旋转式压缩机的制作方法

本发明属于压缩机制造技术领域，具体而言，涉及一种旋转式压缩机。

背景技术：

旋转压缩机在运行过程中，由于电机磁拉力的存在，压缩机运行过程中容易拉偏曲轴，影响压缩机效率及可靠性，同时产生g音。相关技术中，往往通过在电机侧安装电机轴承进行辅助支撑，以防止曲轴变形。

在实现本发明的过程中，发明人发现，由于电机轴承安装在电机上方，对于低频、高电机积厚机种，冷冻机油不能很好地从曲轴中心孔输送到电机轴承部润滑电机轴承。

电机上部增加电机轴承，会扰动原本“安静”的流体，使密封容器上部空间的流体状态更加复杂，有可能导致制冷剂气体中携带的冷冻机油无法及时分离出来，而是随着制冷剂气体排出密封容积外，进而降低压缩机内部的冷冻机油的量，降低密封容器内冷冻机油的液面高度，使得对电机轴承供油更加困难。

上述因素可能会导致电机轴承异常磨损，降低压缩机可靠性，存在改进空间。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种旋转式压缩机，所述旋转式压缩机可以有效地降低曲轴的变形，且电机轴承的润滑效果更好。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，包括：密封容器；压缩机构部，所述压缩机构部设置在所述密封容器内且包括曲轴；电机部，所述电机部设置在所述密封容器内且位于所述压缩机构部的上方；电机轴承，所述电机轴承设置在所述密封容器内且位于所述电机部的上方，所述电机轴承包括曲轴配合部和密封容器配合部，所述曲轴配合部支承所述曲轴，所述密封容器配合部用于与所述密封容器的内壁配合；其中，所述曲轴配合部的下端面距所述电机部的转子的上端面距离为a1，所述电机部的定子铁芯厚度为t，满足：0.1mm≤a1≤0.3t。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，通过增设电机轴承并控制曲轴配合部的下端面与转子的上端面的距离，可以有效地降低曲轴的变形，且电机轴承的润滑效果更好，旋转式压缩机的可靠性更高，压缩比更高。

根据本发明一个实施例的旋转式压缩机，所述曲轴配合部的下端距所述曲轴中心的最大距离为b1，所述转子的转子排气孔距所述曲轴中心最小距离为b2，满足：b1≤b2。

根据本发明一个实施例的旋转式压缩机，所述转子上设有分离板，所述分离板套设于所述曲轴配合部。

根据本发明一个实施例的旋转式压缩机，满足：0.05mm≤a3＝b3-b1≤5mm，其中b3为所述分离板距曲轴中心的最小距离。

根据本发明一个实施例的旋转式压缩机，所述密封容器配合部距所述电机部的定子线包距离为a，满足：2mm≤a≤0.4t。

根据本发明一个实施例的旋转式压缩机，所述密封容器与所述密封容器配合部对应处的内径为d，所述密封容器配合部的外径为d1，满足：0.05mm≤d-d1≤1mm。

根据本发明一个实施例的旋转式压缩机，所述密封容器配合部的周向总长为c，0.1≤c/πd≤0.5。

根据本发明一个实施例的旋转式压缩机，所述密封容器配合部为多个，且沿周向均匀间隔开布置。

根据本发明一个实施例的旋转式压缩机，所述曲轴配合部与所述密封容器配合部为一体式或分体式。

根据本发明一个实施例的旋转式压缩机，所述电机轴承包括滑动轴承或滚动轴承。

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

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：

图1是根据本发明实施例的旋转式压缩机的受力接结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的旋转式压缩机的局部结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的旋转式压缩机的局部结构轴向视图；

