《锥孔轴承结构的超高效单支承压缩机.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锥孔轴承结构的超高效单支承压缩机.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102200114 A (43)申请公布日 2011.09.28 CN 102200114 A *CN102200114A* (21)申请号 201110163115.9 (22)申请日 2011.06.17 F04B 39/00(2006.01) (71)申请人 华意压缩机股份有限公司 地址 333000 江西省景德镇市市高新区长虹 路 1 号 (72)发明人 盛正堂 吴景华 尹小兵 陈永安 何四发 金文辉 杨任平 崔磊 (74)专利代理机构 景德镇市高岭专利事务所 36120 代理人 程雷 (54) 发明名称 锥孔轴承结构的超高效单支承压缩机 (57) 摘要 本发。
2、明提供一种锥孔轴承结构的超高效单 支承压缩机， 通过将曲轴箱的曲轴孔设计为锥孔 形状， 进一步地减少曲轴长轴与轴承之间的磨擦 以提升压缩机的可靠性和效率。本发明可以使 R134a 压缩机的效率提高 2.0以上， 对于 R600a 压缩机， 如果上端锥孔锥度和下端锥孔锥度与曲 轴发生倾斜的角度设计成相吻合， 且在保证可靠 性的前提下减短轴承长度， 压缩机效率可以提高 2.0以上， 设计成不吻合时压缩机效率可以提高 1.0% 以上。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 CN 102200119 A1/。
3、1 页 2 1. 一种锥孔轴承结构的超高效单支承压缩机， 包括曲轴及曲轴箱， 其特征在于 ： 曲轴 箱的曲轴孔上端形状为锥孔。 2. 根据权利要求 1 所述锥孔轴承结构的超高效单支承压缩机， 其特征在于 ： 曲轴箱的 曲轴孔由上端的锥孔和下端的圆柱孔组成。 3. 根据权利要求 1 所述锥孔轴承结构的超高效单支承压缩机， 其特征在于 ： 曲轴箱的 曲轴孔由上端的锥孔和下端的锥孔组成。 4. 根据权利要求 1 所述锥孔轴承结构的超高效单支承压缩机， 其特征在于 ： 曲轴箱的 曲轴孔由上端的锥孔和下端的锥孔以及中间段的圆柱孔组成。 5. 根据权利要求 1 或 2 或 3 或 4 所述锥孔轴承结构的超。
4、高效单支承压缩机， 其特征在 于 ： 锥孔的锥度与曲轴在连杆力的作用下发生倾斜的角度吻合。 权 利 要 求 书 CN 102200114 A CN 102200119 A1/3 页 3 锥孔轴承结构的超高效单支承压缩机 技术领域 0001 本发明涉及压缩机技术领域， 具体涉及一种超高效单支承压缩机轴承结构。 背景技术 0002 压缩机机械磨擦副的磨擦对压缩机的效率有重要的影响， 压缩机设计都在尽可能 地减少摩擦来提升效率。然而对于超高效单支承压缩机而言， 由于曲轴在压缩机连杆力的 作用下会发生倾斜， 使得曲轴长轴圆柱面和曲轴孔圆柱面在投影方向形成一个夹角即曲轴 长轴圆柱面和曲轴孔圆柱面之间形成。
5、一个倾斜角， 进而使得油压呈单侧分布， 这样就会降 低压缩机的可靠性和工作效率。 目前， 对于负载相对较小的超高效单支承压缩机， 通常只是 通过减小曲轴长轴外径来减少纯流体摩擦功率以提升效率， 如 R600a 超高效单支承压缩机 的曲轴长轴外径由早期的16减小到14， 甚至12， 但由于结构设计、 润滑、 可靠性等多 方面原因， 很难再通过进一步减小曲轴长轴外径来减少摩擦以提升压缩机效率 ； 而对于负 载相对较高的超高效单支承压缩机， 减小曲轴长轴外径会带来边缘磨损失效问题， 例如将 R134a 超高效单支承压缩机的曲轴长轴外径由 16 减小到 14 时便会出现边缘磨损失效 现象， 即使是通过。
