专利名称：涡形压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡形机械。更具体地说，本发明涉及一种涡形压缩机的主轴承箱和下级轴承箱的定位和支撑系统。
在本领域通常被称为涡形机械的这类机器用于各类型流体的置换。这种涡形机械可被成形为一种扩展器、一种排水航态发动机、一个泵、一个压缩机等。本发明的特点是适合于这些机器的任何一种。然而，为了描述和说明，所披露的实施例是一种密封制冷涡形压缩机。
涡形压缩机主要由于其高效的运转能力而愈来愈广泛地用作制冷设备和空气调节设备中的压缩机。通常，这些机器包括一对相互啮合的螺旋涡卷，使得其中一个相对于另一个绕轨道运行，以便当它们从外部吸入口向中心排放口运行时限定一个或多个尺寸逐渐减小的运行腔。提供一个合适的电动机，该电动机运转以通过固定到电动机转子上的一个适当的驱动轴驱动所述轨道运行涡形压缩机。在一种密封压缩机中，密封壳体的底部通常包括一个储油槽，用于润滑和冷却。
电动机通常包括一个加压配合到压缩机壳体内的电动机定子。驱动轴通常被加压配合到所述电动机转子中，并且通过一个主轴承箱和一个下级轴承箱可转动地固定安装。每一轴承箱也被固定到所述压缩机的壳体上。电动机转子位于电动机定子的中心孔内，且在所述定子与转子之间设计有一定的间隙。这一间隙的公差尺寸是定子公差、壳体公差、两个轴承箱公差、驱动轴公差和转子公差的函数。这样，电动机定子和转子之间的最终间隙尺寸会大于压缩机设计者希望的最佳间隙。
本发明提供了一种具有定位和支撑系统的压缩机，其大大减小了电动机转子和定子之间的间隙尺寸的差异。对间隙的严格控制增加了电动机的工作效率。定位和支撑系统包括一个轴承箱定位框架，该框架被加压配合于所述壳体内并由壳体的基座支撑。电动机定子被加压配合于所述框架内，且所述两个轴承箱被螺栓固定在所述框架上。这样，通过对框架精确的加工，电动机定子和转子之间的位置关系能够被精确地控制，这两个件之间的间隙或“空气间隙”也能够被严格控制。所述“空气间隙”的严格控制带来电动机工作效率的提高。此外，轴承箱、定子、转子和曲轴与定位框架的组合简化了所述涡形压缩机的组装过程。
通过下面的详细描述和权利要求书及附图，本发明其他的优点和特点对本领域技术人员来说将变得更加清楚明白。
附图中描述了实现本发明的最佳实施例。
图1是包括本发明唯一一个定位和支撑系统的密封涡形压缩机的纵向截面图；图2是沿图1所示的箭头2-2方向截取的横截面图；图3是图1所示的下级轴承箱区域部分截面透视图；图4是图1-3所示的轴承箱定位框架的底部透视图。
现在参看附图，其中在所有这些附图中，相同的标记号表示相同或相应的件，在图1-4中表示出一个包括本发明唯一一个定位和支撑系统的涡形压缩机，该压缩机通常由标记号10表示。涡形压缩机10包括一个普通圆柱形密封壳体12，该壳体在其上端焊接有一个盖14，在其下端焊接有一个基座16，基座上整体形成有许多安装脚(未示出)。盖14提供有一个制冷剂排放接头18，该接头内可以安放一个通常的排放阀。通过绕盖14被焊接到壳体12上的相同点的周边，将一个横向延伸隔板20固定到壳体12上。压缩机安装框架22被加压配合在壳体12内，并且被基座16的端部支撑。基座16的直径稍小于壳体12的直径，以便基座16被接收在壳体12内并且绕图1所示的周边焊接。
