一种曲轴及转子式压缩机的制作方法

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种曲轴及包括该曲轴的转子式压缩机。

背景技术：

单一压缩级的双排气结构设计已用于双缸双级、多缸双级、双缸单级及多缸单级等转子式压缩机中。通常，具有双排气结构的压缩机的泵体隔板由上隔板和下隔板构成，且上隔板或下隔板设计有排气结构，因而曲轴相邻的两个偏心部间的间距较大，在高压比、高压差等恶劣工况下，曲轴位于两个偏心部间的轴段(连接轴)受力变形严重，导致压缩机可靠性差。

针对上述问题，现有技术提供了一种具有加强结构的曲轴，如图1所示，在连接轴的上部和下部分别设置有上加强部31’和下加强部33’。这种结构的曲轴虽然在一定程度上改善了变形的问题，但由于上加强部31’和下加强部33’仅位于连接轴的上部和下部，受力严重的连接轴中部仍未得到加强，曲轴仍易变形。

技术实现要素：

有鉴于上述问题，本发明的一个目的在于提出一种强度高、轴系承载能力高的曲轴；

本发明的另一个目的在于提出一种可靠性高的压缩机。

为达此目的，一方面，本发明采用如下技术方案：

一种曲轴，包括主轴、副轴、连接轴、上偏心部和下偏心部，所述上偏心部与所述下偏心部置于所述主轴与所述副轴之间且通过所述连接轴连接，所述连接轴包括上端均与所述上偏心部连接的上加强部、上连接部和下端均与所述下偏心部连接的下加强部、下连接部；所述上加强部与所述下加强部上下交错设置，所述上连接部的侧壁与所述上加强部的侧壁连接，所述上连接部的下端与所述下加强部的上端连接，所述下连接部的侧壁与所述下加强部的侧壁连接，所述下连接部的上端与所述上加强部的下端连接。

进一步地，所述上加强部和所述下加强部在轴向的长度分别为L1和L2，所述上偏心部与所述下偏心部之间的距离为L，3mm≤(L1+L2)-L。

进一步地，所述上加强部、所述上连接部、所述下加强部和所述下连接部的横截面均呈弓形。

进一步地，所述上连接部的横截面与所述下连接部的横截面对应的圆心均位于所述主轴的轴线上，所述上加强部的横截面对应的圆心位于所述上偏心部的轴线上，所述下加强部的横截面对应的圆心位于所述下偏心部的轴线上。

进一步地，所述上偏心部的偏心距为e1，所述下偏心部的偏心距为e2，所述上加强部的横截面与所述上连接部的横截面对应的半径分别为R1、R2，所述下加强部的横截面与所述下连接部的横截面对应的半径分别为R3、R4；R1＞(R4-e2)，R3＞(R2-e1)。

进一步地，所述上加强部的横截面对应的圆心角与所述下加强部的横截面对应的圆心角之和大于等于360度。

进一步地，所述上连接部的横截面对应的弦长与所述上加强部的横截面对应的弦长相等；所述下连接部的横截面对应的弦长与所述下加强部的横截面对应的弦长相等。

进一步地，所述连接轴为一体结构。

另一方面，本发明采用如下技术方案：

一种转子式压缩机，包括上述任一所述的曲轴。

进一步地，所述转子式压缩机为双缸双极转子式压缩机、多缸双极转子式压缩机、双缸单级转子式压缩机或多缸单级转子式压缩机。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的曲轴，上偏心部和下偏心部之间的连接轴具有交错设置的上加强部与下加强部，连接轴的各部分尤其是受力严重的中部均得到了加强，极大地提高了曲轴的强度、降低了轴系应变能力、提高了油膜承载能力，进而提高了压缩机的可靠性。

附图说明

图1是现有曲轴的结构示意图；

图2是本发明优选实施例一提供的曲轴的立体结构示意图；

图3是本发明优选实施例一提供的曲轴的局剖图；

图4是沿图3中F-F线的剖视图；

图5是沿图3中E-E线的剖视图；

图6是本发明优选实施例二提供的转子式压缩机的剖视图。

图中：

1、主轴；2、副轴；3、连接轴；4、上偏心部；5、下偏心部；6、壳体；7、电机；8、下气缸；9、上气缸；10、下滚子；11、上滚子；12、下隔板组件；13、上隔板组件；14、下法兰组件；15、上法兰组件；16、排气管；31、上加强部；32、上连接部；33、下加强部；34、下连接部；31’、上加强部；32’、下加强部。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

