齿轮轴、转轴组件和压缩机的制作方法

本实用新型涉及转动机械设备领域，具体地说，是涉及一种齿轮轴以及具有该齿轮轴的转动组件和压缩机。

背景技术：

定频离心压缩机通常采用固定在电机轴上的大齿轮与齿轮轴上的斜齿轮啮合的方式传递扭矩。离心压缩机叶轮固定于齿轮轴上，随齿轮轴旋转，对介质做功。当离心压缩机正常工作时，齿轮轴会受到向前的轴向力，斜齿会提供向后的轴向力，以抵消一部分向前的轴向力。在启停机以及不同工况下，齿轮轴的轴向力大小不同且方向不同。比如在启动时，未建立压差的情况下，齿轮轴主要为斜齿带来的向后的轴向力；差压建立后，齿轮轴的轴向合力向前。这样齿轮轴既有径向力、又有向前的轴向力或向后的轴向力，为了平衡这样的力，通常采用单独的径向轴承和单独的推力轴承，且至少需要两个径向轴承和两个推力轴承，因此该齿轮轴至少需要四个轴承的安装配合，这样齿轮轴的结构就变得很复杂。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种结构简单、装配精度高及装配效率高的齿轮轴。

本实用新型的另一目的是提供一种具有上述齿轮轴的转轴组件。

本实用新型的再一目的是提供一种具有上述转轴组件的压缩机。

为实现上述主要目的，本实用新型提供一种齿轮轴，包括轴部以及设置在轴部的一个轴向端并沿着轴部的轴向依次布置的前轴承安装位、齿轮部和后轴承安装位，齿轮部为斜齿结构，齿轮部与轴部一体成型。

由上述方案可见，齿轮轴的齿轮部与轴部一体成型，减少了键、轴向定位件等零部件，与现有技术相比，本实用新型的齿轮轴只需要安装两个轴承即可实现齿轮轴的稳定的传动，简化了齿轮轴的结构，同时提高了齿轮轴的装配精度及装配效率。

一个优选的方案是，前轴承安装位上设置有前径向载荷配合面，前径向载荷配合面用于与径向推力复合轴承配合连接。后轴承安装位上设置有后径向载荷配合面，后径向载荷配合面用于与径向轴承配合连接。

进一步的方案是，前轴承安装位由轴部以及两个自轴部的周壁沿径向向外延伸的凸台围成，两个凸台朝向前轴承安装位的侧壁分别具有主配合面和副配合面，前径向载荷配合面设置在轴部上并位于主配合面和副配合面之间。

由此可见，齿轮轴上前径向载荷配合面、后径向载荷配合面以及主配合面和副配合面的设置，使得齿轮轴的结构简单紧凑。

一个优选的方案是，轴部的前端面和轴部的后端面上分别设置有固定孔。

由此可见，固定孔用于吊装齿轮轴。

为实现上述另一目的，本实用新型提供一种转轴组件，转轴组件包括径向推力复合轴承、径向轴承以及齿轮轴，齿轮轴包括轴部以及设置在轴部的一个轴向端并沿着轴部的轴向依次布置的前轴承安装位、齿轮部和后轴承安装位，齿轮部为斜齿结构，齿轮部与轴部一体成型，径向推力复合轴承安装在前轴承安装位上，径向轴承安装在后轴承安装位上。

由上述方案可见，齿轮轴的齿轮部与轴部一体成型，减少了键、轴向定位件等零部件，与现有技术相比，本实用新型的齿轮轴只需要安装两个轴承即可实现稳定的传动，简化了齿轮轴的结构，同时提高了齿轮轴的装配精度及装配效率。

一个优选的方案是，径向推力复合轴承包括主推力面、副推力面和径向载荷承载面。前轴承安装位由轴部以及两个自轴部的周壁沿径向向外延伸的凸台围成，两个凸台朝向前轴承安装位的侧壁分别具有主配合面和副配合面。主配合面与主推力面配合，副配合面与副推力面配合，轴部具有与径向载荷承载面配合的前径向载荷配合面，前径向载荷配合面设置在轴部上并位于主配合面和副配合面之间。

由此可见，齿轮轴上前径向载荷配合面、后径向载荷配合面以及主配合面和副配合面的设置，使得齿轮轴的结构简单紧凑。

进一步的方案是，前径向载荷配合面与径向推力复合轴承径向配合的双边总间隙的宽度在0.06毫米至0.3毫米范围内，主推力面和主配合面之间具有第一间隙，副推力面和副配合面之间具有第二间隙，第一间隙和第二间隙的宽度之和在0.06毫米至0.4毫米范围内。

