旋转式压缩机及其主轴承的制作方法

本实用新型涉及制冷设备领域，更具体地，涉及一种用于旋转式压缩机的主轴承和具有该主轴承的旋转式压缩机。

背景技术：

旋转式压缩机的结构主要包括压缩机构、电机、壳体、储液器四部分。其中，压缩机构主要包括气缸、副轴承、主轴承、活塞、曲轴及滑片；电机包括定子及转子。跟随转子旋转的曲轴沿轴向贯穿副轴承、气缸和主轴承，曲轴包括副轴、偏心轴和主轴三段，副轴位于副轴承内，偏心轴套在活塞里并位于气缸内，主轴位于主轴承内。其中，转子与曲轴的主轴段相连，压缩机构通过焊接固定在压缩机主壳体内，形成一个悬臂梁结构。

在工作时，定子通电，电磁场驱动转子转动，从而带动曲轴旋转，曲轴带动气缸内的活塞滚动压缩气缸内的冷媒，滑片将气缸内部空间分成高压腔和低压腔，活塞滚动过程中压缩冷媒，使高压腔内的压力升高，当压力升高至略大于压缩机构的外压力，高压气体冷媒即可通过主轴承上的排气孔或副轴承上的排气孔排出。

压缩机运行时，在气体负荷力和电磁拉力的作用下，曲轴的主轴紧紧贴合于主轴承的内表面上，并在转子带动下做旋转运动，曲轴的主轴外表面和主轴承内表面构成一对摩擦副。在电磁拉力的作用下，曲轴会产生一定的挠度，挠度过大会导致压缩机效率降低、转子碰撞定子产生间隙音等问题，降低压缩机的可靠性，影响压缩机的正常使用。尤其是对于高积厚的电机，转子的质量大，悬臂梁距离加大，曲轴产生的挠度越大，变形越大。

如果加大曲轴轴径或主轴承高度可增强曲轴和主轴承的刚性，虽然可减小曲轴在电磁拉力作用下的挠性变形，但加大曲轴轴径会加大摩擦副的面积及曲轴外表面的旋转线速度，加大主轴承高度会加大摩擦副面积，从而导致该摩擦副的摩擦损失增加。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种旋转式压缩机及其主轴承，该主轴承结构简单，可有效增强主轴承的刚性，减小曲轴的挠性变形，提高压缩机的使用可靠性和工作性能。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种旋转式压缩机的主轴承，所述主轴承包括法兰部和轮毂部，所述轮毂部与所述法兰部之间形成有锥形连接段，所述锥形连接段的直径朝向所述法兰部逐渐递增。

优选地，所述轮毂部、所述锥形连接段和所述法兰部一体成型。

优选地，所述主轴承为一体铸造件，所述锥形连接段的锥面为铸造成型面。

优选地，所述锥形连接段的锥面与所述法兰部的法兰平面之间的锥面夹角a满足：30°≤a≤80°。

进一步地，优选为45°≤a≤60°。

优选地，所述锥形连接段的锥面母线的长度为t，所述轮毂部的外径为T，满足：0.2≤t/T≤0.45。

优选地，所述主轴承的轴向长度不大于52mm。

优选地，所述轮毂部为空心柱状且内径不大于16mm。

优选地，所述轮毂部的内周壁设有润滑油槽，所述法兰部设有阀座，所述阀座安装有排气阀片。

相应地，本实用新型还提供一种旋转式压缩机，包括电机和下方的压缩机构，所述电机的曲轴贯穿所述压缩机构的由上至下依次设置的主轴承、气缸和副轴承，所述主轴承为本实用新型上述的旋转式压缩机的主轴承。

由于本实用新型的主轴承在轮毂部与法兰部之间形成有锥形连接段，增强法兰部与轮毂部的连接刚度和强度，可在不增大曲轴轴径和主轴承高度的基础下有效改善提高主轴承的刚性，减小与之配合的曲轴的挠度变形，提高压缩机使用过程中的可靠性，改善压缩机的工作性能和工作效率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的优选实施方式的旋转式压缩机的结构示意图；

图2是根据本实用新型的第一优选实施方式的旋转式压缩机的主轴承的结构示意图；

图3是图2中的A部分放大示意图；以及

图4是根据本实用新型的第二优选实施方式的旋转式压缩机的主轴承的结构示意图。

附图标记说明

100 旋转式压缩机 110 壳体

121 主轴承 1211 法兰部

1212 锥形连接段 1213 轮毂部

122 曲轴 1222 偏心部

123 气缸 124 副轴承

125 活塞 126 滑片

127 排气阀片 128 电机

1281 转子 1282 定子

1211x 第一法兰平面 1211y 第二法兰平面

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

如图2至图4所示，本实用新型提供了一种用于旋转式压缩机的主轴承121，所述主轴承121包括法兰部1211和轮毂部1213，轮毂部1213与法兰部1211之间形成有锥形连接段1212，锥形连接段1212的直径朝向法兰部1211逐渐递增。

