專利名稱：用于壓縮機(jī)的止推關(guān)節(jié)軸承組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓縮機(jī)的止推關(guān)節(jié)軸承組件以及包括所述組件構(gòu)成的壓縮 機(jī)產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
壓縮機(jī)機(jī)械磨擦副的磨擦對(duì)壓縮機(jī)的效率有重要的影響。壓縮機(jī)設(shè)計(jì)都在盡可能 的減少摩擦來提升效率，而目前壓縮機(jī)止推軸承的曲軸推力面與曲軸箱止推面存在單邊受 力而形成單邊磨擦現(xiàn)象即止推軸承的兩個(gè)應(yīng)該平行的平面實(shí)際上不平行(帶滾珠的，由于 實(shí)際上、下支承片的兩個(gè)面不平行，使得整個(gè)滾珠軸承只有個(gè)別滾珠在滾動(dòng))，失去軸承的 完整性，使得摩擦與振動(dòng)加劇，機(jī)械效率降低。止推軸承的兩個(gè)工作平面不平行的原因來 自多方面曲軸的影響如圖1及圖2所示。圖1為曲軸理想的形狀。圖2為曲軸實(shí)際加工存在 誤差，使得實(shí)際曲軸推力面如與理想曲軸推力面4b成一夾角C。。
曲軸箱的影響如圖3及圖4所示。圖3為曲軸箱理想的形狀。圖4為曲軸箱實(shí) 際加工存在誤差，使得實(shí)際止推面Ia與理想止推面Ib存在偏離成一夾角b°。缸孔軸線 Id及軸孔軸線Ie不垂直成一夾角a° (a°興90° )。
配合間隙及受力的影響如圖5及圖6所示，由于曲軸孔D6與曲軸長(zhǎng)軸d5有 間隙，而在壓縮機(jī)工作的時(shí)候受連桿Fl的作用，使得曲軸發(fā)生傾斜，以F3為支點(diǎn)，F(xiàn)3 = F1+F2。由于傾斜使得理想止推面Ib與實(shí)際推力面如形成夾角d°而不能完全貼合，由于 壓縮機(jī)實(shí)際工作時(shí)溫度較高，會(huì)生產(chǎn)熱變形同時(shí)在Fl的作用下會(huì)加重變形，進(jìn)一步加大 夾角d°的影響。
綜合影響如圖7所示(為綜合誤差的情況之一，為便于表達(dá)采用此種情況描 述)。圖2的夾角C。、圖4夾角b°及圖6的d°疊加，使得圖7中實(shí)際止推面Ia與實(shí)際推 力面如形成綜合誤差?yuàn)A角e°，即止推軸承的兩個(gè)工作平面(實(shí)際止推面Ia與實(shí)際推力 面4a)不平行，失去軸承的完整性，使得機(jī)械效率下降。圖4的夾角a°誤差與圖6的夾角 d° (曲軸軸線傾斜)形成圖7的綜合誤差?yuàn)A角f°。夾角f° (平行度的誤差也會(huì)影響，尚 未示出)誤差使得連桿力Fl分解成F4與F5，分力F5加大了實(shí)際止推面與Ia與實(shí)際推力 面如之間負(fù)載，加大摩擦。
受力問題圖7中實(shí)際止推面Ia與實(shí)際推力面如之間負(fù)載，來自于轉(zhuǎn)子重力、曲 軸的重力、吸油管的重力、轉(zhuǎn)子與定子之間向下的磁拉力、加工誤差造成的分力F5、零件在 工作時(shí)的熱變形及曲軸在受力后變形的附加負(fù)載。圖7中受夾角e°的影響使得止推軸承 的實(shí)際止推面Ia與實(shí)際推力面如交叉點(diǎn)g產(chǎn)生單邊摩擦，只是在Ia與如中部分面積受 力，其余部分有可能沒有受力，使得摩擦加劇同時(shí)也加大振動(dòng)，從而使得壓縮機(jī)的效率下 降，目前超高效壓縮機(jī)由于轉(zhuǎn)子疊厚較高使得其重力加大，此影響表明更加明顯。圖7的結(jié) 構(gòu)形式還有一個(gè)缺點(diǎn)由于沒有保留平面止推球軸承結(jié)構(gòu)，使得軸承1不能設(shè)計(jì)得很長(zhǎng)，壓 縮機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性較差，優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省成本。