專利名稱：用于壓縮機(jī)的止推關(guān)節(jié)軸承組件及具有所述組件的壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型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，會生產(chǎn)熱變形同時(shí)在Fl的作用下會加重變形，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 4a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，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，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)容本實(shí)用新型所要解決的技術(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，本實(shí)用新型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9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10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。本實(shí)用新型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，使得軸套長度較長(如果帶平面止推滾珠軸承組合則軸套長度可設(shè)計(jì)的更長)，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；[0015]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9是本實(shí)用新型止推關(guān)節(jié)軸承組件的受力工作原理示意圖；圖10是本實(shí)用新型止推關(guān)節(jié)軸承組件工作時(shí)受力變形，放大示意圖；圖11是本實(shí)用新型止推關(guān)節(jié)軸承的實(shí)施方式；圖12是本實(shí)用新型止推關(guān)節(jié)軸承組件方案上支承片的俯視圖；圖13是本實(shí)用新型止推關(guān)節(jié)軸承組件方案軸承保持架的俯視圖；圖14是本實(shí)用新型止推關(guān)節(jié)軸承組件方案上保持架的俯視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型止推關(guān)節(jié)軸承組件方案的實(shí)施方式如圖11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。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 5b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。
2.一種具有包含如權(quán)利要求1所述止推關(guān)節(jié)軸承組件的壓縮機(jī)，其特征在于所述組件安裝在曲軸(4)的推力面和軸套(1)的止推面之間，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。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于壓縮機(jī)的止推關(guān)節(jié)軸承組件及具有所述組件的壓縮機(jī)，所述組件安裝在曲軸(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F04B39/00GK202001252SQ20112001562
公開日2011年10月5日 申請日期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 申請人:華意壓縮機(jī)股份有限公司