6、增加轴承长度的方式来增加受力面积仍然解决不了边缘磨损失效现象。 因此， 如何在保证超高效单支承压缩机的可靠性前题下进一步提升其工作效率是一道技术 难题。 0003 本发明所要解决的技术问题在于怎样进一步地减少磨擦以提升效率， 提供一种效 率更高的超高效单支承压缩机。 0004 为了解决上述技术问题， 本发明所采用的解决方案是 ： 一种锥孔轴承结构的超高 效单支承压缩机， 包括曲轴及曲轴箱， 其特征在于 ： 曲轴箱的曲轴孔上端为锥孔。将曲轴箱 的曲轴孔上端设计成锥孔形状， 可以改善油压的分布形态从而减少磨擦， 在保证超高效单 支承压缩机的可靠性前题下进一步提升其工作效率。 0005 根据负载的不。
7、同， 曲轴箱的曲轴孔可以分成二段， 即上端采用锥孔， 下端采用圆柱 孔或者锥孔， 也可以分成三段， 即两端为锥孔， 中间为圆柱孔 ； 当上端锥孔锥度和下端锥孔 锥度与曲轴在连杆力的作用下发生倾斜角度设计成相吻合情况时， 使得油压分布由原来的 单侧分布转为正态分布， 经过加速寿命试验验证表明， 此种设计可以有效地解决 R134a 压 缩机在曲轴长轴直径 a 由 16 减小到 14 情况下出现的边缘磨损失效现象， 并有效提 升了 R134a 压缩机效率 ； 而对于 R600a 压缩机， 当采用锥孔轴承结构 （锥孔小端直径大于或 等于圆柱孔直径） ， 由于它的纯流体磨擦功比现有圆柱轴承的纯流体磨擦功。
8、要小， 亦能有效 提升效率。 0006 本发明由于采用了上述技术方案， 它利用锥孔轴承结构使得压缩机产生以下显著 效果 ： 1、 使 R134a 压缩机的效率提高 2.0以上 ； 2、 对于 R600a 压缩机， 如果上端锥孔锥度和下端锥孔锥度与曲轴在连杆力的作用下发 生倾斜的角度设计成相吻合， 且在保证可靠性的前提下减短轴承长度， 压缩机效率可以提 说 明 书 CN 102200114 A CN 102200119 A2/3 页 4 高 2.0以上， 如果不设计成吻合， 压缩机可以效率提升 1以上。 附图说明 0007 图 1 是现有技术中的圆柱轴承工作示意图 ； 图 2 是本发明锥孔轴承一。
9、种工作情况示意图 ； 图 3 是本发明锥孔轴承第一种实施方案 ； 图 4 是本发明锥孔轴承第二种实施方案。 具体实施方式 0008 现有技术的情况如图1所示 ： 曲轴1在压缩机连杆力F1的作用下发生倾斜a， 即 曲轴长轴圆柱面 1a 和曲轴箱 2 的曲轴孔圆柱面 2a， 在投影方向的夹角， 其中 F3 F1+F2， 其中力 F3 最大。由于倾斜角 a的原因使得油压呈单侧分布， 如图 1 的右侧所示。 0009 本发明第一种实施方案主要应用于 R134a 压缩机效率的提升。如图 3 所示， 曲轴 箱2的曲轴孔分成三段， 即两端为锥孔， 中间为圆柱孔， 上端锥孔锥度为b， 锥孔长度为b， 锥孔起始。
10、内径为 b， 锥孔末端内径为 b c， 中间段为圆柱孔内径为 b， 圆柱孔长度为 h， 下端锥孔锥度为 C， 起始内径为 b， 锥孔末端内径为 b d。上端锥孔锥度 b和下 端锥孔锥度 C与曲轴 1 在连杆力 F1 的作用下发生倾斜角度为 a设计成相吻合即曲轴长 轴轴承表面 1a、 1b 分别与曲轴箱锥孔表面 2c、 2b 在投影方向轮廓线在相应位置平行贴合， 这样使得油压分布由原来的单侧分布转为正态分布， 可靠性得到提高， 有效的解决了 R134a 压缩机实现曲轴长轴直径 a 由 16 减小到 14 出现的边缘磨损失效现象， 并且通过加 速寿命试验验证了其正确性， 有效了提升了 R134a 。
