压缩机的止推结构和压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机的止推结构和压缩机。

背景技术

本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。

在压缩机中，以涡旋压缩机为例，涡旋压缩机通常包括由定涡旋部件和动涡旋部件构成的压缩机构。在现有的涡旋压缩机中，通常在外壳内部设置有电动机组件和压缩机组件。在电动机组件的驱动力的作用下，压缩机组件进行运转，同时，吸收制冷剂后进行压缩，然后排出。为了对压缩机中的各部件特别是压缩部件进行润滑，在驱动轴的下端设置有润滑油供给装置，例如油泵或油叉等，来自润滑油供给装置的润滑油通过驱动轴的中心孔被泵送到驱动轴的上端排出以对相应的部件进行润滑。

在上述润滑油供给装置中，以油泵为例，驱动轴的下端与油泵附接以驱动油泵，并且驱动轴通过止推垫片被支承在油泵壳体上而被止推垫片轴向止推。因此，油泵被驱动轴驱动在由油泵壳体形成的内腔中旋转用于泵送润滑油。驱动轴和止推垫片一般由金属制成，驱动轴和止推垫片起初在多个粗糙点(接触表面通常是不平的，微观上呈凸凹形状，特别地，在粗糙度高的情况下)处彼此表面接触，这些粗糙点处会产生摩擦和磨损。特别地，在高的接触压力(轴向载荷)的情况下，使得粗糙点塑性变形并且最终焊接(冷焊)在一起。随着驱动轴与止推垫片的继续滑动，焊接的粗糙点断裂，导致在一个表面产生凹腔，另一个表面产生凹陷。同时，磨损的颗粒分离并且抵靠表面摩擦，进而加重了表面的磨损。

因此，希望提出一种能够减小止推表面的磨损的止推结构。

发明内容

本发明的目的在于通过在驱动轴与止推表面之间设置插入件以提供一种能够减小磨损的止推结构。

本发明提供了一种压缩机的止推结构，所述压缩机包括驱动轴，所述止推结构包括止推表面和插入件，所述止推表面用于轴向地支承所述驱动轴，所述插入件附接至所述驱动轴以与所述驱动轴一体地旋转，所述插入件布置在所述驱动轴与所述止推表面之间并且与所述止推表面接触，使得所述驱动轴经由所述插入件而被所述止推表面轴向地止推。

优选地，所述插入件与所述驱动轴通过形状配合方式和/或过盈配合方式附接在一起。

优选地，所述形状配合方式实施为：

在所述插入件和所述驱动轴的轴端中的一者处设置方形凹部并且在另一者处设置适于与所述方形凹部形状配合的方形凸部；或者

在所述插入件和所述驱动轴的轴端中的一者处设置割圆形凹部并且在另一者处设置适于与所述割圆形凹部形状配合的割圆形凸部；或者

在所述插入件和所述驱动轴的轴端中的一者处设置具有一个或多个径向延伸部的圆形凹部并且在另一者处设置适于与所述圆形凹部形状配合的具有一个或多个径向延伸部的圆形凸部。

优选地，在所述插入件与所述驱动轴通过所述过盈配合方式附接在一起的情况下，在所述插入件和所述驱动轴的轴端中的一者处设置圆形凹部并且在另一者处设置适于与所述圆形凹部过盈配合的圆形凸部。

优选地，所述插入件为工程塑料件。

优选地，所述插入件的硬度介于所述驱动轴的硬度与所述止推表面的硬度之间。

优选地，所述插入件的硬度与所述止推表面的硬度大致相同。

优选地，所述插入件包括径向延伸的凸缘部，所述凸缘部包括面对所述驱动轴的轴端的第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，所述第二表面与所述止推表面接触。

本发明还提供一种压缩机，所述压缩机包括上述的止推结构。

优选地，所述压缩机包括泵油机构，所述泵油机构包括泵构件，所述插入件附接至所述驱动轴的底端并且包括从所述插入件的凸缘部轴向延伸的轴部，所述泵构件附接至所述轴部从而经由所述插入件而被所述驱动轴驱动。