固定到框架22上的压缩机10的主要件包括一个两件套的主轴承箱24，一个下级轴承箱26和一个电动机定子28。在其顶端具有偏心曲轴销32的一个驱动轴或曲轴30可转动地支撑在一个轴承34和一个第二轴承36上，所述轴承34安装在主轴承箱24内，轴承36安装固定在下级轴承箱26内。曲轴30在其下端有一个直径相对大的同心孔，该孔与径向向外设置的从所述孔向上延伸到曲轴30顶部的直径较小的孔40连通。壳体12内部的下部分确定了一个储油槽44，储油槽内充满润滑油，油位稍高于转子46的较下端，孔38起一个泵的作用，将润滑流体向上抽吸到曲轴30并进入孔40，并最终到达需要润滑的压缩机10的所有各部分。
曲轴30由一个电动机可转动地驱动，所述电动机包括定子28、穿过定子的绕组48和被加压配合在曲轴30上的转子46。一个上方的平衡物50被固定到曲轴30上，一个下方平衡物52被固定到转子46上。
两件套主轴承箱24的上表面被提供有一个平推入支承表面54，在该表面上设置一个具有通用螺旋叶片或涡卷58的轨道运行涡形件56，所述螺旋叶片或涡卷58从端板60向上延伸。从轨道运行涡形件56的端板60下表面向下伸出的部分是一个其中具有轴颈轴承64的圆柱形套62，其中可转动地设置有一个具有内孔的驱动轴衬66，所述内孔内可驱动地设置一个曲轴销32。曲轴销32在一个表面具有一平面，其可驱动地与驱动轴衬66的内孔的一部分上形成的一个平面配合，以提供一个径向适应驱动装置，如在受让人U.S.Letters的美国专利4877382中所示的那样，该专利所公开的内容在此仅作为参考。十字联轴节68也被提供，其设置在轨道运行涡形件56和两件套轴承箱24之间。十字联轴节68连接在轨道运行涡形件56和一个非轨道运行涡形件70上，以防止轨道运行涡形件56的旋转运动。
非轨道运行涡形件70也具有一个涡卷72，其从端板74向下延伸，该端板被设置成与轨道运行涡形件56的涡卷58啮合配合。非轨道运行涡形件70有一个同心设置的排放通道76，其与向上开口的凹口78连通，所述凹口又与盖14和隔板20限定的排放消音腔80流体连通。在所述非轨道运行涡形件70上还形成一个环形凹口82，在该凹口内设置一个漂浮的密封件84。
凹口78和82以及漂浮密封件84配合作用限定一个轴向压力偏置件，其接收由涡卷58和72压缩的加压油，以便在所述非轨道运行涡形件70上施加一个轴向偏置力，由此驱使相应涡卷58和72的顶部分别与端板74和60的相对端板表面密封配合。漂浮密封件84最好具有在受让人的美国专利5156539中详细描述的形式，该专利所公开的内容在此仅作为参考。非轨道运行涡形件70被设计成限定轴向移动地以合适的方式安装到两件套主轴承箱24上，如在前述的美国专利4877382或受让人的美国专利5102316中所披露的那样，这些专利所公开的内容在此仅作为参考。
本发明目的在于提供一种在附图中描述的单一定位和支撑系统，其包括一个基座16、框架22、主轴承箱24和下级轴承箱26。在一个典型的现有技术压缩机中，所述主轴承箱24、电动机定子和下级轴承箱全部被固定到所述压缩机的壳体上。为了电动机的高效工作，在所述定子和转子之间的间隙或“空气间隙”必须被严格控制。当所述电动机定子和转子的所有安装件被安装到压缩机的壳体上时，它们必须依赖于所述壳体的精确性来严格控制所述“空气间隙”。
框架22提供了一种依赖所述壳体12的精确性控制所述“空气间隙”的可供选择的方法。在本发明中，框架22被固定到壳体12和电动机定子28上，主轴承箱24和下级轴承箱26被固定到框架22上。这样，框架22的加工将控制电动机定子28和转子46之间的“空气间隙”。由于框架22的加工比壳体12的尺寸公差容易控制得多，所以，框架22的利用减小了与“空气间隙”有关的公差，这样提高了电动机的效率。