图4-图9是根据本发明实施例的旋转式压缩机的局部结构示意图；

图10是根据本发明实施例的不同高度a的压缩机ocr对比图。

附图标记：

旋转式压缩机100，

电机轴承10，曲轴配合部11，密封容器配合部12，

定子21，定子线包22，转子23，分离板24，转子排气孔25，沉槽26，

上轴承31，下轴承32，曲轴33，活塞34，

密封容器40。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的旋转式压缩机100。

如图1-图9所示，根据本发明一个实施例的旋转式压缩机100包括：密封容器40、压缩机构部、电机部、电机轴承10。

其中，密封容器40可以包括主壳体、上壳体和下壳体。

电机部设置在密封容器40内，电机部设置在压缩机构部的上方，电机部包括定子21和转子23，定子21还具有电机线包。

压缩机构部设置在密封容器40内，压缩机构部包括：上轴承31、下轴承32、气缸、活塞34、滑片、曲轴33，曲轴33穿过电机部的转子23，并与转子23固定连接，转子23转动的转矩通过曲轴33传递给压缩机构部，带动压缩机构部压缩制冷剂，上轴承31和下轴承32起到支承曲轴33的作用。

电机轴承10设置在密封容器40内，比如电机轴承10可以设置在主壳体对应的区域，且电机轴承10位于电机部的上方，电机轴承10包括曲轴配合部11和密封容器配合部12，曲轴配合部11支承曲轴33，曲轴配合部11可以对曲轴33的上部起到辅助支承的作用，曲轴配合部11可以与曲轴33间隙配合，密封容器配合部12用于与密封容器40的内壁配合，密封容器配合部12可以与密封容器40的内壁间隙配合，比如密封容器配合部12可以与主壳体间隙配合。

如图2所示，曲轴配合部11的下端面距电机部的转子23的上端面距离为a1，电机部的定子铁芯厚度为t，满足：0.1mm≤a1≤0.3t，比如满足：0.1mm≤a1≤10mm，进一步地，0.2mm≤a1≤10mm，比如a1＝2mm、a1＝4mm、a1＝6mm等。

也就是说，在保证电机部安全的情况下，使曲轴配合部11的下端面靠近电机部的转子23的上端面，由此，可以缩短图1中的力臂l4，进而减小曲轴33的变形。

可以理解的是，增加电机轴承10将改善上下轴承32的受力情况，对可靠性提升有益。图1为增加电机轴承10后压缩机构部受力分析示意图，图1中fs表示下轴承32承载力，fm表示上轴承31承载力，ft表示电机轴承10承载力，fp表示压缩气体气体力，表示fe分别代表电机磁拉力。图中显示ft和fe方向相反，但实际计算中也会考虑二者相同的情况。另由于平衡块以及偏心曲轴33所产生的离心力与上述几种力相比低1～2两个数量级，故本分析示意图中将其忽略。

另，无电机轴承10时，fe处曲轴33最大变形量为：

有电机轴承10时，fe处曲轴33最大变形量为：

根据上述计算公式可知，图1中l4越小，p/pv值改善幅度越明显(p为压力，v为线速度)，通过控制曲轴配合部11的下端面与转子23的上端面之间的距离，可以减小l4，从而改善旋转式压缩机100的p/pv值，且使上轴承31的p/pv和下轴承32的p/pv值在现有条件下最优，同时电机轴承10的p/pv值也不会太高。

根据上述内容，对某型号压缩机，在pd/ps＝4.35/0.53工况下(pd为排气压力，ps为吸气压力)，转速为60rps时，各个轴承p值、pv值计算结果见下表：

表1有无电机轴承p/pv值计算结果表

由上表可知，增加电机轴承10后上下轴承32p/pv值均有一定幅度的改善，且电机轴承10的p/pv值远小于上下轴承32。

同样以该机型为例，无电机轴承10时，fe处曲轴33最大变形量为：x0＝5.44e-5m,有电机轴承10时，fe处曲轴33最大变形量为：x1＝7.84e-6m。

也就是说，对于该机型，x1/x0＝1/7，l4具有足够的缩小空间，通过减小l4，那么fe处曲轴33最大变形量为可以更小，一方面可以改善压缩机可靠性，另外一方面也可以使曲轴33做的更细，提升压缩机能效比。

根据本发明实施例的旋转式压缩机100，通过增设电机轴承10并控制曲轴配合部11的下端面与转子23的上端面的距离，可以有效地降低曲轴33的变形，且电机轴承10的润滑效果更好，旋转式压缩机100的可靠性更高，压缩比更高。

