一种低磨损止推曲轴和压缩机的制作方法

本发明涉及一种止推结构，尤其涉及一种低磨损止推曲轴，还涉及一种具有该低磨损止推曲轴的压缩机。

背景技术：

随着人们水平提高，对产品质量也要求越来越高。在压缩机行业中，压缩机各方面性能的可靠性越来越高。但是现有压缩机的曲轴支撑结构由止推面与下法兰形成，如图1，由于重力的作用，容易使压缩机受力均集中在止推面上，导致该止推面与下法兰相摩擦，经常出现异常磨损，影响压缩机的可靠性，从而影响客户对产品的认可，不利于公司发展。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种低磨损止推曲轴，还提供一种具有该低磨损止推曲轴的压缩机。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种低磨损止推曲轴，包括曲轴、相配合套设于所述曲轴上的止推部、相配合套设于所述曲轴上且与所述止推部下端面相接触的固紧件；所述曲轴上套设有至少一个位于所述止推部上方且随所述曲轴同步旋转以产生上升力的旋翼上升组件。

进一步地，所述旋翼上升组件包括套设于所述曲轴上的上升基座和多根绕所述基座分布的叶片。

进一步地，所述旋翼上升组件产生的上升力满足以下公式关系：

f＝d*p*l*n²*p1*0.25*10e-9

其中，f上升力，单位n；d旋翼上升组件的外径，单位mm；p螺距，单位mm；l叶片宽度，单位mm；n转速，单位r/s；p1压缩机空腔压力，单位n。

进一步地，所述d旋翼上升组件的外径为30～150mm；所述l叶片宽度为5～20mm；所述p螺距为35～120mm。

进一步地，所述旋翼上升组件具有两个。

进一步地，两个所述旋翼上升组件之间的间隔距离为35～120mm。

进一步地，所述叶片的一端设有卡嵌部；所述上升基座四周具有多个与所述叶片相配合的卡嵌槽。

进一步地，所述曲轴包括偏心部、长轴和短轴；所述偏心部相配合套设于所述长轴的一端上且位于所述止推部的上方相接触；所述短轴设于所述长轴内；所述止推部套设于所述曲轴上。

进一步地，所述叶片为长条形叶片或v形叶片或s形叶片。

本申请还公开一种压缩机，包括上述所述的低磨损止推曲轴。

与现有的技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的低磨损止推曲轴通过在曲轴上设置至少一个旋翼上升组件，通过旋翼上升组件与曲轴同步旋转，产生上升力，利用该上升力抵消压缩机内曲轴和转子的重力，使止推部与固紧件之间脱离接触或者少接触，以达到止推部不磨损或减少磨损的效果，减少摩擦，有助于延长止推部的寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是现有的止推曲轴的立体图。

图2是本发明的低磨损止推曲轴的立体图。

图3是本发明的低磨损止推曲轴的旋翼上升组件的分解立体图。

图4是本发明的低磨损止推曲轴的止推部的旋翼上升组件的外径d、内径d和叶片宽度l的示意图。

图中包括：

曲轴1、偏心部11、长轴12、短轴13、止推部2、固紧件3、旋翼上升组件4、上升基座41、叶片42、卡嵌部5、卡嵌槽6。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

如图1至4，一种低磨损止推曲轴，包括曲轴1、相配合套设于所述曲轴1上的止推部2、相配合套设于所述曲轴1上且与所述止推部2下端面相接触的固紧件3；所述曲轴1上套设有至少一个位于所述止推部2上方且随所述曲轴1同步旋转以产生上升力的旋翼上升组件4。该低磨损止推曲轴通过在曲轴1上设置至少一个旋翼上升组件4，通过旋翼上升组件4与曲轴1同步旋转，产生上升力，利用该上升力抵消压缩机内曲轴1和转子的重力，使止推部2与固紧件3之间脱离接触或者少接触，以达到止推部2不磨损或减少磨损的效果，减少摩擦，有助于延长止推部2的寿命。在本具体实施方式中，所述旋翼上升组件4具有两个。根据需求设置旋翼上升组件4为2个，在与曲轴1同步旋转过程中，产生两倍的上升力，快速使止推部2与固紧件3之间脱离接触或者少接触，减少摩擦，有助于延长止推部2的寿命。当然，另一具体实施方式中，根据需求，设置上旋翼上升组件4的数量为1个，有效地减少止推部2与固紧件3之间的摩擦，有助于延长止推部2的寿命。另外，如果在大型的压缩机中，曲轴1和转子的重量过于沉重，可以考虑增设旋翼上升组件4的数量为3个、4个、5个等。而且止推部2具体为止推面或者止推环。固紧件3为设于止推部2下端面上的下法兰。

在本具体实施方式中，两个所述旋翼上升组件4之间的间隔距离为35～120mm。根据压缩机的规格，选定两个旋翼上升组件4之间的合适距离，安全距离，使两个旋翼上升组件4产生的上升力不相互影响，对抵消压缩机内曲轴1和转子的重力具有良好的效果。