框架22被加压配合于壳体12内的一个与基座16相抵靠或稍间隔开的位置。在框架22被加压配合到壳体12之前或之后，仅考虑将框架22与下级轴承箱26、电动机定子28和主轴承箱24作为一个组件之前或之后，基座16可被固定到壳体12上。框架22与底座16的连接为框架22在壳体12内提供了轴向支撑。当框架22与底座16稍微间隔开时，框架22的任何轴向移动将使得框架22抵靠底座16，限制轴向流体量，所述框架22的轴向移动将通过压缩机10的相反的运行操作引起。由多个螺栓90将下级轴承箱26固定到框架22上，这些螺栓被螺纹拧紧在位于框架22内的螺纹孔92内。定子28被加压配合在框架22限定的中心孔94内。主轴承箱24用许多螺栓96固定到框架22上，所述螺栓被螺纹拧紧在位于框架22内的螺纹孔98内。电动机转子46被加压配合在驱动轴30上，并且通过在一端的两件套主轴承箱24中的轴承和在相对端的下级轴承箱26中的轴承36可转动地支撑在电动机定子28的中心孔内。由于所有这三个定位件、定子28、主轴承箱24和下级轴承箱26依赖于框架22的加工特性来控制它们的位置，所以通过保持螺纹孔92、中心孔94和螺纹孔98相互之间的严格控制，所述的“空气间隙”的精确度也能够被严格控制。
此外，框架22被提供有一个第一导向件或定位内表面或直径100，下级轴承箱26被提供有一个导向件或定位外表面或直径102。框架22还被提供有一个第二导向件或定位内表面或直径104，主轴承箱24被提供有一个导向件或定位外表面或直径106。这样，通过控制中心孔94、内表面或直径100和内表面或直径104之间的位置或同心度，并且控制外表面或直径102与安装轴承36的下级轴承箱26内孔的位置和同心度，再控制外表面或直径106与安装轴承34的两件套主轴承箱24内的孔的位置或同心度，电动机转子46在电动机定子28内的精确定位就能够实现。所述电动机转子46在电动机定子28内的精确定位反过来精确控制这两个件之间的“空气间隙”尺寸。表面或直径100-106的采用消除了螺纹孔92和98的紧公差，这是由于螺栓90和96仅用于将轴承箱24和26固定到框架22上，直径100-106确定它们的位置。采用表面或直径100-106确定电动机定子28和转子46之间的相对位置是本发明的一个优选实施例。
框架22被加压配合在壳体12内，并且应当能够抵抗在壳体12内的旋转运动。保证框架22在壳体12内没有旋转运动的一个方法是给所述框架22提供许多短小突起120(图4中虚线所示)，它们与底座16中的许多槽122(图3中虚线表示)配合。由于底座16被焊接在壳体12上，所以短小突起120和槽122之间的配合进一步阻止框架22的任何旋转运动。
尽管上面的详细说明描述了本发明的优选实施例，但是应当清楚在不超出附加的权利要求书的保护范围和宗旨的前提下，本发明可以进行修改、变更和替换。
权利要求
1．涡形机械，包括一个外壳体；设置在所述壳体内的第一涡形件，所述第一涡形件具有从第一端板向外伸出的第一螺旋涡卷；设置在所述壳体内的第二涡形件，所述第二涡形件具有从第二端板向外伸出的第二螺旋涡卷，所述第二螺旋涡卷与所述第一螺旋涡卷相互交错在一起，当第二涡形件相对于第一涡形件沿轨道移动时，在它们之间限定出许多运动腔体；设置在所述壳体内并与之固定的一个框架；固定到所述框架上的电动机定子，所述电动机定子限定出一个中心孔；与所述框架分开并固定到其上的一个主轴承箱；与所述框架分开并固定到其上的一个下级轴承箱；由所述主轴承箱和下级轴承箱可转动地支撑的一个驱动件，所述驱动件使得第二涡形件相对于第一涡形件沿轨道运行；以及固定到所述驱动件上的一个电动机转子，所述电动机转子被设置在所述电动机定子的中心孔内。
