本发明涉及压缩机领域，更具体而言，涉及一种曲轴、包括该曲轴的压缩机和包括该压缩机的制冷设备。
背景技术
现有旋转式压缩机的曲轴为整体结构，曲轴的直线轴和偏心部通过一体成型的方式形成整体的毛坯件，例如铸造毛坯或者锻造毛坯。毛坯件再通过机加工逐步得到曲轴成品。该种加工方式存在的问题是：曲轴的机加工余量较大，加工损耗大，材料成本、加工成本较高；曲轴零件难以标准化，生产管理麻烦。
为了解决这一问题，有文献探讨了将曲轴设计为分体结构，将直线轴部分和偏心部分开加工，然后再通过焊接组合。但这种以焊接固定的技术存在疲劳失效的风险，具有可靠性低的缺陷。
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，本发明的第一个方面的目的在于提供一种曲轴。
本发明的第二个方面的目的在于提供一种包括上述曲轴的压缩机。
本发明的第三个方面的目的在于提供一种包括上述压缩机的制冷设备。
为实现上述目的，本发明的一个方面的技术方案提供了一种曲轴，包括：偏心部，所述偏心部上设有安装孔，所述安装孔偏心设置；和直线轴，穿过所述安装孔，所述安装孔的孔壁和所述直线轴的外壁面中的一个上设有凸起，另一个上设有与所述凸起相适配的凹槽，所述凸起位于所述凹槽内。
本发明上述技术方案提供的曲轴，偏心部上设有供直线轴穿过的安装孔，直线轴位于安装孔内的部分上设有凸起，安装孔的孔壁的内壁面上设有与凸起相对应并相适配的凹槽，凸起位于凹槽内，或者，直线轴位于安装孔内的部分上设有凹槽，安装孔的孔壁的内壁面上设有与凹槽相对应并相适配的凸起，凸起位于凹槽内。
轴线轴和偏心部为分体式结构，通过凸起与凹槽的配合形成直线轴与偏心部的形状锁合，可靠性高，避免两者在压缩机运行中分离的风险，可靠性高，且能够实现直线轴与偏心部的标准化，降低曲轴的加工制造成本。
另外，本发明上述技术方案提供的曲轴还具有如下附加技术特征：
直线轴的至少一部分的横截面为圆形或大致的圆形，且圆心大致位于同一条直线上。偏心部的至少一部分横截面为圆形或大致的圆形，且偏心部的圆形的圆心大致位于同一条直线上。偏心部设置有安装孔，安装孔贯穿偏心部，安装孔的中心与偏心部的圆形呈偏心布置。所述直线轴的一部分设置于所述安装孔内。
直线轴和安装孔的孔壁中的一个上设有凸起，另一个上设有凸出结构，相邻两个凸起之间形成凹位，凸出结构位于凹位内，相邻两个凸出结构之间形成凹槽，凸起位于凹槽内，形成形状锁合。
上述技术方案中，优选地，所述凸起或所述凹槽沿所述直线轴的轴线方向的最大截面积为sp，满足：sp≥0.1smin，其中，smin为所述直线轴承载部分的最小横截面积，且smin为直线轴承载部分的最小横截面积中不包含孔槽等结构的净面积。当凸起或凹槽的数量为多个时，sp为全部凸起或全部凹槽沿直线轴的轴线方向的最大截面积的总和。
优选地，直线轴包括第一端部、第二端部、位于第一端部和第二端部之间的连接轴段，连接轴段位于安装孔内，第一端部和第二端部分别位于安装孔的两侧，第一端部和连接轴段的连接处设有第一退刀槽和第一孔位，第二端部和连接轴段的连接处设有第二退刀槽和第二孔位，第一端部和连接轴段的连接处为直线轴承载部分，该处的最小截面的直径为dmin，最小截面的面积是smin，smin为不包括第一孔位的净面积。
sp≥0.1smin保证直线轴与偏心部之间通过凸起和凹槽的形状锁合实现连接的可靠性。
上述技术方案中，优选地，所述凸起或所述凹槽的横截面呈梯形、矩形、三角形、圆弧形或渐开线齿轮轮齿的形状，当然，凸起或凹槽的横截面还可以呈除三角形外的多边形、椭圆形等其它形状。
上述技术方案中，优选地，所述凸起的数量为多个，且多个所述凸起沿所述安装孔的孔壁和所述直线轴的外壁面中的所述一个的周向间隔设置，所述凹槽的数量与所述凸起的数量相等，且所述凹槽与所述凸起一一对应。
设置多个凸起和凹槽能够进一步提高直线轴和偏心部连接的可靠性，避免连接失效。
上述技术方案中，优选地，多个所述凸起沿所述安装孔的孔壁和所述直线轴的外壁面中的所述一个的周向均匀或不均匀分布。
