具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机的制作方法

1.本发明具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，涉及涡旋压缩机技术领域，尤其涉及采用自润滑轴承的涡旋式压缩机。


背景技术：

2.现有的涡旋式压缩机的上支撑一般固定于壳体上部，用于固定定涡旋的同时还要支撑十字环与动涡旋，并且约束曲轴的径向窜动，为了防止曲轴回转导致的过热烧蚀情况，会在曲轴与上支撑之间加入自润滑轴承，而自润滑轴承本身的使用寿命也极大的限制了压缩机的使用寿命。
3.为了使用自润滑轴承能适应更高的曲轴回转速度以及更大的曲轴负荷，可采用带有树脂层结构的自润滑轴承，采用该式样轴承优点是轴承可适应更高的曲轴回转速度，但对于高负载运转的的情况，自润滑轴承受力不均的情况较为明显，会出现局部的应力集中，所以自润滑轴承仍有烧蚀现象产生，缩短压缩机的使用寿命，进而限制了压缩机的耐负载能力即压缩机的运转范围。
4.现有技术的不足之处是：为了适应更高的径向负载和曲轴转速，现有的自润滑轴承的选取一般会选用内径更大、长度更长的自润滑轴承。该方法在一定程度上改变了上支撑的结构与大小，甚至会造成压缩机内部空间不足，需要增大压缩机外壳的外径及长度，极大的增加了设计难度。
5.针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。