根据本发明一个优选实施例的旋转式压缩机100，如图2所示，曲轴配合部11的下端距曲轴33中心的最大距离为b1，转子23的转子排气孔25距曲轴33中心最小距离为b2，满足：b1≤b2。可以理解的是，曲轴配合部11的下端距曲轴33中心的最大距离可以为曲轴配合部11的下端的外径，通过限定b1≤b2，这样曲轴配合部11不影响转子排气孔25排气。

根据本发明一个优选实施例的旋转式压缩机100，如图4-图6所示，转子23上可以设有分离板24，分离板24套设于曲轴配合部11，分离板24可以与转子23固定连接，比如分离板24可以通过铆钉铆接于转子23的端板，分离板24套设与曲轴配合部11间隙配合，进一步地，满足：0.05mm≤a3＝b3-b1≤5mm，其中b3为分离板24距曲轴33中心的最小距离，也就是分离板24的内孔半径，a3为分离板24与曲轴配合部11的间隙宽度。

通过设置分离板24，可以防止转子排气孔25排出的气体直接向上流动排出旋转式压缩机100，分离板24对转子排气孔25排出的气体起到阻挡的作用，气体在受到分离板24的阻挡后横向流动，可以被分离板24甩向定子线包22处，定子线包22可以过滤气体中的油，以获得更低的ocr，且控制分离板24与曲轴配合部11的间隙，可以使更多比例的气体沿径向向外流向定子线包22，这样可以保证旋转式压缩机100的油液面，同时能够有充足的油向电机轴承10供应。

根据本发明一个优选实施例的旋转式压缩机100，如图7所示，转子23的上端面可以设有沉槽26，曲轴配合部11的至少一部分伸入沉槽26，曲轴配合部11的下端可以伸入沉槽26，这样，在保证曲轴配合部11的支承长度的前提下，可以进一步降低l4，缩小旋转式压缩机100的轴向尺寸，曲轴33的变形量更小。

进一步地，如图7所示，曲轴配合部11的下端面距沉槽26的底部距离为a2，沉槽26的深度为h1，满足：0.1mm≤a2≤h1-1mm，一方面可以保证电机部的安全，另一方面尽可能地降低l4。沉槽26的深度为h1与转子23的高度的比值不大于0.3，这样沉槽26的设置不影响转子23的性能。

如图2、图4和图7所示，曲轴配合部11与密封容器配合部12可以为分体式。

如图4、图5、图7和图8所示，电机轴承10包括滑动轴承。

如图5和图8所示，曲轴配合部11与密封容器配合部12为一体式，这样电机轴承10的结构更简单，制造成本低。

如图6和图9所示，电机轴承10包括滚动轴承，具体地，曲轴配合部11与密封容器配合部12为一体式，曲轴配合部11为滚动轴承式，一方面可以解决滑动轴承供油困难的情况，另一方面也可以解决一体式电机轴承10装配精度高的问题。

如图1-图10所示，根据本发明另一个实施例的旋转式压缩机100包括：密封容器40、压缩机构部、电机部、电机轴承10。

其中，密封容器40可以包括主壳体、上壳体和下壳体。

电机部设置在密封容器40内，电机部设置在压缩机构部的上方，电机部包括定子21和转子23，定子21还具有电机线包。

压缩机构部设置在密封容器40内，压缩机构部包括：上轴承31、下轴承32、气缸、活塞34、滑片、曲轴33，曲轴33穿过电机部的转子23，并与转子23固定连接，转子23转动的转矩通过曲轴33传递给压缩机构部，带动压缩机构部压缩制冷剂，上轴承31和下轴承32起到支承曲轴33的作用。

电机轴承10设置在密封容器40内，且电机轴承10位于电机部的上方，电机轴承10包括曲轴配合部11和密封容器配合部12，曲轴配合部11支承曲轴33，曲轴配合部11可以对曲轴33的上部起到辅助支承的作用，曲轴配合部11可以与曲轴33间隙配合，密封容器配合部12用于与密封容器40的内壁配合，密封容器配合部12可以与密封容器40的内壁间隙配合，比如密封容器配合部12可以与主壳体间隙配合。

如图2所示，密封容器配合部12距电机部的定子线包22距离为a，满足：2mm≤a≤0.4t，比如2mm≤a≤15mm，具体地a＝4mm、a＝6mm、a＝9mm、a＝12mm等。

