一种适合于高速旋转的转子式压缩机的制作方法

本发明属于制冷压缩机技术，具体涉及一种适合于高速旋转的转子式压缩机。

背景技术：

在机载制冷应用中，要求在满足一定的制冷能力条件下，尽可能的降低制冷系统重量，满足机载制冷应用的要求。常规的空调器用转子式压缩机的冷重比在0.22kW/kg左右；而机载制冷系统要求压缩机冷重比需要至少在0.55kW/kg以上。

在空调制热的应用领域，当环境温度低于0℃时，家用空调器的制热能力开始明显衰减。而当环境温度低于-15℃时，家用空调器的制热能力几乎体现不出实际作用。

为解决上述问题，需要从提高压缩机能力和降低压缩机重量两个方向解决。通过提高压缩机转速，以有效地提高压缩机能力，从而实现压缩机大的冷重比，在小的重量下达到大的制冷、制热能力。同时，通过提高压缩机转速，来有效地提高压缩机能力，从而大大改善低温制热能力。目前常规的空调器用转子式压缩机的最高转速不超过7200rpm，长期运转速度不超过6000rpm，所以通过压缩机调速来解决低温制热能力问题是可行的措施。但由于其最高转速的限制，当环境温度过低(低于15℃时)，转速提高而带来的能力提升并不足以达到低温制热的能力需求。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种低温制热能力高，适合于高速旋转的转子式压缩机。

本发明的技术方案：一种适合于高速旋转的转子式压缩机，其包括上外罩组件1、上支撑座组件2、电机3、泵体4、筒体组件5；上外罩组件1与筒体组件5连接固定为一体，筒体组件5内设置有曲轴42，电机3套接在曲轴42上；泵体4套接在曲轴42上，其通过曲轴与上支撑座组件2以及泵体的上盖41的连接，实现与筒体组件5连接为一体，其中，泵体四个运动副中，三个采用滚针轴承，一个采用调心滚动轴承。

泵体三个运动副中的第一运动副包括上盖41以及设置在上盖41内的曲轴42的长轴421；第二运动副包括泵体的下盖43以及设置在下盖内的曲轴42的短轴422；第三运动副包括转子4以及曲轴42的偏心部423，所述第一、二、三运动副均采用滚针轴承45。

所述泵体第四运动副包括曲轴42的阶梯轴424以及上支撑座组件2中的上支撑盖21，该第四运动副采用调心滚动轴承22。

滚针轴承45两端以及上支撑盖21内孔口部设置钢丝挡圈46。

所述泵体4下部采用上盖41作为轴系下部支撑点，上部采用上支撑座组件2作为轴系上部支撑点。

所述泵体4中心线通过轴系下部支撑点定位，通过上支撑座组件2中的上支撑盖21与上支撑座24的螺钉定心调整、调心球轴承调心，实现上部支撑点的调整。

所述曲轴42下端设置下止推面，曲轴42的阶梯轴424端面设置止推垫片23。

所述止推垫片23固定在上支撑座24上。

所述上盖41端部设置挡油帽47；在上支撑盖21端部设置挡油盖25。

所述曲轴42采用合金钢材料。

本发明的技术效果：本发明采取了滚动摩擦的运动副结构，可以有效解决高转速、冲击大的使用要求，提高产品能力，提高产品的冷重比，解决了转子式制冷压缩机在高转速条件下滑动摩擦运动副无法胜任的困难，达到了使转子式制冷压缩机可以适用于12000rpm转速以上的制冷应用场合的目的。同时可以解决压缩机低温(环境温度为-15℃时)制热能力的不足的问题。

附图说明

图1是本发明适合于高速旋转的转子式压缩机结构示意图；

图2是泵体结构示意图；

图3是上支撑座组件结构示意图，

其中，1-上外罩组件、2-上支撑座组件、21-上支撑盖、22-调心球轴承、23-止推垫片、24-上支撑座、25-挡油盖、3-电机、4-泵体、5-筒体组件、41-上盖、42-曲轴、421-长轴、422-短轴、423-偏心部、424-阶梯轴、43-下盖、44-转子、45-滚针轴承、46-钢丝挡圈、47-挡油帽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

针对高转速的应用场合，如200Hz以上运行频率，转速在12000rpm的使用条件下，转子式制冷压缩机原有的运动副滑动摩擦结构无法适应，必须将滑动摩擦结构改为滚动摩擦结构来达到高转速的使用要求。本发明采取了滚动摩擦的运动副结构，解决了转子式制冷压缩机在高转速条件下滑动摩擦运动副无法胜任的困难，达到了使转子式制冷压缩机可以适用于12000rpm转速以上的制冷应用场合的目的，具体见如下：