优选地，所述泵油机构包括限定所述泵油机构的内部空间的壳体，以及所述壳体的面对所述插入件的上表面用作所述止推表面，或者，在所述壳体与所述插入件之间设置有垫片并且所述垫片提供所述止推表面。

优选地，所述插入件的凸缘部径向延伸超出所述驱动轴的外周。

优选地，所述插入件的凸缘部的面对所述驱动轴的底端的第一表面与所述驱动轴的底端之间设置有间隙。

优选地，所述间隙大于0.5mm。

本发明的止推结构通过在驱动轴与止推表面之间设置有插入件，该插入件以周向约束的、非旋转的方式附接至驱动轴以与驱动轴一体地旋转，并且，该插入件与止推表面接触，使得驱动轴经由该插入件被止推表面轴向地止推。本申请的上述构造在驱动轴与止推表面之间形成硬度的过渡部分，使得减少对止推表面的磨损。同时，实现硬度可调节，仅需要调节插入件的硬度，而不需要改变止推表面或止推垫片的硬度，使得止推结构容易兼容于现有的止推结构、降低成本并且适用性更加广泛。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本发明的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是包括了根据本发明的止推结构的涡旋压缩机的纵剖视图；

图2是图1所示涡旋压缩机中A位置处的止推结构的放大视图；

图3是图1所示涡旋压缩机中的止推结构的立体分解图；

图4是根据本发明的一个实施方式的止推结构的插入件和部分驱动轴的立体分解图；

图5是根据本发明的另一个实施方式的止推结构的插入件和部分驱动轴的立体分解图；

图6是根据本发明的又一个实施方式的止推结构的插入件和部分驱动轴的立体分解图；以及

图7是根据本发明的实施方式的止推结构的插入件与部分驱动轴的组装状态图。

具体实施方式

下面对本发明各种实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不再重复描述。附图中各种构造的尺寸关系仅是示例性的，其并不代表实际的尺寸关系。

首先将参照图1描述涡旋压缩机的总体构造和和运行原理。如图1所示，涡旋压缩机100(下文中有时也会称为压缩机)一般包括壳体110、设置在壳体110一端的顶盖112、设置在壳体110另一端的底盖114以及设置在顶盖112和壳体110之间以将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的隔板116。隔板116和顶盖112之间的空间构成高压侧，在高压侧设置有用于排出压缩后的流体的排气接头(未示出)。而隔板116、壳体110和底盖114之间的空间构成低压侧。壳体110中设置有由定子和转子构成的马达120。转子中设置有驱动轴130以驱动由定涡旋部件150和动涡旋部件160构成的压缩机构。动涡旋部件160包括端板164、形成在端板一侧的毂部162和形成在端板另一侧的螺旋状的叶片166。定涡旋部件150包括端板154、形成在端板一侧的螺旋状的叶片156和形成在端板的大致中央位置处的排气口152。在定涡旋150的螺旋叶片156和动涡旋160的螺旋叶片166之间形成一系列体积在从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔。

通过马达120的驱动，动涡旋部件160将相对于定涡旋部件150平动转动(即，动涡旋部件160的轴线绕定涡旋部件150的轴线旋转，但是动涡旋部件160本身不会绕自身的轴线旋转)以实现流体的压缩。经过定涡旋部件150和动涡旋部件160压缩后的流体通过排气口152排出到高压侧。