11、压缩机效率。 0010 本发明第二种实施方案主要应用于 R600a 压缩机效率的提升。如图 4 所示， 曲轴 箱 2 的曲轴孔分成三段， 即两端为锥孔， 中间为圆柱孔， 上端锥孔锥度为 b， 曲轴 1 的长轴 轴承长度 b 减短到 b K， 锥孔起始内径为 b， 锥孔末端内径为 b c; 中间段为圆柱孔 内径为b， 圆柱孔长度为h;下端锥孔锥度为C， 曲轴1的长轴轴承长度c减短到c-m， 起 始内径为 b， 锥孔末端内径为 b d。当上端锥孔锥度 b和下端锥孔锥度 C与曲轴 1 在连杆力F1的作用下发生倾斜角度为a设计成相吻合, 油压呈正态分布， 曲轴长轴外径 为 a （目前最小为 12） ，。
12、 由于油压呈正态分布使得可靠性提高， 这样使得 R600a 曲轴长轴 的轴承长度 b 和 C 设计的更小 （即 b k 和 c-m） ， 纯流体磨擦功率进一步减少， 再加上锥孔 轴承速度梯度减少而带来的纯流体磨擦功率减小， 使得效率得到提升更加明显。这样解决 了 R600a 压缩机由于多种原因使得曲轴长轴承直径很难再减小的情况下， 实现了压缩机效 率的再次提升。对于 R600a 的压缩机由于其负载远远小于 R134a 压缩机， 在目前使用的曲 轴上不存在边缘磨损的问题， 设计锥孔轴承时， 上端锥孔锥度 b和下端锥孔锥度 C与曲 轴1在连杆力F1的作用下发生倾斜角度为a可以设计成相吻合， 也可以。
13、设计成不相吻合， 都能减少磨擦， 这主要是由于采用锥孔轴承后其锥孔端流体的速度梯度比圆柱轴承相应位 置流体的速度梯度更小 （圆柱孔内径为b， 圆锥孔起始内径为b， 终止内径为bc， 这 样圆锥孔与曲轴长轴之间是一个变间隙且其间隙均大于原来的圆柱孔即图 1 中的 b， 虽 然单纯的增加圆柱孔的内径可以减少润滑油的速度梯度， 但会整体增加曲轴长轴与曲轴箱 曲轴孔间隙， 由于目前曲轴采用的是螺旋油槽上油， 这样会降低曲轴润滑油的上油高度影 说 明 书 CN 102200114 A CN 102200119 A3/3 页 5 响润滑， 而锥孔轴承是利用锥孔这一特定形状以递增的方式增加间隙， 这样上油孔。
14、的位置 就可以设计在锥孔的下端面， 从而解决因间隙增加过大带来的上油问题， 使纯流体磨擦功 率下降， 提升效率。但是如果上端锥孔锥度 b和下端锥孔锥度 C与曲轴 1 在连杆力 F1 的作用下发生倾斜角度 a不设计成相吻合， 其油压仍然是单侧分布， 可靠性就不会得到提 高， 这样 R600a 曲轴长轴的轴承长度 b 和 C 就很难设计得更短， 其效率提高仅仅是由于锥孔 轴承速度梯度减少来实现。 说 明 书 CN 102200114 A CN 102200119 A1/4 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102200114 A CN 102200119 A2/4 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 102200114 A CN 102200119 A3/4 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102200114 A CN 102200119 A4/4 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 102200114 A 。