CN117052670A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种压缩机，压缩机包括轴承组件和曲轴，轴承组件安装于壳体内，轴承组件包括至少一轴承，轴承具有轴承孔；曲轴具有安装至轴承孔内的轴段，曲轴相对轴承可转动地设置；通过在至少一轴承孔的至少部分内壁面来设置减摩的涂层，使得轴承和曲轴的接触面之间至少设置有一减摩涂层，减摩涂层可以减少曲轴与轴承接触面之间的摩擦系数，达到减小入力、提升性能的目的，在不改变压缩机的零部件结构和材料的前提下，达到改善曲轴和轴承摩擦副的磨损性能，改善曲轴与轴承配合面的润滑效果，防止配合面异常磨损，提高压缩机的可靠性，从而可以延长压缩机寿命，以解决现有的旋转式压缩机摩擦损耗较大的问题。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及压缩机。

背景技术

随着市场对空调能效等级的要求不断提高，空调厂家对压缩机的能效也提出了更高的要求。旋转式压缩机以其压缩效率高、体积小、噪音低等优点，在空调领域得到广泛应用。然而，现有空调系统使用的旋转式压缩机具有较大的摩擦损耗，约占系统总功耗的8％左右。为进一步提高压缩机能效，压缩机厂家均采用降低曲轴直径进行小轴化提效，减少接触面积的办法，减少摩擦损耗，提高能效，但其耐磨损性能大幅度降低，无法满足可靠性的需要，使降低曲轴直径的方法，受到限制。

现有技术中有通过在轴承组件中设置轴套，可通过轴套与主轴配合，以减小主轴与轴承组件之间的摩擦力，降低主轴与轴承组件的磨损程度。该轴套方案为保证轴套与轴承的同轴度，需在轴承上开孔再压入轴套然后进行精加工，导致装配加工工艺复杂，制造性降低。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种压缩机，旨在解决现有的旋转式压缩机摩擦损耗较大的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种压缩机，其中压缩机包括：

壳体；

轴承组件，安装于所述壳体内，所述轴承组件包括至少一轴承，所述轴承具有轴承孔；以及，

曲轴，所述曲轴具有安装至所述轴承孔内的轴段，所述曲轴相对所述轴承可转动地设置；

其中，至少一所述轴承孔的至少部分内壁面设置有减摩涂层，所述减摩涂层用于在所述曲轴相对所述轴承转动时，用于减少所述曲轴与所述轴承之间的摩擦力。

可选地，所述压缩机还包括驱动结构，所述驱动结构包括定子和转子，所述转子设置有供所述曲轴穿设的通孔，所述曲轴穿设于所述通孔；

所述轴承设有多个，多个所述轴承分设在所述驱动结构的两端，且对应与所述曲轴上的多个所述轴段转动配合。

可选地，各所述轴段的表面和/或对应的所述轴承孔的至少部分内壁面设置有减摩涂层。

可选地，所述减摩涂层沿所述轴段的表面的周向设置；和/或，

所述减摩涂层沿所述轴承孔的内壁面的周向设置。

可选地，所述轴承孔的内壁面设置有多个所述减摩涂层，多个所述减摩涂层在所述轴段的轴向上间隔布设。

可选地，所述减摩涂层设置两个，两个所述减摩涂层分设于所述轴承孔的两端的周侧缘。

可选地，各所述轴段的表面设置有多个减摩涂层，多个所述减摩涂层在所述轴段的轴向上间隔布设。

可选地，所述减摩涂层的厚度为d，其中，15μm≤d≤35μm。

可选地，所述轴承在其轴向上的长度为L，所述减摩涂层在所述轴段的轴向上的尺寸为H，其中，0.1＜H/L＜0.5。

可选地，所述压缩机包括滚动活塞式压缩机。

本发明提供的技术方案中，所述轴承安装至所述轴承孔内，所述曲轴相对所述轴承转动设置，所述轴承与所述曲轴之间形成摩擦副，通过在至少一所述轴承孔的至少部分内壁面来设置减摩的涂层，使得所述轴承和所述曲轴的接触面之间至少设置有一所述减摩涂层，所述减摩涂层可以减少所述曲轴与所述轴承接触面之间的摩擦系数，达到减小入力、提升性能的目的，并且在不改变所述压缩机的零部件结构和材料的前提下，达到改善曲轴和轴承摩擦副的磨损性能，改善曲轴与轴承配合面的润滑效果，防止配合面的异常磨损，提高所述压缩机的可靠性，从而可以延长压缩机寿命，以解决现有的旋转式压缩机摩擦损耗较大的问题。