上述技术方案中，优选地，所述偏心部包括第一子偏心部和第二子偏心部，所述安装孔包括第一子安装孔和第二子安装孔，所述第一子安装孔偏心设置在所述第一子偏心部上，所述第二子安装孔偏心设置在所述第二子偏心部上，且所述第一子安装孔的孔壁和所述直线轴的外壁面中的一个上设有所述凸起，另一个上设有所述凹槽，所述第二子安装孔的孔壁和所述直线轴的外壁面中的一个上设有所述凸起，另一个上设有所述凹槽。
对于双气缸的旋转式压缩机，偏心部包括第一子偏心部和第二子偏心部。直线轴穿过第一子安装孔和第二子安装孔，直线轴上与第一子安装孔相配合部分的外壁面上设有凸起，第一子安装孔的孔壁的内壁面上设有凹槽，凸起位于凹槽内，或者，直线轴上与第一子安装孔相配合部分的外壁面上设有凹槽，第一子安装孔的孔壁的内壁面上设有凸起，凸起位于凹槽内。通过凸起与凹槽的配合，实现直线轴与第一子偏心部的形状锁合。
直线轴上与第二子安装孔相配合部分的外壁面上设有凸起，第二子安装孔的孔壁的内壁面上设有凹槽，凸起位于凹槽内，或者，直线轴上与第二子安装孔相配合部分的外壁面上设有凹槽，第二子安装孔的孔壁的内壁面上设有凸起，凸起位于凹槽内。通过凸起与凹槽的配合，实现直线轴与第二子偏心部的形状锁合。
上述技术方案中，优选地，所述第一子偏心部和所述第二子偏心部为一体式结构。
上述技术方案中，优选地，所述偏心部还包括设置在所述第一子偏心部和所述第二子偏心部之间的连接部，所述连接部上设有供所述直线轴穿过的连接孔，所述连接孔的孔壁和所述直线轴的外壁面中的一个上设有所述凸起，另一个上设有所述凹槽。
直线轴穿过连接孔，第一子安装孔和第二子安装孔分别位于连接孔的相对的两侧。直线轴上与连接孔相配合部分的外壁面上设有凸起，连接孔的孔壁的内壁面上设有凹槽，凸起位于凹槽内，或者，直线轴上与连接孔相配合部分的外壁面上设有凹槽，连接孔的孔壁的内壁面上设有凸起，凸起位于凹槽内。通过凸起与凹槽的配合，实现直线轴与连接部的形状锁合。
第一子偏心部和第二子偏心部的相位呈180°设置。
上述技术方案中，优选地，所述第一子偏心部、所述第二子偏心部、所述连接部为分体式结构；或者，所述连接部与所述第一子偏心部和所述第二子偏心部中的一个为一体式结构。
上述技术方案中，优选地，所述直线轴和所述偏心部相焊接，进一步提高直线轴与偏心部连接的可靠性，优选地，两者可以通过钎焊、mig焊、mag焊、tig焊、激光焊接、等离子焊接或电阻焊连接；和/或，所述直线轴和所述偏心部中的至少一个的材质为铸铁、铜合金、铝合金、粉末冶金材料、低碳钢、低合金钢中的一种或多种。
本发明第二个方面的技术方案提供一种压缩机，包括如第一个方面的技术方案中任一项所述的曲轴。
本发明第二个方面的技术方案提供的压缩机，因包括第一个方面的技术方案中任一项所述的曲轴，因而具有上述任一技术方案所述的曲轴的全部有益效果，在此不再赘述。
优选地，所述压缩机为旋转式压缩机。
本发明第三个方面的技术方案提供一种制冷设备，如上述技术方案中任一项所述的压缩机。
本发明第三个方面的技术方案提供的制冷设备，因包括第二个方面的任一技术方案所述的压缩机，因而具有上述任一技术方案所述的压缩机的全部有益效果，在此不再赘述。
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所提及的“制冷设备”可包含任何可应用本发明技术方案的能够制冷的装置，包括但不限于是冰箱、空调器或中央空调。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，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是本发明的实施例一所述的曲轴第一个视角的结构示意图；
图2是本发明的实施例一所述的曲轴第二个视角的结构示意图
图3是本发明的实施例一所述的曲轴第三个视角的结构示意图；
图4是图1中c-c向的剖视结构示意图；
图5是本发明的实施例一所述的曲轴的分解结构示意图；
图6是本发明的实施例二所述的曲轴的剖视结构示意图；
图7是本发明的实施例三所述的曲轴的剖视结构示意图；
图8是本发明的实施例四所述的曲轴的剖视结构示意图；
图9是本发明的实施例五所述的曲轴的结构示意图；
图10是图9中d-d向的剖视结构示意图；
图11是图9中e-e向的剖视结构示意图；
图12是图9中f-f向的剖视结构示意图；