由此可见，各间隙大小的设置要保证能够形成一定厚度的油膜，从而保证转轴组件能够稳定运行。

一个优选的方案是，主推力面、副推力面以及径向载荷承载面上均开设有油楔槽。

由此可见，相对于油楔槽布置在轴上的结构，可使轴承油膜厚度增大，轴承温度降低，容污能力大大提升，有利于转子长期稳定运行。润滑油利用率提高，且提高了推力面供油能力。轴承不易被划伤和磨损。

一个优选的方案是，径向推力复合轴承包括轴承本体和固定件，轴承本体包括相对设置的上半轴承和下半轴承，固定件将上半轴承和下半轴承连接在一起。

进一步的方案是，固定件包括螺钉和销钉。上半轴承具有与下半轴承拼合的上接合面，上接合面上开设有上销钉孔和上螺钉孔，上销钉孔和上螺钉孔均自上接合面竖直向上延伸。下半轴承具有与上半轴承拼合的下接合面，上接合面与下接合面邻接，下接合面上开设有下销钉孔和下螺钉孔，下销钉孔和下螺钉孔均自下接合面竖直向下延伸，上销钉孔和下销钉孔相对设置，上螺钉孔和下螺钉孔相对设置。销钉过盈配合地设置在上销钉孔和下销钉孔中，螺钉依次穿过上螺钉孔和下螺钉孔将上半轴承和下半轴承连接在一起。

再进一步的方案是，螺钉的数量至少为两个，多个螺钉分别设置在轴承本体的轴线的左右两侧，销钉位于多个螺钉之间。

由此可见，径向推力复合轴承采用剖分式结构，便于将径向推力复合轴承组装到齿轮轴上，同时实现径向推力复合轴承的高精度定位，以保证整个轴承径向面圆柱度和两个推力面的平面度。

为实现上述再一目的，本实用新型提供一种压缩机，该压缩机包括上述的转轴组件。

由上述方案可见，齿轮轴的齿轮部与轴部一体成型，减少了键、轴向定位件等零部件，与现有技术相比，本实用新型的齿轮轴只需要安装两个轴承即可实现稳定的传动，简化了齿轮轴的结构，同时提高了齿轮轴的装配精度及装配效率。

附图说明

图1是本实用新型齿轮轴实施例的结构图。

图2是图1中A-A处的剖视图。

图3是图1中B-B处的剖视图。

图4是本实用新型转轴组件实施例的剖视图。

图5是本实用新型转轴组件实施例中径向推力复合轴承的结构分解图。

图6是本实用新型转轴组件实施例中径向推力复合轴承的结构图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1至图4，本实施例的转轴组件应用在压缩机上，该转轴组件包括径向推力复合轴承2、径向轴承3以及齿轮轴1。齿轮轴1包括轴部11以及设置在轴部11的一个轴向端并沿着轴部11的轴向依次布置的、前轴承安装位12、齿轮部13和后轴承安装位14，齿轮轴还包括设置在轴部11的另一个轴向端的零件固定位10，零件固定位10用于安装压缩机的叶轮。径向推力复合轴承2安装在前轴承安装位12上，径向轴承3安装在后轴承安装位14上。齿轮部13与轴部11一体成型，齿轮部13为斜齿结构。当电机轴上的大齿轮与齿轮部13的斜齿啮合后，齿轮轴1受到一个向后的分力，可以抵消一部分向前的轴向力。

径向推力复合轴承2包括主推力面21、副推力面22和径向载荷承载面23。前轴承安装位12由轴部11以及两个自轴部11的周壁沿径向向外延伸的凸台15、16围成，凸台15朝向前轴承安装位12的侧壁上具有主配合面151，凸台16朝向前轴承安装位12的侧壁上具有副配合面161。主配合面151与主推力面21配合，副配合面161与副推力面22配合，轴部11还具有与径向推力复合轴承2的径向载荷承载面23配合的前径向载荷配合面17，前径向载荷配合面17设置在轴部11的前轴承安装位12上并位于主配合面151和副配合面161之间。主配合面151的直径d1和副配合面161的直径d2均大于前径向载荷配合面17的直径d3,直径d1与直径d2的大小可以相同也可以不同，直径d1与直径d2均在60毫米至200毫米的范围内，直径d3在30毫米至120毫米的范围内。

主推力面21和主配合面151之间具有第一间隙，主推力面21上开设有油楔槽211，多个油楔槽211以径向推力复合轴承2的中心轴为中心呈放射状布置，油楔槽211中存储有润滑油，用于在主推力面21上形成油膜，该油膜用于承受向前的轴向力。副推力面22和副配合面161之间具有第二间隙，副推力面22上开设有油楔槽221，多个油楔槽221以径向推力复合轴承2的中心轴为中心呈放射状布置，油楔槽221中的润滑油用于在副推力面22上形成油膜，该油膜用于承受向后的轴向力。第一间隙和第二间隙的宽度之和在0.06毫米至0.4毫米范围内。