附图说明

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的压缩机一实施例的截面示意图；

图2为图1中的曲轴的立体示意图；

图3为图1中的轴承的立体示意图；

图4为图1中的曲轴和轴承装配的部分结构的截面示意图；

图5为图4中的曲轴和轴承的部分结构的截面示意图；

图6为本发明提供的压缩机另一实施例的截面示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	压缩机	31	轴段
1	壳体	4	减摩涂层
				2	轴承	5	驱动结构
2a	轴承孔	51	转子
				3	曲轴

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

随着市场对空调能效等级的要求不断提高，空调厂家对压缩机的能效也提出了更高的要求。旋转式压缩机以其压缩效率高、体积小、噪音低等优点，在空调领域得到广泛应用。然而，现有空调系统使用的旋转式压缩机具有较大的摩擦损耗，约占系统总功耗的8％左右。

需要说明的是，旋转式压缩机通过旋转运动将气体压缩，从而提高气体的压力和温度，旋转式压缩机的工作原理可以简单地描述为：通过两个旋转的叶轮将气体从进气口吸入，然后在叶轮的旋转下，气体被压缩并排出这个过程中，气体的压力和温度都会随着压缩的程度而增加。旋转式压缩机的泵体主要组成部分有：气缸、滚套、曲轴、轴承2(包括上轴承和下轴承)、叶片、弹簧、消音器等。压缩机的曲轴是由主轴颈，是压缩机内部传送动力的装置。在主轴颈的下部装有电动机，主轴颈的上部在泵体中旋转。曲轴是压缩机的主要部件之一，它接受电动机以扭矩形式传来的动力，电机带动曲轴旋转，曲轴的偏心部分带动滚套旋转，从而压缩气体而做功。并且曲轴通过轴承的轴承孔安装至压缩机壳体内，曲轴与轴承之间相对旋转设置。

为进一步提高压缩机能效，压缩机厂家均采用降低曲轴直径进行小轴化提效，减少接触面积的办法，减少摩擦损耗，提高能效，但其耐磨损性能大幅度降低，无法满足可靠性的需要，使降低曲轴直径的方法，受到限制。现有技术中有通过在轴承组件中设置轴套，可通过轴套与主轴配合，以减小主轴与轴承组件之间的摩擦力，降低主轴与轴承组件的磨损程度。该轴套方案为保证轴套与轴承的同轴度，需在轴承上开孔再压入轴套然后进行精加工，导致装配加工工艺复杂，制造性降低。

为了解决上述问题，本发明提供一种压缩机，图1为本发明提供的压缩机一实施例的截面示意图；图2为图1中的曲轴的立体示意图；图3为图1中的轴承2的立体示意图；图4为图1中的曲轴和轴承2装配的部分结构的截面示意图；图5为图4中的曲轴和轴承2的部分结构的截面示意图；图6为本发明提供的压缩机另一实施例的截面示意图。

请参阅图1至图3，所述压缩机100包括轴承2组件和曲轴3，所述轴承2组件安装于所述壳体1内，所述轴承2组件包括至少一轴承2，所述轴承2具有轴承孔2a；所述曲轴3具有安装至所述轴承孔2a内的轴段31，所述曲轴3相对所述轴承2可转动地设置；其中，至少一所述轴承孔2a的至少部分内壁面、设置有减摩涂层4，所述减摩涂层4用于在所述曲轴3相对所述轴承2转动时，用于减少所述曲轴3与所述轴承2之间的摩擦力。

