旋转压缩机及其曲轴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压缩机领域，尤其是涉及一种旋转压缩机及其曲轴。
【背景技术】
[0002]对于旋转压缩机，其主要工作部件是嵌套在偏心曲轴上的滚动活塞，当压缩机电机在通电状态下，与电机转子相连的偏心曲轴将带动滚动活塞在泵体压缩腔内做偏心运动，从而实现对冷媒气体的压缩。这类机构由于结构简单，压缩效率高，因此被广泛应用于各种制冷设备技术领域。
[0003]由于采用了偏心旋转结构，运转部件的重心不在旋转轴上，因此压缩机在运转时将产生一个旋转惯性力，其方向指向偏心方向。偏心惯性力的存在会使压缩机的振动上升，影响压缩机及制冷系统的振动和管路可靠性，还会带来噪音问题，影响制冷系统使用舒适性。
[0004]为解决上述问题，现有压缩机的设计中在转子两端配置平衡块来抵消质量偏心。采用这样的方法可以有效降低压缩机的噪音和振动，但由于平衡块安装在电机转子上，为避免电机效率的下降，平衡块材料导磁能力要求较严格，导致平衡块材料成本较高。另外，在电机转子上增加平衡块后，压缩机运转过程中平衡块将受到很大的气体力作用，增大了压缩机的运转阻力，导致了压缩机能效的下降，甚至于压缩机高速旋转当中平衡块产生了较大惯性力，该惯性力作用在曲轴上也将导致曲轴与轴承之间的磨耗增加。
【发明内容】
[0005]相关技术中的旋转压缩机存在平衡块质量过大、曲轴偏心惯性力较大导致可靠性降低的问题。发明人经过研宄和大量的实验发现，导致平衡块质量过大的原因在于压缩机中偏心运动部件的偏心质量过大。因此，发明人发现，减少偏心运动部件的偏心质量对减小曲轴的惯性力、减少平衡块的质量具有显著的作用。
[0006]为此，本发明旨在提供一种曲轴，旋转压缩机使用该曲轴，可利于减少旋转压缩机中平衡块的重量。
[0007]本发明的另一个目的在于提供一种具有上述曲轴的旋转压缩机。
[0008]根据本发明实施例的曲轴，所述曲轴用于旋转压缩机，所述曲轴包括主轴部和形成在所述主轴部上的偏心部，所述偏心部上设有减重平衡孔，所述减重平衡孔的体积与所述偏心部体积的比值大于等于8 %。
[0009]根据本发明实施例的曲轴，通过在偏心部上设置体积至少为偏心部体积8%的减重平衡孔，从而在保持曲轴的偏心量不变的前提下，减轻曲轴的偏心质量，缩短曲轴的重心偏离旋转中心轴线的距离，同时减小使用该曲轴的旋转压缩机的旋转偏心惯性力，降低压缩机的振动及噪音，提高压缩机长时间运转的可靠性。而且旋转偏心惯性力的减少，可便于减轻压缩机内平衡块的重量甚至避免使用平衡块，从而降低压缩机制造成本，同时能够减小运转时平衡块所受的气体阻力，提高压缩机的能效。
[0010]在一些实施例中，所述减重平衡孔位于第一纵向平面的朝向所述偏心部的中心轴线的一侧，所述第一纵向平面为通过所述主轴部的中心轴线且正交于所述主轴部与所述偏心部的中心连线的平面。由此，偏心部的重心将由原来的偏向一侧尽可能地朝主轴部的中心一侧移动，从而明显缩短曲轴的重心偏离旋转中心轴线的距离，进一步减小使用该曲轴的旋转压缩机的旋转偏心惯性力，降低压缩机的振动及噪音，方便减轻压缩机内平衡块的重量。
[0011]具体地，所述减重平衡孔关于通过所述主轴部的中心轴线和所述偏心部的中心轴线的第二纵向平面对称。由此，可使偏心部的重心位于第二纵向平面上，可减少曲轴质量中心点的计算量，便于压缩机偏心系统的整体平衡分析。
[0012]可选地，所述减重平衡孔的横截面为大体扇形且所述扇形的中心与所述主轴部的中心轴线重合。这样，可尽可能地将偏心部的质量中心移至主轴部的中心轴线上，使得曲轴的质量重心接近旋转中心轴线，利于降低压缩机的振动及噪音，便于减轻甚至避免使用平衡块。
[0013]有利地，所述减重平衡孔的两端延伸至所述第一纵向平面。这样，减重平衡孔的横截面截面积较大，偏心部的偏心质量可以大幅度减少。
[0014]在一些实施例中，所述减重平衡孔内设有加强肋板。通过加强肋板的补强作用，避免偏心部在减重的过程中刚度下降幅度过大导致断裂等情况。