优选实施例一：

本优选实施例提供了一种曲轴，其主要但不局限应用于具有双排气结构的双缸双极转子式压缩机、多缸双极转子式压缩机、双缸单级转子式压缩机、多缸单级转子式压缩机等。

请参阅图2至图5，图2为本实施例提供的曲轴的结构示意图，其包括主轴1、副轴2、连接轴3、上偏心部4和下偏心部5，上偏心部4与下偏心部5置于主轴1与副轴2之间且通过连接轴3连接。其中，连接轴3包括上端均与上偏心部4连接的上加强部31、上连接部32和下端均与下偏心部5连接的下加强部33、下连接部34；上加强部31与下加强部33上下交错设置(即上加强部31的侧壁的下部与下加强部33侧壁的上部连接)，上连接部32的侧壁与上加强部31的侧壁连接，上连接部32的下端与下加强部33的上端连接，下连接部34的侧壁与下加强部31的侧壁连接、下连接部34的上端与上加强部33的下端连接。上加强部31、上连接部32、下加强部33和下连接部34的横截面均优选为呈弓形，即，上加强部31的平面侧壁的下部与下加强部33平面侧壁的上部连接，上连接部32的平面侧壁与上加强部31的平面侧壁连接，下连接部34的平面侧壁与下加强部31的平面侧壁连接。

本实施例提供的曲轴，上偏心部4和下偏心部5之间的连接轴3具有交错设置的上加强部31与下加强部33，连接轴3的各部分尤其是受力严重的中部均得到了加强，极大地提高了曲轴的强度、降低了轴系应变能力、提高了油膜承载能力，进而提高了压缩机的可靠性。

上加强部31和下加强部33交错的范围需根据曲轴的承载情况等进行具体设置，可以提高曲轴的强度、降低轴系应变能力均可。但优选地，上加强部31和下加强部33在轴向的长度分别为L1和L2，上偏心部4与下偏心部5之间的距离为L，3mm≤(L1+L2)-L，即，上加强部31和下加强部33交错的距离大于3mm。

进一步地，上连接部32的横截面与下连接部34的横截面对应的圆心均位于主轴1的轴线上，上加强部31的横截面对应的圆心位于上偏心部4的轴线上，下加强部33的横截面对应的圆心位于下偏心部5的轴线上。上加强部31、上连接部32、下加强部33、下连接部34的横截面对应的半径需根据曲轴的承载情况等进行具体设置，优选地，上偏心部4的偏心距为e1，下偏心部5的偏心距为e2，上加强部31的横截面与上连接部32的横截面对应的半径分别为R1、R2，下加强部33的横截面与下连接部34的横截面对应的半径分别为R3、R4；R1＞(R4-e2)，R3＞(R2-e1)。

在上述结构的基础上，上连接部32的横截面对应的弦长与上加强部31的横截面对应的弦长相等；下连接部34的横截面对应的弦长与下加强部33的横截面对应的弦长相等，以使得上连接部32的平面侧壁和上加强部31的平面侧壁完全对接，下连接部34的平面侧壁和下加强部33的平面侧壁完全对接。

在上述结构的基础上，上加强部31的横截面对应的圆心角与下加强部33的横截面对应的圆心角之和大于等于360度。其中，可以是上加强部31的横截面对应的弧为优弧，下加强部33的横截面对应的弧为劣弧或半圆；也可以是上加强部31的横截面对应的弧为劣弧，下加强部33的横截面对应的弧为优弧；还可以是上加强部31的横截面对应的弧为半圆，下加强部33的横截面对应的弧为优弧或半圆，可以确保连接轴中部的加强效果均可。

优选实施例二：

一种转子式压缩机，包括优选实施例一所述的曲轴。该转子式压缩机可以为双缸双极转子式压缩机、多缸双极转子式压缩机、双缸单级转子式压缩机或多缸单级转子式压缩机。上述转子式压缩机优选为具有双排气结构的转子式压缩机。

图6所示为本实施例提供的一种具有双排气结构的双缸双极转子式压缩机，其包括壳体6、设置于壳体6内的电机7、下气缸8、上气缸9、下滚子10、上滚子11、下隔板组件12、上隔板组件13、下法兰组件14、上法兰组件15、排气管16及优选实施例一所述的曲轴，下气缸8和上气缸9分别通过下滚子10、上滚子11与曲轴的下偏心部5、上偏心部4配合，下隔板组件12和上隔板组件13按从下至上的顺序置于下气缸8与上气缸9之间，下隔板组件12或上隔板组件13上设置有排气结构，法兰组件15固连于壳体6内且与上气缸9连接，下法兰组件14与下气缸8连接，排气管16固连在壳体6上端。

本实施例提供的转子式压缩机由于设置有上述曲轴，其可适用于高压比、高压差等工况，可靠性高。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。