2．如权利要求1所述的涡形机械，其特征在于，所述主轴承箱限定一个第一导向表面，所述框架限定一个第二导向表面，所述第一导向表面和第二导向表面配合来相对于所述框架定位所述主轴承箱。
3．如权利要求2所述的涡形机械，其特征在于，所述电动机定子的一个外表面与所述框架的一个内表面配合来相对于所述框架定位所述电动机定子。
4．如权利要求2所述的涡形机械，其特征在于，所述壳体包括一个基座，所述基座抵靠所述框架，防止该框架相对于所述壳体的移动。
5．如权利要求2所述的涡形机械，其特征在于，所述主轴承箱安置一个用于支撑所述驱动件的轴承。
6．如权利要求2所述的涡形机械，其特征在于，所述下级轴承箱限定一个第三导向表面，所述框架限定一个第四导向表面，所述第三导向表面与所述第四导向表面配合，以相对于所述框架定位所述下级轴承箱。
7．如权利要求2所述的涡形机械，其特征在于，所述第一涡形件被安装到所述主轴承箱内，所述第一涡形件能够相对于所述主轴承箱移动。
8．如权利要求7所述的涡形机械，其特征在于，所述第二涡形件与所述主轴承箱配合。
9．如权利要求2所述的涡形机械，其特征在于，所述第二涡形件与所述主轴承箱配合。
10．如权利要求1所述的涡形机械，其特征在于，所述下级轴承箱限定一个第一导向表面，所述框架限定一个第二导向表面，所述第一导向表面与所述第二导向表面配合，以相对于所述框架定位所述下级轴承箱。
11．如权利要求10所述的涡形机械，其特征在于，所述壳体包括一个基座，所述基座抵靠所述框架，以防止所述框架相对于所述壳体的移动。
12．如权利要求1所述的涡形机械，其特征在于，所述第一涡形件被安装到所述主轴承箱内，所述第一涡形件能够相对于所述主轴承箱移动。
13．如权利要求12所述的涡形机械，其特征在于，所述第二涡形件与所述主轴承箱配合。
14．涡形机械，包括一个外壳体；设置在所述壳体内的第一涡形件，所述第一涡形件具有从第一端板向外伸出的第一螺旋涡卷；设置在所述壳体内的第二涡形件，所述第二涡形件具有从第二端板向外伸出的第二螺旋涡卷，所述第二螺旋涡卷与所述第一螺旋涡卷相互交错在一起，当第二涡形件相对于第一涡形件沿轨道运行时，在它们之间限定出许多运动腔体；设置在所述壳体内并与之固定的一个框架；以及固定到所述壳体上的一个基座，所述基座抵靠所述框架，以防止所述框架相对于所述壳体的移动。
15．如权利要求14所述的涡形机械，其特征在于，所述框架被加压配合在所述壳体内。
16．如权利要求15所述的涡形机械，其特征在于，所述基座的一部分设置在所述壳体内。
17．如权利要求14所述的涡形机械，其特征在于，所述框架包括至少一个短小突起，所述基座包括至少一个槽，所述短小突起与所述槽配合以防止所述框架的旋转运动。
全文摘要
一种涡形压缩机，具有一个壳体，在该壳体内设置有一个框架。所述框架由壳体的一个基座部分支撑，以防止框架相对于壳体的轴向移动。一个电动机定子、主轴承箱和一个下级轴承箱通过与所述框架配合，每一个均被定位在所述壳体内。包括一个电动机转子的驱动件由所述主轴承箱和下级轴承箱可转动地支撑。通过定位所述电动机定子、主轴承箱和下级轴承箱，所述框架允许在所述电动机定子和电动机转子之间的“空气间隙”被精确地控制。
文档编号F04C29/00GK1317645SQ0110336
公开日2001年10月17日 申请日期2001年2月2日 优先权日2000年2月2日
发明者哈里·克伦德宁, 基思·J·赖因哈特 申请人:科普兰公司