所述曲轴1包括偏心部11、长轴12和短轴13；所述偏心部11相配合套设于所述长轴12的一端上且位于所述止推部2的上方相接触；所述短轴13设于所述长轴12内；所述止推部2套设于所述曲轴1上。在本具体实施方式中，该偏心部11为偏心圆。在驱动力的作用下，通过短轴13带动长轴12和偏心圆同步旋转，进而带动旋翼上升组件4与曲轴1同步旋转，便于产生上升力，以抵消压缩机内曲轴1和转子的重力，使止推部2与固紧件3之间脱离接触或者少接触，以达到止推部2不磨损或减少磨损的效果。

所述旋翼上升组件4包括套设于所述曲轴1上的上升基座41和多根绕所述基座分布的叶片42。通过设置多根叶片42，在曲轴1的转动下，产生上升力，通过上升力抵消，压缩机内曲轴1和转子的重力，使止推部2与固紧件3之间脱离接触或者少接触，以达到止推部2不磨损或减少磨损的效果。为了提供上升力，所述叶片42可以为长条形叶片42或v形叶片42或s形叶片42或螺旋圆弧叶片42、扇形叶片42、伞形叶片42等。

具体的，所述叶片42的一端设有卡嵌部5；所述上升基座41四周具有多个与所述叶片42相配合的卡嵌槽6。通过叶片42和上升基座41之间设置相互配合的卡嵌部5和卡嵌槽6作为连接机构，实现叶片42和上升基座41之间的连接，结构简单，安装方便。当然，在某些具体实施方式中，上升基座41和叶片42之间的连接方式可以为过盈配合连接、焊接或者螺纹连接等实现安装。

为了使上升基座41和长轴12之间稳定连接，上升基座41和长轴12之间可以通过嵌套、过盈配合、焊接、螺纹等安装方式实现，结构简单，拆装方便。

为了减少止推部2与固紧件3之间的磨损或者避免磨损，采用了本方案，有效地减少止推部2与固紧件3之间的摩擦，有助于延长止推部2的寿命，该方案的设计思路如下：通过在曲轴1的长轴12上套设旋翼上升组件4，可以满足的公式为：上升力＝1/2x升力系数x压缩机内腔气流密度x速度的平方x机翼面积，利用旋翼上升组件4产生上升力，抵消曲轴1和转子组件重量，在压缩机运行过程中，使曲轴1止推面与法兰接触脱离，以达到不磨损或减少磨损。再通过换算和推导，可以得到：

所述旋翼上升组件4产生的上升力满足以下公式关系：

f＝d*p*l*n²*p1*0.25*10e-9

其中，升力系数一般为0.25；f上升力，单位n；d旋翼上升组件4的外径，单位mm；p螺距，单位mm，该p螺距模仿航模或者直升机航模中的螺距，具体为叶片42在压缩机内腔中旋转一圈叶片42平面经过的距离；l叶片42宽度，单位mm；n转速，单位r/s；p1压缩机空腔压力，单位n，该p1压缩机空腔压力为：p1＝a*标准大气压，单位10^5pa；而a指倍数，根据压缩机的规格大小，a取值5～40；同时，如图4，旋翼上升组件的外径d、内径d和叶片42宽度l；所述d旋翼上升组件4的外径为30～150mm；所述l叶片42宽度为5～20mm；所述p螺距为35～120mm。

进一步地，f上升力与压缩机的转子和曲轴1的重量关系满足：f≤(m1g+m2g)，m1为转子质量，单位kg，m2为曲轴1质量，单位kg,g为重力加速度，其中，电机产生力在此处不记，f部分抵消曲轴1和转子组件重量，减少曲轴1止推面与法兰接触力，根据f＝μ*f’，μ为摩擦系数，f为升合力，f为摩擦力；得到f’＝m1g+m2g-f，由此可看出摩擦力f减小，从而减少曲轴1磨损，提高压缩机整体的可靠性。具体的，压缩机中，44系列实施案例：d＝60mm，p＝80mm，宽度＝10mm，转速n＝50r/s，空腔压力p1＝20,根据f＝60*80*10*50*50*20*0.25*10^-9＝0.6kg，曲轴1重量0.27kg，转子重量1.5kg，摩擦系数0.25，减少摩擦值f＝u*f＝0.25*0.6*10＝1.5n。

本申请还公开一种压缩机，包括上述所述的低磨损止推曲轴。该低磨损止推曲轴主要应用于压缩机的电机上；该压缩机还包括常见的壳体、缸体、活塞、启动器和热保护器以及冷却系统。通过解决压缩机的止推部2磨损问题，与壳体、缸体、活塞、启动器和热保护器以及冷却系统相结合，便于压缩机整体工作的运行，提高压缩机整体的可靠性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。