[0015]具体地，所述减重平衡孔包括:外弧面和内弧面，所述加强肋板沿平行于所述主轴部的中心轴线的方向延伸，并且所述加强肋板的两端分别连接至所述外弧面和所述内弧面。由此，在沿主轴部的中心轴线方向上，加强肋板的补强效果均匀。
[0016]进一步地，所述加强肋板的上端面与所述偏心部的上端面平齐且所述加强肋板的下端面与所述偏心部的下端面平齐。
[0017]有利地，所述加强肋板分成两组，所述两组加强肋板关于通过所述主轴部与所述偏心部的中心连线的第二纵向平面对称。由此，也可使偏心部的重心尽可能位于第二纵向平面上。
[0018]在一些实施例中，所述减重平衡孔的横截面的截面积从上到下先变小、后变大；或者所述减重平衡孔的横截面的截面积从上到下逐渐变小或变大；或者所述减重平衡孔的横截面的截面积从上到下分为多段，任意相邻的两端的横截面的截面积不同。
[0019]在一些具体实施例中，所述减重平衡孔为上下贯通所述偏心部的通孔。由此，加工减重平衡孔较方便，曲轴的生产成本较低，而且偏心部的偏心质量可以大幅度减少。
[0020]在另一些具体实施例中，曲轴还包括:水平隔板，所述水平隔板正交于所述主轴部的中心轴线且设置在所述减重平衡孔内，且所述水平隔板的外周面与所述减重平衡孔的内周面在周向上至少部分地贴合。由此，有利于提高曲轴偏心部的刚性，避免偏心部在高压气体力作用下变形过大引起气体泄漏，从而避免降低压缩机能效。
[0021]具体地，所述水平隔板设置在所述减重平衡孔的内底部以使得所述减重平衡孔构造为顶部敞开的孔结构；或者所述水平隔板设置在所述减重平衡孔的内顶部以使得所述减重平衡孔构造为底部敞开的孔结构；或者所述水平隔板分别与所述偏心部的上端面和下端面间隔开。
[0022]可选地，所述水平隔板上还设置有贯通所述水平隔板的油孔。从而便于曲轴的润滑，减少曲轴与活塞之间的摩擦损耗。
[0023]根据本发明实施例的旋转压缩机，包括根据本发明上述实施例的曲轴。
[0024]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。
【附图说明】
[0025]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:
[0026]图1是现有旋转压缩机的结构示意图；
[0027]图2是根据本发明一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；
[0028]图3是图2中沿D-D方向的剖视示意图；
[0029]图4是根据本发明另一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；
[0030]图5是根据本发明另一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；
[0031]图6是根据本发明另一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；
[0032]图7是根据本发明另一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；
[0033]图8是图7中沿E-E方向的剖视示意图；
[0034]图9是根据本发明另一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；
[0035]图10是图9中沿U-U方向的剖视示意图；
[0036]图11是根据本发明一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；
[0037]图12是根据本发明另一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；
[0038]图13是图12中沿G-G方向的剖视示意图；
[0039]图14是根据本发明另一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；
[0040]图15是图14中沿1-1方向的剖视示意图；
[0041]图16是根据本发