图13是本发明的实施例六所述的曲轴的分解结构示意图。
其中，图1至图13中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1曲轴，11偏心部，111凸起，11a第一子偏心部，111a第一子偏心部凸起，112a第一子安装孔，11b连接部，111b连接部凸起，112b连接孔，11c第二子偏心部，111c第二子偏心部凸起，112c第二子安装孔，112安装孔，12直线轴，121凸出结构，122凹槽，123第一端部，124第二端部，125第一退刀槽，126第二退刀槽，127第一孔位，128第二孔位，t凸起或凸出结构的横截面最大宽度，l凸起或凹槽的长度，dmin曲轴承载部分的最小截面的直径。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面根据附图详细描述根据本发明实施例的曲轴和压缩机。该曲轴可用于旋转式压缩机或其他场合。在本发明下面的描述中，仅以旋转式压缩机为例来进行说明。当然，对本领域内的技术人员来说，旋转式压缩机活塞仅作为示例进行说明，而不限于此，也就是说，根据本发明的曲轴还可以应用于其他场合。
实施例一
如图1至图5所示，根据本实施例的一种曲轴，包含直线轴12和偏心部11。偏心部11上设置有大致的安装孔112，安装孔112与偏心部11外径呈偏心设置，并设有沿轴向的凸起111，凸起111沿安装孔112的周向均布分布，数量为n。直线轴12的一部分设置于安装孔112内，并且，直线轴12与偏心部11相配合的部分的外壁面设置有凸出结构121，凸出结构121之间形成的凹槽122与凸起111相互嵌合，形成圆周方向的形状锁合。相邻两凸起之间形成凹位，凸出结构位于凹位内。
进一步的，直线轴12承载部分最小截面的直径为dmin，最小截面的面积是smin。需要说明的是，smin是截面不包含孔槽等结构的净面积。
进一步的，凸起111和凸出结构121的横截面呈大致的梯形，梯形的底宽为t，凸起111和凸出结构121相互嵌合的长度为l。
容易理解的是，凸起111及凸出结构121必须具有足够的截面积，才能保证足够的扭转强度。优选的，凸起的尺寸满足：sp≥0.1smin，其中sp＝n·t·l。
优选地，直线轴包括第一端部123、第二端部124、位于第一端部和第二端部之间的连接轴段，连接轴段位于安装孔112内，第一端部123和第二端部124分别位于安装孔112的两侧，第一端部123和连接轴段的连接处设有第一退刀槽125和第一孔位127，第二端部124和连接轴段的连接处设有第二退刀槽126和第二孔位128，第一端部123和连接轴段的连接处为直线轴承载部分。
由此，根据本发明实施例的曲轴，由于其偏心部11和直线轴12形成了形状锁合，并且具有足够的扭转强度，因此，具有可靠性高的优点。
可选的，偏心部11和直线轴12使用焊接工艺连接，例如通过钎焊、mig焊、mag焊、tig焊、激光焊接、等离子焊接或电阻焊连接，从而进一步提高其可靠性。
可选的，直线轴11和偏心部12采用铸铁、铜合金、铝合金、粉末冶金材料、低碳钢、低合金钢中的一种或几种材料制成。
实施例二
如图6所示，根据本实施例二的一种曲轴，与实施例一大致相同。不同之处在于：本实施例的凸起111和凸出结构121的横截面轮廓呈大致的渐开线齿轮轮齿的形状，即凸起111和凸出结构121的横截面至少包含1条圆渐开线。
根据本实施例的曲轴，凸起111及凸出结构121可以使用现有的齿轮设计和加工方法，从而降低开发和制造成本。
实施例三
如图7所示，根据本实施例三的一种曲轴，与实施例一大致相同。不同之处在于：本实施例的凸起111和凸出结构121的横截面包含至少一条圆弧。
根据本实施例的曲轴，凸起及凸出结构具有更大的截面积，并且便于加工。
实施例四
如图8所示，根据本实施例四的一种曲轴，与实施例一大致相同。不同之处在于：凸起111和凸出结构121呈不对称的分布。
根据本实施例的曲轴，凸起及凸出结构的布置更加灵活，适用于更多的设计需求。
实施例五
如图9至图12所示，根据本实施例五的一种曲轴，与实施例一大致相同。不同之处在于：偏心部11包括第一子偏心部11a和第二子偏心部11c，第一子偏心部11a和第二子偏心部11c为一体式结构或分体式结构，如图9所示，偏心部包含2个不连续的圆形截面。