技术实现要素：

6.根据上述现有技术提出的选用自润滑轴承改变了上支撑的结构与大小，且增加压缩机外壳的外径与长度，增加了设计难度等技术问题，而提供一种具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机。本发明主要通过在上支撑上设置卸载槽，从而使得压缩机在运转高负荷工况时，自润滑轴承的径向受力在轴向方向上相对均匀，提升自润滑轴承的可靠性，从而提高了压缩机的可靠性及运转范围。
7.本发明采用的技术手段如下：
8.一种具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，包括：壳体、上支撑、自润滑轴承、曲轴、电机转子、下支撑、下盖、电机定子、十字环、动涡旋、定涡旋、上盖；曲轴的中部装有电机转子，电机定子位于电机转子的外部，并固定于壳体上；曲轴的上下两端分别通过上支撑和下支撑安装于壳体的内部；定涡旋固定于上支撑上，动涡旋和十字环设置于定涡旋和上支撑之间，并与曲轴的顶端相连接，由曲轴驱动；上支撑和下支撑与曲轴之间分别安装有自润滑轴承；壳体的上下两端分别装有上盖和下盖；
9.进一步地，上支撑上端面靠近自润滑轴承处，加工出具有一定深度的卸载槽；卸载槽呈环形结构。在压缩机运转时，曲轴会发生偏摆现象，即曲轴在运转过程中并非绝对竖
直，所以自润滑轴承在轴向方向上的负载是不均匀的：自润滑轴承上端负载较大，而下端负载较低。当压缩机运行高负荷工况时，因自润滑轴承受力较为集中，会促使其上端受力超过自身许用应力，而下端受力远小于自身的许用应力，卸载槽的存在，使上支撑自润滑轴承处上端产生柔性变形，大大减缓了自润滑轴承受力不均的情况，使得自润滑轴承的受力小于自身的许用应力，提高了自润滑轴承的可靠性，进而提升了压缩机的可靠性。
10.进一步地，卸载槽还可以设置于下支撑上端面靠近自润滑轴承处。在下支撑的自润滑轴承应力集中处受到较大径向负载时产生柔性变形，提升下支撑的自润滑轴承的承载能力和压缩机的可靠性。
11.进一步地，卸载槽截面形状可为直槽、斜槽中的一种，可根据压缩机实际负载情况及自润滑轴承的承载能力进行设计选择。当径向负载在自润滑轴承处的应力集中情况较小时，可采用端面形状为直槽的卸载槽；当径向负载在自润滑轴承处的应力集中情况较严重时，可采用端面形状为斜槽的卸载槽，使上支撑或下支撑处上端产生更大的柔性变形，更好了解决了自润滑轴承的径向承载不均的问题，提升压缩机的整体可靠性。
12.进一步地，卸载槽为连续环形结构、断续环形结构中的一种。连续卸载槽结构可使用于径向负载在自润滑轴承处的应力集中情况较严重的情况，通过上支撑或下支撑产生更大的柔性变形避免自润滑轴承的局部应力集中，来提高自润滑轴承的可靠性。断续卸载槽结构可适用于径向负载在自润滑轴承处的应力集中情况较小时，在保证自润滑轴承的受力均不大于自身许用应力的情况下，进一步提升了压缩机的整体结构强度，进而提升可靠性。
13.进一步地，根据断面形状及加工难易度决定卸载槽采用车削加工、铣削加工中的一种形式加工而成，
14.本发明的工作原理如下：
15.当压缩机启动运转后，随着电机的驱动，曲轴带动动涡旋转动，随着动涡旋的转动，动涡旋与定涡旋中逐渐建立起压力差，从而产生径向负载，径向负载通过主轴，主要作用在上支撑的自润滑轴承与下支撑的自润滑轴承处，且主要集中在上支撑自润滑轴承的上部。在上支撑与自润滑轴承之间的固定部分的上部采用窄且深的径向卸载槽结构，使得压缩机在极大负载的工况下即压缩机径向负载极高时，上支撑与自润滑轴承接触部上端产生弹性变形，自润滑轴承的上端可向外侧发生极其微小的位移，大大减缓了径向负载对自润滑轴承面的负载集中的情况，提高了自润滑轴承的可靠性；而压缩机在运行普通工况下即压缩机径向负载不大时，自润滑轴承上部因主轴的径向负载较小，上支撑与自润滑轴承接触部上端未产生弹性变形，进而自润滑轴承不会产生位移，可保证压缩机的平稳运转。
16.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
17.1、本发明提供的具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，通过在上支撑上设置卸载槽，提高了自润滑轴承的可靠性，进而提升了压缩机的可靠性；
18.2、本发明提供的具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，通过在下支撑上设置卸载槽，提升下支撑的自润滑轴承的承载能力和压缩机的可靠性；
19.3、本发明提供的具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，通过将卸载槽的截面设置为斜槽，使上支撑处上端与下支撑处上端产生更大的柔性变形，更好了解决了自润滑轴承的径向承载不均的问题，提升压缩机的整体可靠性；
20.4、本发明提供的具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，通过设置连续的环形卸
载槽，使得上支撑或下支撑产生更大的柔性变形，避免自润滑轴承的局部应力集中，来提高自润滑轴承的可靠性；
21.5、本发明提供的具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，通过设置断续的环形卸载槽，适用于径向负载在自润滑轴承处的应力集中情况较小时，在保证自润滑轴承的受力均不大于自身许用应力的情况下，进一步提升了压缩机的整体结构强度，提升了压缩机的整体结构强度，进而提升可靠性；
22.6、本发明提供的具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，卸载槽结构简单，设计空间大，可满足压缩机在复杂工况下的正常运转，易于加工，压缩机的综合成本较低。
23.7、本发明提供的具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，可极大的保证在运转恶劣工况下压缩机的可靠性。使得压缩机在运转高负荷工况时，自润滑轴承的径向受力在轴向方向上相对均匀，大大提升了自润滑轴承的可靠性，从而提高了压缩机的可靠性及运转范围。
24.综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的选用自润滑轴承改变了上支撑的结构与大小，且增加压缩机外壳的外径与长度，增加了设计难度等问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明结构示意图；
27.图2为本发明图1的a部放大视图；
28.图3为本发明上支撑与自润滑轴承上端受力集中时，受载柔性变形示意图；
29.图4为现有无卸载槽曲轴偏摆工况示意图；
30.图5为本发明卸载槽截面为斜槽结构示意图；
31.图6为本发明卸载槽为断续结构示意图。
32.图中：1、壳体，2、上支撑，3、自润滑轴承，4、曲轴，5、电机转子，6、下支撑，7、下盖，8、电机定子，9、十字环，10、动涡旋，11、定涡旋，12、上盖，13、卸载槽。
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
36.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
38.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
39.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
40.实施例1
41.如图1
‑
3所示，本发明提供了一种具有支撑径向卸载结构的涡旋式压缩机，包括：壳体1、上支撑2、自润滑轴承3、曲轴4、电机转子5、下支撑6、下盖7、电机定子8、十字环9、动涡旋10、定涡旋11、上盖12；曲轴4的中部装有电机转子5，电机定子8位于电机转子5的外部，并固定于壳体1上；曲轴4的上下两端分别通过上支撑2和下支撑6安装于壳体1的内部；定涡旋11固定于上支撑2上，动涡旋10和十字环9设置于定涡旋11和上支撑2之间，并与曲轴4的顶端相连接，由曲轴4驱动；上支撑2和下支撑6与曲轴4之间分别安装有自润滑轴承3；壳体1的上下两端分别装有上盖12和下盖7；
42.上支撑2上端面靠近自润滑轴承3处，通过车削加工形式加工出具有一定深度的卸载槽13；卸载槽13呈环形结构。
43.卸载槽13还可以设置于下支撑6上端面靠近自润滑轴承3处。
44.卸载槽13截面形状为直槽。
45.卸载槽13为连续环形结构。
46.实施例2
47.如图5所示，(在实施例1的基础上，)本发明还提供了一种截面形状为斜槽的卸载槽13。
48.实施例3
49.如图6所示，(在实施例1的基础上，)本发明还提供了一种断续环形结构的卸载槽13。
50.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围。