圖8為現(xiàn)有壓縮機(jī)的另一種結(jié)構(gòu)形式即帶平面止推球軸承，優(yōu)點(diǎn)在于可以提高效率，同時(shí)由于帶凸起lf，使得整個(gè)軸承1較長(zhǎng)，壓縮機(jī) 的穩(wěn)定性較好，但此結(jié)構(gòu)與圖7結(jié)構(gòu)一樣同樣存在綜合誤差?yuàn)A角e°產(chǎn)生應(yīng)力集中的單邊 摩擦，使得整個(gè)滾珠軸承的上支承片下表面恥和下支承片上表面8a不平行，只有個(gè)別滾珠 受力滾動(dòng)，使得滾珠軸承的完整性失去作用，使得機(jī)械效率下降。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于消除壓縮機(jī)止推軸承上的曲軸推力面與曲軸箱 止推面工作時(shí)不平行，存在應(yīng)力集中的單邊摩擦現(xiàn)象或整個(gè)滾珠軸承只有個(gè)別滾珠受力現(xiàn) 象，提出一種既能進(jìn)一步提高壓縮機(jī)效率，保證壓縮機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，又能適當(dāng)減少壓縮機(jī) 振動(dòng)的止推關(guān)節(jié)軸承組件，進(jìn)而提供具有所述止推關(guān)節(jié)軸承組件結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的解決方案是一種止推關(guān)節(jié)軸承組件，安裝在曲軸4的推力面和軸套1的止推面之間，其特征在于 所述的止推關(guān)節(jié)軸承組件自上而下依次由上支承片、含鋼珠的軸承保持架、下支承片、含鋼 珠的上保持架、含鋼珠的下保持架疊置構(gòu)成。軸承保持架中的鋼珠全部布滿，上保持架和下 保持架中的鋼珠是每間隔一個(gè)鋼珠孔布置一個(gè)鋼珠，即鋼珠的數(shù)量是鋼珠孔的一半。上保 持架鋼珠下面的露出部分，落在下保持架鋼珠孔中，下保持架鋼珠上面的露出部分與上保 持架鋼珠孔相配合，上保持架下表面與下保持架上表面貼合。所述上支承片以壓縮機(jī)曲軸 來定位，所述軸承保持架、下支承片、上保持架、下保持架以壓縮機(jī)軸套的凸起來定位。
上保持架和下保持架選用非金屬材料(具有良好的彈性)如圖12所示，同樣綜合誤 差造成的夾角e°，在單邊力F6的作用下(F6會(huì)隨曲軸旋轉(zhuǎn)角度改變而改變加載在不同的 鋼珠上)，使得上保持架中的鋼珠10 (或下保持架中的鋼珠，與曲軸旋轉(zhuǎn)角度有關(guān))，由原來 的實(shí)線位置下移到虛線位置(如圖1 所示，單邊力F6作用在鋼珠10上，鄰近的兩個(gè)鋼珠 12為臨時(shí)支點(diǎn)，一方面使得鋼珠向下移動(dòng)(上、下保持架鋼珠孔彈性變形使得鋼珠有小量位 移)到虛線位置，另一方面在鋼珠10鄰近的兩個(gè)鋼珠12之間的上、下保持架發(fā)生彈性變形， 下移到虛線位置，當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)使得F6離開鋼珠10時(shí)，原有的彈性變形恢復(fù)原狀，鋼珠10復(fù) 位，而曲軸旋轉(zhuǎn)使得F6移到下一個(gè)鋼珠12或鋼珠10發(fā)生同樣上述的彈性變形，依次類推， 曲軸推力面4a、上支承片5、下支承片8、保持架7隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，上支承片5的下表面恥與下支 承片8的上表面8a可以始終保持平行，使單邊應(yīng)力集中的摩擦消除(保持架7中個(gè)別鋼珠 6受力)，變?yōu)榫鶆蚴芰δΣ?保持架7中全部鋼珠6均勻受力)，從而實(shí)現(xiàn)保持止推軸承功能 的完整性，使得壓縮機(jī)的機(jī)械效率提升2%以上。