安装孔112包括第一子安装孔111a和第二子安装孔111c，第一子安装孔111a偏心设置在第一子偏心部11a上，第二子安装孔111c偏心设置在第二子偏心部11c上，且第一子安装孔111a的孔壁和直线轴12的外壁面中的一个上设有凸起，另一个上设有凹槽，第二子安装孔111c的孔壁和直线轴的外壁面中的一个上设有凸起，另一个上设有凹槽。
对于双气缸的旋转式压缩机，偏心部11包括第一子偏心部11a和第二子偏心部11c。直线轴12穿过第一子安装孔111a和第二子安装孔111c，直线轴12上与第一子安装孔111a相配合部分的外壁面上设有凸起，第一子安装孔111a的孔壁的内壁面上设有凹槽，凸起位于凹槽内，或者，直线轴12上与第一子安装孔111a相配合部分的外壁面上设有凹槽122，第一子安装孔111a的孔壁的内壁面上设有凸起(为图10中第一子偏心部凸起111a)，凸起位于凹槽内。通过凸起与凹槽的配合，实现直线轴与第一子偏心部11a的形状锁合。
直线轴12上与第二子安装孔111c相配合部分的外壁面上设有凸起，第二子安装孔111c的孔壁的内壁面上设有凹槽，凸起位于凹槽内，或者，直线轴上与第二子安装孔111c相配合部分的外壁面上设有凹槽，第二子安装孔111c的孔壁的内壁面上设有凸起(为图12中第二子偏心部凸起111c)，凸起位于凹槽内，直线轴的外壁面上设有凸出结构121，相邻两个凸出结构之间形成凹槽122，相邻两个凸起之间形成凹位，凸出结构位于凹位内。通过凸起与凹槽的配合，实现直线轴与第二子偏心部11c的形状锁合。
根据本实施例的曲轴，适用于双气缸的旋转式压缩机。
实施例六
如图13所示，根据本实施例六的一种曲轴，与实施例五大致相同。不同之处在于：本实施例的偏心部11形成为分体结构，包括第一子偏心部11a、第二子偏心11c和连接部11b。第一子偏心部11a的第一子安装孔和第二子偏心部11c的第二子安装孔的孔壁上具有凸起，分别为第一子偏心部凸起111a和第二子偏心部凸起111c。
可选的，偏心部还包括设置在第一子偏心部11a和第二子偏心部11c之间的连接部11b，连接部11b上设有供直线轴穿过的连接孔112b，连接孔112b的孔壁和直线轴的外壁面中的一个上设有凸起，另一个上设有凹槽。
直线轴穿过连接孔112b，第一子安装孔111a和第二子安装孔111c分别位于连接孔112b的相对的两侧。直线轴上与连接孔112b相配合部分的外壁面上设有凸起，连接孔112b的孔壁的内壁面上设有凹槽，凸起位于凹槽内，或者，直线轴上与连接孔112b相配合部分的外壁面上设有凹槽，连接孔112b的孔壁的内壁面上设有凸起(如图11中连接部凸起111b)，凸起位于凹槽内，直线轴的外壁面上设有凸出结构，相邻两凸出结构之间形成凹槽，相邻两凸起之间形成凹位，凸出结构位于凹位内。通过凸起与凹槽的配合，实现直线轴与连接部11d的形状锁合。
根据本实施例的曲轴，适用于双气缸的旋转式压缩机，并且加工相对实施例五更容易。
本发明第二个方面的实施例提供一种压缩机，包括如第一个方面的实施例中任一项的曲轴。
本发明第二个方面的实施例提供的压缩机，因包括第一个方面的实施例中任一项的曲轴，因而具有上述任一实施例的曲轴的全部有益效果，在此不再赘述。
优选地，压缩机为旋转式压缩机。
本发明第三个方面的实施例提供一种制冷设备，如上述实施例中任一项的压缩机。
本发明第三个方面的实施例提供的制冷设备，因包括第二个方面的任一实施例的压缩机，因而具有上述任一实施例的压缩机的全部有益效果，在此不再赘述。
根据本发明实施例的压缩机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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单元必须具有特定的方向、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。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。