请参阅图1，本发明适合于高速旋转的转子式压缩机包括上外罩组件1、上支撑座组件2、电机3、泵体4、筒体组件5。其中，上外罩组件1与筒体组件5连接固定为一体。电机3套接在泵体4中的曲轴42上，通过热压与筒体组件5过盈配合连接为一体。泵体4套接在曲轴42上，其通过曲轴与上支撑座组件2以及泵体的上盖41的连接，实现与筒体组件5连接为一体。其中，泵体四个运动副中，三个采用滚针轴承，一个采用调心滚动轴承。

请参阅图2，所述泵体的四个运动副中，三个运动副(第一运动副：上盖41与曲轴42的长轴421；第二运动副：下盖43与曲轴42的短轴422；第三运动副：转子44与曲轴42的偏心部423)均采用滚针轴承45；一个运动副(第四运动副：曲轴42的阶梯轴424与上支撑座组件2中的上支撑盖21)采用调心滚动轴承22。通过上述泵体的四个运动副，实现压缩机运动副的滚动摩擦结构。

针对高转速的应用场合(转速在12000rpm的使用条件下)，本发明采取了滚动摩擦的运动副结构(滚针轴承)，解决了转子式制冷压缩机在高转速条件下滑动摩擦运动副无法胜任的润滑和受力的困难，使转子式制冷压缩机可以适用于高转速的制冷应用场合。

本发明的核心改进在于：采用滚动轴承的摩擦副。

其中：第一运动副：将滚针轴承45压入到上盖41的内孔中，两者为过渡配合；根据使用需求，可以是一个或多个滚针轴承45同时使用；在滚针轴承45两端分别设置钢丝挡圈46，防止高速运转时，滚针轴承45可能产生的轴向蹿动。

第二运动副：将滚针轴承45压入到下盖43的内孔中，两者为过渡配合；根据使用需求，可以是一个或多个滚针轴承45同时使用；在滚针轴承45两端分别设置钢丝挡圈46，防止高速运转时，滚针轴承45可能产生的轴向蹿动。

第三运动副：将滚针轴承45压入到转子44的内孔中，两者为过渡配合；根据使用需求，可以是一个或多个滚针轴承45同时使用；在滚针轴承45两端分别设置钢丝挡圈46，防止高速运转时，滚针轴承45可能产生的轴向蹿动。

第四运动副：将调心滚动轴承22压入到上支撑座组件2中的上支撑盖21的内孔中，两者为过渡配合；在上支撑盖21内孔口部设置钢丝挡圈46，防止高速运转时，调心滚动轴承22可能产生的轴向蹿动。

本发明进一步的改进在于：为防止高速运转时曲轴产生较大的挠度，曲轴42采用合金钢材料替代原有的球墨铸铁，提高曲轴42强度、降低曲轴42运行时的挠度，保证轴系高速旋转的可靠性。

本发明进一步的改进在于：为防止高速运转时曲轴42产生较大的挠度，泵体4采用两端支撑结构：泵体4下部采用上盖41作为轴系下部支撑点，上部采用上支撑座组件2(上支撑盖21和调心球轴承22)作为轴系上部支撑点；有效的降低曲轴运行时的挠度，保证轴系高速旋转的可靠性。

本发明进一步的改进在于：采用两端支撑，泵体4中心线通过轴系下部支撑点定位，通过上部支撑点的调整(上支撑座组件2中的上支撑盖21与上支撑座24的螺钉定心调整、调心球轴承调心)，降低装配工艺难度，确保曲轴两端支撑的同心度和泵体4中心线竖直，防止高速运转时不稳定状况发生，保证轴系高速旋转的可靠性。

本发明进一步的改进在于：请参阅图3，为防止高速运转时，曲轴42可能产生的上下蹿动，在曲轴42下端设置下止推面、在曲轴42的阶梯轴424端面上设置止推垫片23(该止推垫片23固定在上支撑座24上)，使得曲轴42在轴向有合理的自由度，避免发生轴向窜动，确保轴系系统高速运转的稳定性。

本发明进一步的改进在于：为防止高速运转时，泵体内润滑油易飞溅出来影响润滑，在上盖41端部设置挡油帽47；在上支撑盖21端部设置挡油盖25确保轴系系统高速运转时润滑的可靠性。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提供的制冷压缩机，可以有效解决高转速、冲击大的使用要求，提高产品能力，提高产品的冷重比，确保产品可靠运行，可作为机载转子式制冷压缩机。同时由于极大的提高了压缩机转速，使得制冷工质流量大幅提升，可以解决压缩机低温(环境温度为-15℃时)制热能力的不足的问题。