本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，它利用一種變孔徑彈性變形結(jié)構(gòu)方式，使應(yīng)用 這種平面止推關(guān)節(jié)軸承組件的壓縮機(jī)生產(chǎn)以下顯著效果1、壓縮機(jī)的效率提高2.0%以上；2、采用軸套的凸起結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于關(guān)節(jié)軸承厚度尺寸存在，使得軸套長(zhǎng)度較長(zhǎng)(如果帶 平面止推滾珠軸承組合則軸套長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)的更長(zhǎng))，確保壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性；3、可適當(dāng)減少曲軸推力面與曲軸箱止推面的振動(dòng)。


圖1是理想的曲軸形狀示意圖；圖2是實(shí)際加工的曲軸情況之一示意圖； 圖3是理想曲軸箱的形狀示意圖； 圖4是實(shí)際加工后曲軸箱的情況之一示意圖； 圖5是理想曲軸與理想曲軸箱不受力的狀態(tài)示意圖； 圖6是理想曲軸與理想曲軸箱在工作時(shí)的受力狀態(tài)情況之一示意圖； 圖7是現(xiàn)有實(shí)際加工后曲軸與實(shí)際加工后實(shí)際曲軸箱工作情形之一的第1種結(jié)構(gòu)受力 示意圖；圖8是現(xiàn)有實(shí)際加工后曲軸與實(shí)際加工后實(shí)際曲軸箱工作情形之一的第2種結(jié)構(gòu)放大 示意圖；圖12是本發(fā)明止推關(guān)節(jié)軸承組件的受力工作原理示意圖； 圖1 是本發(fā)明止推關(guān)節(jié)軸承組件工作時(shí)受力變形，放大示意圖； 圖12b是本發(fā)明止推關(guān)節(jié)軸承的實(shí)施方式； 圖13是現(xiàn)有滾珠軸承的府視圖； 圖14是本發(fā)明軸承保持架核心部分示意圖；圖15為本發(fā)明止推關(guān)節(jié)軸承組件方案上支承片、軸承保持架、下支承片的俯視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明止推關(guān)節(jié)軸承組件方案的實(shí)施方式如圖12b所示，止推關(guān)節(jié)軸承組件，包 括上支承片5、下支承片8、軸承保持架7、鋼珠6、上保持架9、上保持架鋼珠10、下保持架 11、下保持架鋼珠12。所述上支承片5以壓縮機(jī)曲軸來定位，所述下支承片8、軸承保持架 7、鋼珠6、上保持架9、上保持架鋼珠10、下保持架11、下保持架鋼珠12以壓縮機(jī)軸套的凸 起If來定位，軸承保持架7中的鋼珠全部布滿，上保持架9和下保持架11中的鋼珠是每間 隔一個(gè)鋼珠孔布置一個(gè)鋼珠，即鋼珠的數(shù)量是鋼珠孔的一半(見圖14)。上保持架鋼珠10 下面的露出部分，落在下保持架11鋼珠孔中，下保持架鋼珠12上面的露出部分與上保持架 11鋼珠孔相配合，上保持架下表面與下保持架上表面貼合。上保持架9和下保持架11為 具有良好的彈性非金屬材料(目前所在公司正使用的為DUPONT ZYETL 103HS1-L)，在F6的 作用下，上保持架9和下保持架11的鋼珠孔及上、下保持架局部的彈性變形(目前所在公司 正使用的為DUPONT ZYETL 103HS1-L)，使得上保持架鋼珠10及下保持架鋼珠12有小量的 位移，曲軸的旋轉(zhuǎn)使得F6的位移改變，彈性變形的部位隨之改變，原彈性變形的部位恢復(fù) 原狀，鋼珠10隨之復(fù)位。