在本实用新型中，所述主轴承121通过在法兰部1211和轮毂部1213之间设置一段锥面过渡连接，以增强二者的连接强度和刚度，这样可在不增大曲轴轴径和主轴承整体高度的情况下有效改善提高主轴承的刚性。

其中，所述轮毂部1213、锥形连接段1212和法兰部1211优选为一体成型。更优选地，主轴承121为一体铸造件，锥形连接段1212的锥面为粗品铸造成型面。即锥形连接段1212的锥面可在轴承粗品铸造时形成，在粗品第一次粗加工时完成相关尺寸控制，并且所述锥面非工作面，在主轴承精加工时不再进行加工。

经过长期研究和多次试验、检测发现，锥形连接段1212的锥面与法兰部1211的法兰平面之间的锥面夹角a满足：30°≤a≤80°，尤其是满足45°≤a≤60°时，效果最优。参见图2、图4，锥面夹角a即锥形连接段1212的斜锥面(图中以锥面母线示出)与法兰部1211的第一法兰平面1211x之间的锐角夹角。

更优选地，锥形连接段1212的锥面母线的长度为t，轮毂部1213的外径为T，满足：0.2≤t/T≤0.45。

若a值不满足45°≤a≤60°，且t/T值过小，则主轴承121的刚性不足，曲轴122运转过程中的挠性变形大，会影响压缩机的可靠性，降低压缩机的效率等；

若a值不满足45°≤a≤60°，且t/T值过大，则主轴承121的刚性过大，导致曲轴122在运转过程中与主轴承121摩擦增大，耗功和磨损增加，会降曲轴122的可靠性，进而降低压缩机的可靠性，设置倒角也就失去了本身所起的意义，同时还会增加加工费用。

因此，在本实用新型的具体实施例中，锥面夹角a、锥面母线的长度t以及轮毂部1213的外径T应符合上述取值限定，以更有效地提高主轴承的刚性，提高压缩机的效率及可靠性。

图4所示是本实用新型的另一种实施方式，仅改变了主轴承121在压缩机内的固定方式，即图2所示为通过螺钉与气缸123相连，图4的周缘部焊接固定于壳体110，其余同图2，在此不再赘述。

特别地，在本实用新型的一个具体实施方式中，为避免加大摩擦副面积，限定主轴承121的轴向长度不大于52mm。在此基础上，轮毂部1213为空心柱状且内径限定为不大于16mm，以避免过大的曲轴轴径将加大摩擦副面积及外表面旋转线速度。

具体地，参见图2至图4，主轴承121包括法兰部1211和轮毂部1213，法兰部1211和轮毂部1213之间设有锥形连接段1212，法兰部1211包括第一法兰平面1211x以及与第一法兰平面1211x相对的第二法兰平面1211y。法兰部1211上还设有阀座以用于安装排气阀片127和升程限位器。轮毂部1213的内周壁设有润滑油槽，以润滑穿过其中的曲轴122。另外需要说明的是，主轴承121或副轴承124上通常还设置有排气孔，这些结构对于本领域技术人员来说都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

下面参考图1详细描述根据本实用新型的具体实施方式的旋转式压缩机100，其中采用了本实用新型上述的主轴承121。

如图1所示，所述旋转式压缩机100包括：壳体110、压缩机构和电机128。

具体而言，参见图1，压缩机构设在壳体110内，以上机构包括主轴承121、曲轴122、气缸123、副轴承124、活塞125和滑片126。主轴承121设置在气缸123的顶部，副轴承124设置在气缸123的底部。主轴承121、副轴承124和气缸123之间限定出压缩机构的压缩腔，曲轴122贯穿主轴承121、气缸123和副轴承124。旋转式压缩机100的电机128设置在壳体110内。

如图1所示，电机128的定子1282固定设置在壳体110内，电机128的转子1281与曲轴122相连。曲轴122具有偏心部1222，偏心部1222位于压缩腔内，活塞125设在偏心部1222上。

压缩机100通电时，电磁场驱动转子1281转动，从而带动曲轴122旋转，曲轴122带动气缸123内的活塞125滚动压缩气缸123内的冷媒，滑片126将气缸123内部空间分成高压腔和低压腔，活塞125滚动过程中压缩冷媒，使高压腔内的压力升高，当压力升高至略大于压缩机构的外压力，高压气体冷媒即可通过主轴承121上的排气孔或副轴承124上的排气孔排出。

根据本实用新型的实施例的压缩机100的其他构成及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，在此不再详细描述。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。