下面将描述压缩机中各部件的润滑过程。在图1所示的涡旋压缩机的示例中，在压缩机壳体的底部存储有润滑油。相应地，在驱动轴130中形成有大致沿其轴向延伸的通道，即形成在驱动轴130下端的中心孔136和从中心孔136向上延伸到偏心曲柄销132端面的偏心孔134。中心孔136的端部浸没在压缩机壳体底部的润滑油中或者以其他方式被供给有润滑油。在一种示例中，可以在该中心孔136中或其附近设置润滑油供给装置，图1中润滑油供给装置示出为油泵，润滑油供给装置也可以为油叉等。在压缩机的运转过程中，中心孔136的一端被润滑油供给装置供给有润滑油，进入中心孔136的润滑油在驱动轴130旋转过程中受到离心力的作用而被泵送或甩到偏心孔134中并且沿着偏心孔134向上流动一直到达偏心曲柄销132的端面。从偏心曲柄销132的端面排出润滑油，一部分润滑油被毂部162搅动而向上运动到达动涡旋部件160的端板164的下侧并随着动涡旋部件160的平动转动而遍布动涡旋部件160和支承动涡旋部件160的主轴承座之间的止推表面。在压缩机的运转过程中，供给到压缩机中的各种活动部件上的润滑油被甩出和飞溅以形成液滴或雾。这些润滑油液滴或雾将混合在工作流体(或者制冷剂)中。随后这些混合有润滑油液滴的工作流体被吸入到定涡旋部件150和动涡旋部件160之间的压缩腔中以实现这些涡旋部件内部的润滑、密封和冷却。动涡旋部件和定涡旋部件之间的这种润滑通常称之为油雾润滑。

接下来将结合图1至图7对本申请的润滑油供给布置中的止推结构进行描述。

参见图1至图3，图1是包括了根据本发明的止推结构的涡旋压缩机的纵剖视图；图2是图1所示涡旋压缩机中A位置处的止推结构的放大视图；图3是图1所示涡旋压缩机中的止推结构的立体分解图。虽然，本申请的压缩机以涡旋压缩机为例，但是本申请的止推结构也同样适用于其他类型的包括轴向止推结构的压缩机。

压缩机的止推结构包括止推表面S和插入件140，止推表面用于轴向地支承驱动轴130，插入件附接至驱动轴以与驱动轴一体地旋转，插入件140布置在驱动轴130与止推表面S之间并且与止推表面S接触，使得驱动轴经由插入件而被止推表面轴向地止推。

与现有技术相比，本申请的止推结构通过在驱动轴与止推表面之间设置有插入件(例如，插入销)，该插入件以周向约束的、非旋转的方式附接至驱动轴以与驱动轴一体地旋转，同时防止插入件与驱动轴在周向方向上相对彼此旋转，并且，该插入件与止推表面接触并且被止推表面轴向止推。由于止推表面的磨损与两个接触部件之间的硬度差相关，现有技术中的驱动轴和止推表面(止推垫片)通常由金属制成并且是量产的，使得难以调节两个部件之间的硬度差，本申请的上述结构使得在驱动轴与止推表面之间形成硬度的过渡部分，进而减少对止推表面的磨损。同时，仅需要调节插入件的硬度，而不需要改变止推表面硬度，使得止推结构容易兼容于现有的止推结构、降低成本并且适用性更加广泛。

压缩机还包括泵油机构(以油泵为例)，该泵油机构包括泵构件171，插入件140附接至驱动轴130的底端并且包括从插入件140的凸缘部142轴向延伸的轴部144，泵构件171附接至轴部144从而经由插入件而被驱动轴驱动。泵油机构还包括限定泵油机构的内部空间的壳体175，在壳体175与插入件140之间设置有垫片170并且该垫片170提供止推表面S。

在实施方式的一个方面中，壳体175的面对插入件的上表面(即，不设置垫片)也可以用作止推表面。在附图中，壳体175包括分体的底盖173和缸体172，在实施方式的其他方面中，可以由底盖或缸体本身提供止推表面。当然，底盖173和缸体172也可以是一体的。

接下来结合图4至图6对止推结构的插入件与驱动轴的附接方式进行描述，图4是根据本发明的一个实施方式的止推结构的插入件和部分驱动轴的立体分解图；图5是根据本发明的另一个实施方式的止推结构的插入件和部分驱动轴的立体分解图；图6是根据本发明的又一个实施方式的止推结构的插入件和部分驱动轴的立体分解图。插入件与驱动轴可以通过形状配合方式和/或过盈配合方式附接在一起。