径向轴承3具有径向载荷承载面31，后轴承安装位14上设置有与径向载荷承载面31配合的后径向载荷配合面18。径向推力复合轴承2的径向载荷承载面23和径向轴承3的径向载荷承载面31上均开设有油楔槽231，油楔槽231中的润滑油用于在径向载荷承载面23和径向载荷承载面31上形成油膜，该油膜用于承受径向力，油楔槽231可以为单油楔结构也可以为多油楔结构。

前径向载荷配合面17与径向推力复合轴承2径向配合的双边总间隙的宽度t1在0.06毫米至0.3毫米范围内，后径向载荷配合面18与径向轴承3径向配合的双边总间隙的宽度t2在0.06毫米至0.3毫米范围内，宽度t1与宽度t2的大小可以相同也可以不同。

轴部11的前端面和轴部11的后端面上分别设置有固定孔。优选地，该固定孔为螺纹孔19。螺纹孔19用于吊装齿轮轴1。

参见图4至图6，径向推力复合轴承2采用剖分式结构。径向推力复合轴承2包括轴承本体、两个销钉5和两个螺钉4，两个螺钉4分别设置在轴承本体的轴线的左右两侧，两个销钉5也分别设置在轴承本体的轴线的左右两侧。两个销钉5沿着轴承本体的一条直径相互平行的并列布置，每一销钉5的延伸方向垂直于该直径。本实施例中在平行于轴承本体轴线的方向上，销钉5位于轴承本体的中间位置。两个销钉5位于两个螺钉4之间。

轴承本体包括相对设置的上半轴承201和下半轴承202。上半轴承201具有与下半轴承202拼合的上接合面2010，上接合面2010上开设有上销钉孔2011和上螺钉孔2012，上销钉孔2011和上螺钉孔2012均自上接合面2010竖直向上延伸。下半轴承202具有与上半轴承201拼合的下接合面2020，上接合面2010与下接合面2020邻接，下接合面2020上开设有下销钉孔2021和下螺钉孔2022，下销钉孔2021和下螺钉孔2022均自下接合面2020竖直向下延伸，上销钉孔2011和下销钉孔2021相对设置，且上销钉孔2011和下销钉孔2021均为盲孔。优选地，销钉采用外径为6毫米或8毫米或10毫米或12毫米或16毫米或20毫米的内螺纹圆柱销。销钉5过盈配合地设置在上销钉孔2011和下销钉孔2021中。

上螺钉孔2012和下螺钉孔2022相对设置，螺钉4依次穿过上螺钉孔2012和下螺钉孔2022将上半轴承201和下半轴承202连接在一起。滑动轴承还包括两个垫圈（未图示），两个垫圈分别套设在两个螺钉4上并分别安装在两个上螺钉孔2012中，优选地，垫圈为弹簧垫圈。

上半轴承201还具有上半径向面、上半主推力面和上半副推力面，下半轴承202还具有下半径向面、下半主推力面和下半副推力面。上半轴承201与下半轴承202装配在轴部的前轴承安装位12上，使用销钉5实现轴向高精度定位及横向高精度定位，上半轴承201与下半轴承202的结合面实现径向高精度定位，然后使用弹簧垫圈、螺钉4将上半轴承201、下半轴承202锁紧在一起。锁紧后，上半轴承201的上半径向面与下半轴承202的下半径向面围成完整的径向载荷承载面23；上半轴承201的上半副推力面与下半轴承202的下半副推力面拼合成完整的副推力面22；上半轴承201的上半主推力面与下半轴承202的下半主推力面拼合成完整的主推力面21。

本实施例的压缩机包括本实施例的转轴组件。

由上可见，齿轮轴的齿轮部与轴部一体成型，减少了键、轴向定位件等零部件，与现有技术相比，本实用新型的齿轮轴只需要安装两个轴承即可实现稳定的传动，简化了齿轮轴的结构，同时提高了齿轮轴的装配精度及装配效率。将油楔槽设置在径向推力复合轴承的主推力面和副推力面上，并设置合适的轴向推力间隙可使轴承油膜厚度增大、轴承温度降低，容污能力提升，保证转子可长期稳定运行，轴承推力面不易被划伤、磨损。滑动轴承采用剖分式结构，通过在上半轴承的上销钉孔和下半轴承的下销钉孔中安装销钉，使轴承在X、Y、Z三个方向上高精度定位，然后通过螺钉将两个半轴承锁紧在一起，以保证整个轴承径向面圆柱度，两个推力面的平面度。

最后需要说明的是，本实用新型不限于上述的实施方式，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应落入本实用新型的权利要求保护范围之内。