专利名称：一种用于压缩机的曲柄轴的加工方法
技术领域：
本发明涉及到一种压缩机的曲柄轴，具体是该曲柄轴的加工方法。
背景技术：
现有的扇形压缩机为三级压缩结构。共四个汽缸、活塞，分为两个一级、一个二级和一个三级。该压缩机在曲柄轴驱动下作往复运动，曲柄轴的结构形式为单支撑悬臂式。单支撑悬臂式曲柄轴工艺简单，成本低，且连杆大端为整体式，强度高。微型低压空气扇形压缩机采用此结构。此种曲柄轴的结构特点:曲轴材料为合金钢，曲柄为可锻铸铁，分别加工成形后用冷压的方法压成整体。曲柄的材料为可锻铸铁，其延伸率相对较低，当用较大的过盈量冷压组装过程中，易造成曲柄开裂，故一般控制过盈量为0.1-0.13mm。过盈量的大小决定了曲柄轴传递扭矩的能力。设计曲柄的偏心距通常小于2”(50.8_)，大于此值会造成曲轴和曲柄产生相对运动而损坏曲轴。因而通常此种结构只能用于排气量小于3m3/min，排气压力lOkg/cm2以下的压缩机。现今的吹瓶行业使用的空压机大多在高温高湿环境中使用且连续运行，尤其是2-3m3/min，40kg/cm2的机型使用的特别多。这就要求压缩机转度更低、工作温度更低。要实现低速低温，加大曲柄轴偏心距最为有效，同时还可以提高容积效率，即降低能效比。但曲柄轴偏心距的加大，用原来的方法制造曲柄轴，传递扭矩的能力不够，显然是行不通的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种提高曲柄轴传递扭矩的能力，使此中高压空气压缩机能在高压、低速、低温、高效的工作下连续运行。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种用于压缩机的曲柄轴的加工方法，该曲柄轴包括曲轴以及曲轴，其特征在于，方法如下:
第一步、过盈量加工:曲轴的外径和曲柄的孔径的过盈量分别为:A min=0.173，Amax=0.208，其中曲轴的外径尺寸为50 60mm ；
第二步、加热装配:将曲柄孔部位用感应加热的方法加热至500 600°C，然后将曲轴插入曲柄孔内，冷却后成形。所述的感应加热的温度为540 550°C。有益效果
曲柄轴采用本发明方案后，曲轴与曲柄过盈量增加，使得曲柄轴可以传递更大的扭矩，承受更大的载荷。大大避免了中高压活塞式压缩机在实际使用当中出现的曲轴和曲柄发生相对运动的故障。由于采用了本发明的技术方案，在保证曲柄轴传递有效扭矩的同时，使得曲柄轴的偏心距可以由2" (50.8mm)增至2.75" (69.85mm)。
由于活塞行程加大，活塞上下止点的距离增加，气缸长度也随之增加，散热面积进而大幅度提闻，大大提闻了压缩机的散热效率。在产品设计时，增大曲柄轴的偏心距利于压缩机选择相对较低的转速，同时保证活塞在气缸内做往复运动时保持一个合理的平均线速度，合理的活塞线速度可以提高活塞环的气密性，从而提高了压缩机的工作效率。
图1是发明曲柄轴的结构示意 图2是曲柄轴扭矩T随着过盈量的变化 图3是曲柄轴扭矩T随着温度的变化图。其中:1、曲柄，2、NUP411TVP2主轴承，3、轴承限位套，4、曲轴，5、NUP311ENTVP2辅轴承，6、轴承挡圈，7、8.8级Ml2螺栓。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明作详细说明:
本发明曲柄轴的结构如图1所示，包括曲柄I和曲轴4，其中曲柄I和曲轴4过盈配合。具体加工步骤是:首先，将曲轴的外径尺寸设计为055，偏差为(+0.018 +0.008)，曲柄孔径的设计尺寸为055，偏差为(-0.165 -0.190)，过盈量分别为Amin=0.173，Amax=0.208 ;然后将曲柄的孔径通过感应加热的方法加热至500 600°C，优选范围为540 550°C，在本实施例中，加热温度为550°C。使得曲柄孔在加热后增加0.1-0.2mm,曲轴在此情况下可轻松按要求垂直插入曲柄孔内，最后冷却后成形。在本发明中，曲轴和曲柄依靠过盈配合的方式组装后，配合面上会产生一定程度的径向压力，曲柄轴在工作时便靠此压力所产生的摩擦力来传递扭矩。经过大量计算，发现当曲轴与曲柄之间的过盈量所造成的变形使两零件处于弹性变形阶段的时候，扭矩T随着过盈量增加而近似成直线增加，如图2所示。但是，如果曲轴和曲柄之间的压力超过曲柄的屈服极限(O P时，随着过盈量继续增加，曲柄会发生塑性变形，如图2曲线部分所示；曲柄的材料为KTH350-10，材料延伸率为10，当过盈量超过一定限度，曲柄将被损坏。设计时，为保证曲柄轴一定的安全系数，故将过盈量的大小设定在两零件弹性变形的阶段，并在此前提下尽量增加其过盈量，以保证其传递扭矩的能力。为保证在组装时曲柄可以承受这么大的过盈量，将曲柄孔部位用感应加热的方法加热，可使曲柄孔径在0 55的偏差在(-0.165 -0.190)基础上增加0.1-0.2mm,曲轴在此情况下可轻松按要求垂直插入曲柄孔内，冷却后成形。经过大量实验后发现当加热温度升至650°C以上后T值开始下降，故将加热温度定在500-550°C，如图3所示。将曲柄另一端用I个M12的8.8级螺栓拧死至螺栓拧断，然后将末端凿毛(如图1所示)。同时，将主轴承由6410球轴承改成NUP411TVP2，将辅轴承由6310N球轴承改成NUP311ENTVP2，轴承的承载能力将提高三倍以上。
权利要求
1.一种用于压缩机的曲柄轴的加工方法，该曲柄轴包括曲轴以及曲轴，其特征在于，方法如下: 第一步、过盈量加工:曲轴的外径和曲柄的孔径的过盈量分别为:A min=0.173，Amax=0.208，其中曲轴的外径尺寸为50 60mm ； 第二步、加热装配:将曲柄孔部位用感应加热的方法加热至500 600°C，然后将曲轴插入曲柄孔内，冷却后成形。
2.根据权利要求1所述的用于压缩机的曲柄轴的加工方法，其特征在于:所述的感应加热的温度为540 550°C。
全文摘要
本发明公开了一种用于压缩机的曲柄轴的加工方法，该曲柄轴包括曲轴以及曲轴，方法如下第一步、过盈量加工曲轴的外径和曲柄的孔径的过盈量分别为△min=0.173，△max=0.208，其中曲轴的外径尺寸为50～60mm；第二步、加热装配将曲柄孔部位用感应加热的方法加热至500～600℃，然后将曲轴插入曲柄孔内，冷却后成形。曲柄轴采用本发明方案后，曲轴与曲柄过盈量增加，使得曲柄轴可以传递更大的扭矩，承受更大的载荷。大大避免了中高压活塞式压缩机在实际使用当中出现的曲轴和曲柄发生相对运动的故障。
文档编号B23P11/02GK103203586SQ20131013023
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月16日 优先权日2013年4月16日
发明者孙春蕾 申请人:南京恒达压缩机有限公司