结合图4至图6，插入件140可以包括径向延伸的凸缘部142，凸缘部142包括面对驱动轴130的轴端(底端)的第一表面和与第一表面相反的第二表面，第二表面用于与止推表面S接触。

在一个实施方式中，参见图4，在驱动轴130的底端处设置具有一个径向延伸部的圆形凹部，并且在插入件140处设置适于与该圆形凹部形状配合的具有一个径向延伸部的圆形凸部。当然，圆形凹部也可以设置在插入件处，而相应的圆形凸部设置在驱动轴的底端处。附图中示出了圆形凹部的一个径向延伸部以防止驱动轴与插入件彼此相对周向旋转，可以理解的是，驱动轴的圆形凹部可以设置多个径向延伸部，而插入件的圆形凸部设置相应的形状配合的多个径向延伸部。

在另一个实施方式中，参见图5，在插入件140处设置割圆形凹部并且在驱动轴130的底端处设置适于与割圆形凹部形状配合的割圆形凸部。该处的“割圆形”例如可以通过圆柱状体被平面截切后的形状形成。当然，割圆形凹部也可以设置在驱动轴的底端处，而相应的割圆形凸部设置在插入件处。

在又一个实施方式中，参见图6，在驱动轴130的底端处设置方形凹部并且在插入件140处设置适于与方形凹部形状配合的方形凸部。当然，方形凹部也可以设置在插入件处，而相应的方形凸部设置在驱动轴的底端处。

在根据实施方式的一个方面中，插入件与驱动轴通过过盈配合方式附接，特别地，在插入件和驱动轴的轴端中的一者处设置圆形凹部并且在另一者处设置适于与圆形凹部过盈配合的圆形凸部。

在根据实施方式的另一个方面中，插入件可以为工程塑料件。工程塑料件可代替金属件，并且具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用。

在根据实施方式的一个有利方面中，插入件的硬度可以介于驱动轴的硬度与止推表面的硬度之间，优选地，插入件的硬度可以小于驱动轴的硬度并且大于止推表面(止推垫片)的硬度。并且/或者，插入件的硬度可以与止推表面的硬度大致相同，使得插入件与止推表面之间的硬度的差几乎为零，以进一步减少插入件与止推表面之间的磨损。这使得可以降低插入件的硬度而适应垫片，以便易于操作并且成本降低，因为垫片和驱动轴通常都是量产的。由于无需改动垫片的硬度而是可以采用量产的现有垫片，因此节约成本。降低两者(插入件与垫片即止推表面)之间的硬度差，减少磨损。

在根据实施方式的另一个有利方面中，插入件140的凸缘部142径向延伸超出驱动轴的外周。插入件的(支承在止推表面S上的)径向凸缘部的外径可以大于驱动轴的外径。该构造使得不受限于驱动轴外径尺寸，能够增大与止推表面的接触面积，进而降低磨损。

在根据实施方式的再一个有利方面中，参见图7，图7是根据本发明的实施方式的止推结构的插入件与部分驱动轴的组装状态图，插入件140的凸缘部142的面对驱动轴130的底端的第一表面与驱动轴130的底端之间还可以设置有间隙G。该间隙构造可以弱化驱动轴的轴端倾斜造成的偏磨现象，插入件与止推表面能够正常接触，增加有效接触面积，进而减小极限接触应力。该间隙大小没有特别要求，可通过轴与轴承座之间的间隙得到极限偏差，优选地，该间隙G可以大于0.5mm。该间隙还可以有利地设置在径向外侧的周向边缘位置处。

上文已经具体描述了本发明的各种实施方式和变型，但是本领域技术人员应该理解，本发明并不局限于上述具体的实施方式和变型而是可以包括其他各种可能的组合和结合。