F6改變位置后的所在部位再次發(fā)生上述的過程。使得上支承片5 的下表面恥與下支承片8的表面8a可以始終保持平行，使單邊應(yīng)力集中的摩擦消除(保持 架7中個(gè)別鋼珠6受力，使得止推軸承功能不完整)，變?yōu)榫鶆蚴芰δΣ?保持架7中全部鋼 珠6均勻受力)，從而實(shí)現(xiàn)保持止推軸承功能的完整性。使得機(jī)械效率提升2%以上。為了 防止上保持架鋼珠10落入下保持架11鋼珠孔內(nèi)，或下保持架鋼珠12進(jìn)入上保持架9鋼珠 孔內(nèi)，具有良好的可靠性，尺寸A與SctB關(guān)系為A= ξΧ(Β/2), ξ為保險(xiǎn)系數(shù)，具體參數(shù) 值可根據(jù)壓縮機(jī)的負(fù)載及工況來確定，考慮實(shí)施的工藝性，上保持架9與下保持架11的厚 度相等為Α，上保持架鋼珠孔與下保持架鋼珠孔直徑相等為B。權(quán)利要求
1.一種用于壓縮機(jī)的止推關(guān)節(jié)軸承組件，安裝在曲軸(4)的推力面和軸套(1)的止推 面之間，其特征在于所述的止推關(guān)節(jié)軸承組件自上而下依次由上支承片(5)、含鋼珠(6) 的軸承保持架(7)、下支承片(8)、含鋼珠(10)的上保持架(9)、含鋼珠(12)的下保持架 (11)疊置構(gòu)成，軸承保持架(7)中的鋼珠(6)全部布滿，上保持架(9)和下保持架(11)中的 鋼珠是每間隔一個(gè)鋼珠孔布置一個(gè)鋼珠，上保持架中的鋼珠(10)下面的露出部分，落在下 保持架(11)鋼珠孔中，下保持架中的鋼珠(12)上面的露出部分與上保持架(11)鋼珠孔相 配合，軸套(1)上有一個(gè)凸起(If),所述上支承片(5)以壓縮機(jī)曲軸來定位，所述軸承保持 架(7)、下支承片(8)、上保持架(9)、下保持架(11)以壓縮機(jī)軸套的凸起(If)來定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓縮機(jī)的止推關(guān)節(jié)軸承組件，其特征在于上保持架(9) 和下保持架(11)為具有良好彈性的非金屬材料，兩者厚度(A)相等，它們的鋼珠孔直徑(B) 相等，且滿足尺寸A與SctB關(guān)系為A= ξΧ(Β/2)，其中ξ為保險(xiǎn)系數(shù)。
3.一種具有包含如權(quán)利要求1或2所述止推關(guān)節(jié)軸承組件構(gòu)成的壓縮機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于壓縮機(jī)的止推關(guān)節(jié)軸承組件，安裝在曲軸(4)的推力面和軸套(1)的止推面之間，其特征在于所述的止推關(guān)節(jié)軸承組件自上而下依次由上支承片(5)、軸承保持架(7)、下支承片(8)、上保持架(9)、下保持架(11)疊置構(gòu)成，上支承片(5)以壓縮機(jī)曲軸來定位，軸承保持架(7)、下支承片(8)、上保持架(9)、下保持架(11)以壓縮機(jī)軸套的凸起(1f)來定位。此種構(gòu)造消除了壓縮機(jī)止推軸承上的曲軸推力面與曲軸箱止推面工作時(shí)不平行，存在應(yīng)力集中的單邊摩擦現(xiàn)象或整個(gè)滾珠軸承只有個(gè)別滾珠受力現(xiàn)象，既能提高壓縮機(jī)效率，又能保證壓縮機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F04B39/00GK102032148SQ20111002095
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者何四發(fā), 崔磊, 李芳芳, 楊任平, 盛正堂, 金文輝, 陳永安 申請(qǐng)人:華意壓縮機(jī)股份有限公司