推力轴承、压缩机以及空调的制作方法

本发明涉及压缩机领域，具体涉及一种推力轴承、压缩机以及空调。

背景技术：

压缩机包括气体静压推力轴承和止推盘，两者贴合。气体静压推力轴承以气体为润滑介质，高压气体通过节流器后流入到推力轴承处。气体在止推轴承与止推盘之间形成具有一定压力分布的气膜，产生用于平衡轴向力的气膜力。

相关技术中，气体静压推力轴承在推力轴承表面设置节流器。节流器包括狭缝式节流器、小孔节流器以及多孔质节流器。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：气体静压推力轴承的承载力由压缩气体通过节流器后形成的气膜力决定，与供气压力大小密切相关。制冷压缩机的轴向力与转速密切相关，压缩机工况时常发生变化，转速也不断改变，造成转子轴向力产生波动。但是，相关技术中，在供气压力一定时，气体静压推力轴承和止推盘之间的气膜力的大小是确定的，这使得气膜力无法与轴向力平衡，从而造成压缩机工作不稳定。

技术实现要素：

本发明提出一种推力轴承、压缩机以及空调，用以提高推力轴承的动压性能。

本发明一些实施例提供了一种推力轴承，包括：

壳体，具有贯穿的通孔，且所述壳体的通孔沿着轴向的一侧表面设置有内凹部，所述内凹部的底部都设置有贯穿所述壳体轴向方向的通气孔；以及

节流器，固定于所述内凹部中，所述节流器远离所述内凹部底部的一侧设置有第一区域；所述第一区域被构造为形成厚度变化的气膜。

在一些实施例中，所述节流器远离所述内凹部底部的一侧还设置有第二区域，所述第二区域和所述第一区域相邻；

其中，沿着所述推力轴承所安装的转子的转动方向，所述第二区域位于所述第一区域的下游。

在一些实施例中，所述第二区域设置有气槽。

在一些实施例中，所述第二区域成排设置有向内凹陷的气槽。

在一些实施例中，所述气槽被构造为以下其中一种：人字槽、螺旋槽、梯形槽。

在一些实施例中，所述人字槽的两个槽的交叉处位于所述两个槽自身其他区域的下游。

在一些实施例中，在所述推力轴承所安装的转子的转动方向上，所述第一区域形成的气膜的厚度逐渐变小。

在一些实施例中，所述第一区域被构造为斜面，且所述第一区域与所述第二区域连接的一侧高于所述第一区域的另一侧。

在一些实施例中，所述斜面的倾斜角度为3°～6°。

在一些实施例中，所述第一区域与所述第二区域连接的一侧的高度比所述第一区域的另一侧高15μm～25μm。

在一些实施例中，沿着所述壳体的周向设置有多个所述内凹部，每个所述内凹部中固定有至少一个所述节流器，每个所述内凹部的底部都设置有所述通气孔。

在一些实施例中，所述节流器的材质为等静压石墨。

本发明另一些实施例提供一种压缩机，包括本发明任一技术方案所提供的推力轴承。

本发明又一些实施例提供一种空调，包括本发明任一技术方案所提供的压缩机。

上述技术方案所提供的推力轴承，其壳体的内凹部安装有节流器，节流器设置有第一区域，在推力轴承安装于压缩机之后，推力轴承和推力盘之间会形成厚度变化的气膜，该气膜的薄厚会影响气膜力的大小，压缩机转速大时，气膜力大；压缩机转速小时，气膜力小。上述性能使得气膜提供的气膜力会与压缩机的转速相关，以提高推力轴承的动压性能，增加推力轴承的承载力，增强推力轴承的抗冲击性。并且，推力轴承采用气体润滑，减小了推力轴承的能量损耗，整体提高了压缩机的能量利用率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的推力轴承结构示意图；

图2为本发明实施例提供的推力轴承节流器主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的推力轴承节流器俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1～图3对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1，本发明一些实施例提供一种推力轴承，包括壳体1和节流器2。

壳体1主要起到固定节流器2、为节流器2提供供气通道的作用。壳体1具有贯穿的通孔11，且壳体1的通孔11沿着轴向的一侧表面设置有内凹部12，内凹部12的底部都设置有贯穿壳体1轴向方向的通气孔13。壳体1用于提供支承，壳体1是圆盘状的。在壳体1中间设置有贯穿的通孔11，该通孔11用于穿过压缩机的转轴。壳体1的一侧表面设置有向内凹陷陷的内凹部12，该内凹部12用于安装节流器2。比如，通过胶将节流器2粘贴安装在内凹部12中。

节流器2包括两个相对的表面：第一表面和第二表面。第一表面与内凹部12的底面贴合，第二表面与内凹部12的顶部大致是平齐的。节流器2远离内凹部12底部的一侧即第二表面所在的一侧设置有第一区域21。第一区域21被构造为形成厚度变化的气膜。节流器2采用扇形结构，靠近通孔11的为内侧，远离通孔11的为外侧。内侧的弧线长度短于外侧的弧线长度。