其中，2mm≤a可以保证电机的安全，如图10所示，以a＝0.1t和a＝0.4t进行两组试验，试验以ocr大小为对比，ocr表征气体中的机油含量，ocr越大，压缩机排气带出去的冷冻机油的量越大，这么压缩机内部冷冻机液面越低；反之越高，ocr越小表明该高度越佳。

试验结果参见图10，可知，a保持一个较小的数值对ocr有利，ocr越低，压缩机能效比cop越高。因此本发明不但可以降低ocr，还可以提升cop。

在保证电机部安全的情况下，使密封容器配合部12的下端面靠近定子线包22的上端面，由此，可以缩短图1中的力臂l4，进而减小曲轴33的变形。

可以理解的是，增加电机轴承10将改善上下轴承32的受力情况，对可靠性提升有益。图1为增加电机轴承10后压缩机构部受力分析示意图，图1中fs表示下轴承32承载力，fm表示上轴承31承载力，ft表示电机轴承10承载力，fp表示压缩气体气体力，表示fe分别代表电机磁拉力。图中显示ft和fe方向相反，但实际计算中也会考虑二者相同的情况。另由于平衡块以及偏心曲轴33所产生的离心力与上述几种力相比低1～2两个数量级，故本分析示意图中将其忽略。

另，无电机轴承10时，fe处曲轴33最大变形量为：

有电机轴承10时，fe处曲轴33最大变形量为：

并且根据计算理论公式可知，图1中l4越小，p/pv值改善幅度越明显(p为压力，v为线速度)，通过控制曲轴配合部11的下端面与转子23的上端面之间的距离，可以减小l4，从而改善旋转式压缩机100的p/pv值，且使上轴承31和下轴承32p/pv值在现有条件下最优，同时电机轴承10的p/pv值也不会太高。

根据上述内容，对某型号压缩机，在pd/ps＝4.35/0.53工况下(pd为排气压力，ps为吸气压力)，转速为60rps时，各个轴承p值、pv值计算结果见下表：

表1有无电机轴承p/pv值计算结果表

由上表可知，增加电机轴承10后上下轴承32p/pv值均有一定幅度的改善，且电机轴承10的p/pv值远小于上下轴承32。

同样以该机型为例，无电机轴承10时，fe处曲轴33最大变形量为：x0＝5.44e-5m,有电机轴承10时，fe处曲轴33最大变形量为：x1＝7.84e-6m。

也就是说，对于该机型，x1/x0＝1/7，l4具有足够的缩小空间，通过减小l4，那么fe处曲轴33最大变形量为可以更小，一方面可以改善压缩机可靠性，另外一方面也可以使曲轴33做的更细，提升压缩机能效比。

根据本发明实施例的旋转式压缩机100，通过增设电机轴承10并控制密封容器配合部12的下端面与定子线包22的上端面的距离，可以有效地降低曲轴33的变形，且电机轴承10的润滑效果更好，旋转式压缩机100的可靠性更高，压缩比更高。

根据本发明一个优选实施例的旋转式压缩机100，如图2和图3所示，密封容器40与密封容器配合部12对应处的内径为d，密封容器配合部12的外径为d1，满足：0.05mm≤d-d1≤1mm，优选地，0.05mm≤d-d1≤0.5mm。

根据本发明一个优选实施例的旋转式压缩机100，如图2和图3所示，密封容器配合部12的周向总长为c，0.1≤c/πd≤0.5。密封容器配合部12可以为多个，比如图3中的三个，且多个密封容器配合部12沿周向均匀间隔开布置，密封容器配合部12的周向总长c为多个密封容器配合部12的总周长。

可以理解的是，压缩机内部流场一个比较理想的状态是：定子21上部空间分离出来的冷冻机油能够沿着密封容器40的壁面，然后通过定子21与密封容器40之间的间隙，及时回流到密封容器40底部，保证密封容器40内部冷冻机油液面处于一个合理的高度。

通过限定密封容器配合部12的周向总长可以防止密封容器配合部12过多地阻碍机油回流，且定子21上部空间的机油量降低，优化上部空间流场，机油可以尽快沿密封容器40的壁面回流。

上述的长度单位均为mm。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。