气缸的吸气口轴向对应设置，由此，在提高轴承材料利用率的前提下，可便于提高压缩腔的密封性。
[0077]实施例五
[0078]在该实施例中，如图9所示，轴承100的结构与实施例四中轴承100的结构基本相同，这里不再赘述。
[0079]所不同的是，在实施例五中，第二台阶部22包括环形部分221和多个延伸部分222，每个延伸部分222从环形部分221的外周壁的一部分向外延伸。其中，第一台阶部21上螺纹孔20为多个，相邻的螺纹孔20之间设有一个延伸部分222。也就是说，法兰2的设有螺纹孔20的部分的厚度小于法兰2的其余部分的厚度，由此，更进一步地提高了轴承100对压缩腔的密封性。
[0080]根据本发明实施例的压缩机，包括根据本发明上述实施例的用于压缩机的轴承100。
[0081 ] 具体地，轴承100为主轴承和/或副轴承，从而提高了主轴承和/或副轴承的材料利用率，且提高了主轴承和/或副轴承的刚性。
[0082]可选地，压缩机为旋转压缩机。
[0083]由于本发明实施例的压缩机设置了本发明上述实施例的轴承100，从而降低了压缩机的噪音，提高了压缩机运行的可靠性及能效。
[0084]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。
[0085]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0086]在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。
[0087]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0088]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种用于压缩机的轴承，其特征在于，包括: 轴颈，所述轴颈设有中心孔； 法兰，所述法兰从所述轴颈的外周壁向外延伸，所述法兰上设有螺纹孔，所述法兰的设有所述螺纹孔的部分的厚度最小。
2.根据权利要求1所述的用于压缩机的轴承，其特征在于，所述法兰的设有所述螺纹孔的部分的厚度小于所述法兰的其余部分的厚度。
3.根据权利要求1所述的用于压缩机的轴承，其特征在于，所述法兰包括: 第一台阶部，所述第一台阶部从所述轴颈的外周壁向外延伸； 第二台阶部，所述第二台阶部从所述轴颈的外周壁向外延伸，所述第二台阶部设在所述第一台阶部的端面上，且所述第二台阶部的至少一部分外周壁位于所述第一台阶部的外周壁的内侧，所述螺纹孔设在所述第一台阶部的未设所述第二台阶部的部分上。
4.根据权利要求3所述的用于压缩机的轴承，其特征在于，所述第二台阶部形成为环形。
5.根据权利要求3所述的用于压缩机的轴承，其特征在于，所述第一台阶部的端面形成为平面。
6.根据权利要求3所述的用于压缩机的轴承，其特征在于，所述第二台阶部包括环形部分和延伸部分，所述延伸部分从所述环形部分的外周壁的一部分向外延伸，所述延伸部分适于与所述压缩机的气缸的吸气口轴向对应设置。
7.根据权利要求3所述的用于压缩机的轴承，其特征在于，所述螺纹孔为多个，所述第二台阶部包括环形部分和多个延伸部分，每个所述延伸部分从所述环形部分的外周壁的一部分向外延伸，相邻的所述螺纹孔之间设有一个所述延伸部分。
8.根据权利要求3所述的用于压缩机的轴承，其特征在于，所述法兰还包括第三台阶部，所述第三台阶部设在所述第二台阶部的端面上，所述第三台阶部的至少一部分的外周壁位于所述第二台阶部的外周壁的内侧。
9.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的用于压缩机的轴承。
10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述轴承为主轴承和/或副轴承。
【文档编号】F04B39/00GK104454452SQ201410725625
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】吴灏, 张 诚, 虞阳波 申请人:广东美芝制冷设备有限公司