节流器2选用等静压石墨或者烧结多孔材料。烧结多孔材料比如金属、陶瓷烧结材料。等静压石墨材料和烧结多孔材料作为多孔质，具有耐温性能好、抗压强度大、化学性能稳定、机械加工性能良好等特点，并且可以适应制冷压缩机冷媒介质的工作环境。

上述技术方案提供的推力轴承，由于具有第一区域21，第一区域21可以形成厚度变化的气膜，这使得推力轴承虽然是一种静压轴承，但是同时具有良好的动压效应，并且还提高了推力轴承的承载能力。

在一些实施例中，节流器2远离内凹部12底部的一侧(即第二表面所在的一侧)还设置有第二区域22。第一区域21与第二区域22一体成形或者采用其他方式固定连接(比如烧结等)。第二区域22是与轴承壳体1平行的平板。第二区域22设置有气槽22a。沿着推力轴承所安装的转子的转动方向w，第二区域22位于第一区域21的下游。推力轴承所安装的转子的转动方向是单向的，图1所示意的情形为顺时针转动的情形。

对于每一块节流器2而言，节流器2上第二区域22布置在第一区域21的前端(即推力轴承所安装的转子转动方向的下游)，气体流过楔形区域后进入第二区域22。设置气槽22a可以有效增加推力轴承的动压效应，增强推力轴承的抗冲击性。

上述技术方案提供的推力轴承是一种气体静压推力轴承，但是同时具有良好的动压效应、良好的抗冲击性能以及比较大的承载力，使得推力轴承得动压性能、提供的承载力不仅与供气压力相关，还与压缩机的转速相关，承载力随着供气压力得增加而增大、随着转速得升高而增大，这使得推力轴承可以更好地适应制冷压缩机复杂工况对推力轴承性能的需求。

参见图1和图2，在一些实施例中，第二区域22成排设置有向内凹陷的气槽22a。在旋转方向上加工出具有一定深度的气槽22a。第二区域22设置有两排气槽22a，靠近圆心方向的那排气槽22a的数量少于靠近边缘方向的那排气槽22a的数量，这种结构具有更好的动压性能。

气槽22a比如为人字形气槽、其他类型增强动压效应的气槽22a结构，如螺旋气槽，梯形气槽等。气槽22a的布置形式可以均匀布置，也可以交错布置。气槽22a的布置数量与布置位置可以根据系统对轴向力的需求灵活调整。气槽22a的间距，宽度，深度要根据轴承的实际尺寸确定。气槽22a的深度相较于节流器2的厚度很小，因此不会影响节流器2的效果。气槽22a的深度比如为5μm～20μm，具体比如为5μm、8μm、10μm、14μm、16μm、20μm。

参见图1和图2，在一些实施例中，人字槽的两个槽的交叉处位于各气槽22a自身其他区域的下游。人字槽的气槽22a增强了动压效应，提高了推力轴承的抗冲击性。

参见图1和图2，在一些实施例中，第一区域21被构造为斜面，且第一区域21与第二区域22连接的一侧高于第一区域21的另一侧。沿着推力轴承所安装的转子的转动方向，第一区域21所对应的节流器2的厚度逐渐增加，气膜厚度逐渐减小。第一区域21的上述形状也被称为：节流器2的第一区域21的收敛方向与推力轴承的旋转方向相同。收敛区是通过改变节流器2的厚度形成的，通过在轴承旋转方向上设置第一区域21，使得推力轴承的气膜厚度在旋转方向上逐渐减小，气膜为收敛得，气膜压力上升，轴承承载力增大。

参见图1和图2，在一些实施例中，斜面的倾斜角度α为3°～6°。

参见图1和图2，在一些实施例中，第一区域21与第二区域22连接的一侧的高度比第一区域21的另一侧高15μm～25μm。楔形区域的尺寸变化在20μm左右，与节流器2的厚度相比很小。因此楔形区域对节流器2厚度影响很小。

参见图1和图2，在一些实施例中，内凹部12沿着壳体1的周向设置有多个，每个内凹部12中固定有至少一个节流器2，每个内凹部12的底部都设置有通气孔13。上述技术方案提供的推力轴承具有多块节流器2，多节流器2瓦块结构使得瓦块的供气压力更加均匀，推力轴承在周向方向上获得了均匀的气膜压力，最终使得推力轴承在周向方向上的压力均匀分布。

本发明另一些实施例提供一种压缩机，包括本发明任一技术方案所提供的推力轴承。

压缩机还包括推力盘，推力盘和推力轴承设置节流器2的一侧是贴合的，在推力盘和推力轴承的第一区域21之间形成厚度变化的气膜。

本发明又一些实施例提供一种空调，包括本发明任一技术方案所提供的压缩机。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。