本发明提供的技术方案中，所述轴承2安装至所述轴承孔2a内，所述曲轴3相对所述轴承2转动设置，所述轴承2与所述曲轴3之间形成摩擦副，通过在安装至所述轴承孔2a内的轴段31的至少部分表面和/或所述轴承孔2a的至少部分内壁面来设置减摩的涂层，使得所述轴承2和所述曲轴3的接触面之间至少设置有一所述减摩涂层4，所述减摩涂层4可以减少所述曲轴3与所述轴承2接触面之间的摩擦系数，达到减小入力、提升性能的目的，并且在不改变所述压缩机100的零部件结构和材料的前提下，达到改善曲轴3和轴承2摩擦副的磨损性能，改善曲轴3与轴承2配合面的润滑效果，防止配合面的异常磨损，提高所述压缩机100的可靠性，从而可以延长压缩机100寿命，以解决现有的旋转式压缩机100摩擦损耗较大的问题。

所述减摩涂层4可以是通过添加润滑剂或表面处理方式在摩擦副表面生成一层薄薄的固体润滑膜，从而降低表面的摩擦磨损；或者是采用表面强化技术，如热喷涂、表面合金化、电镀、渗硫、渗氮等，改变其微观结构或在表面生成金属化合物、陶瓷等物质，提高摩擦副的耐磨性。

需要说明的是，所述减摩涂层4可以设置为聚四氟乙烯(PTFE)涂层。聚四氟乙烯是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物，化学式为(C2F4)n，耐热、耐寒性优良，可在－180～260℃长期使用。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低。在极端压力下具有耐磨性，耐腐蚀，耐候性和耐化学性。

所述曲轴3和/或所述轴承2的喷涂工艺包括以下步骤：1.表面处理：将待喷涂的材料表面清洁干净，并进行必要的喷砂或抛光或热分解处理，使基体表面清洁同时增加表面粗糙度，提高涂层与基体的结合，以提高涂层附着力。2.喷涂准备：将PTFE涂料与溶剂混合，调整成合适的粘度和流动性。3.喷涂过程：使用专用的喷涂设备将PTFE涂料均匀地喷涂在材料表面上，形成一层薄膜。4.固化处理：将喷涂好的材料在高温下进行固化处理，使PTFE涂层与基材牢固结合。通过PTFE涂层喷涂工艺，可以提高材料的表面质量和耐久性，延长使用寿命，同时还可以提高生产效率和产品质量。通过上述工艺可以使得PTFE涂层的耐磨性更好，摩擦系数更小。其中，PTFE涂层可以为等离子喷涂工艺制作的涂层。换言之，该PTFE涂层采用等离子喷涂工艺制作，例如，采用METCO－7M型等离子喷涂设备，热源为氢氧火焰，保护气为氩气，等离子焰流温度可高达16000℃以上，颗粒速度可达到850m/s以上。采用等离子喷涂工艺制作的PTFE涂层可以更好地与对应的所述曲轴3的所述轴段31的外表面或所述轴承孔2a的内壁面的结合，可以提高其可靠性，也可以更好地减小摩擦副之间的磨损量。

进一步地，请参阅图6，在另一实施例中，在所述曲轴3应用在具有双支撑结构的压缩机100中时，所述压缩机100还包括驱动结构5，所述驱动结构5包括定子和转子51，所述转子51设置有供所述曲轴3穿设的通孔，所述曲轴3穿设于所述通孔；所述轴承2设有多个，多个所述轴承2分设在所述驱动结构5的两端，且对应与所述曲轴3上的多个所述轴段31转动配合。因双支撑结构的压缩机100采用下端轴承2作为曲轴3的支撑，转子51套在曲轴3上成悬梁臂，故，转子51在运转中就可能产生摇摆，影响压缩机100稳定性。通过在所述曲轴3的上端设置至少一所述轴承2，且该轴承2位于所述驱动结构5的上方，在所述驱动结构5的下方设置有多个所述轴承2，使得曲轴3上下分别通过至少两个所述轴承2支撑，更为的稳定。

进一步地，在该实施例中，各所述轴段31的表面和/或对应的所述轴承孔2a的至少部分内壁面设置有减摩涂层4，如此，使得在所述曲轴3安装至所述轴承孔2a内的各所述轴段31的表面与所述轴承孔2a的内壁面之间设置有一所述减摩涂层4，或者在各所述轴段31的表面与所述轴承孔2a的内壁面上均设置有一所述减摩涂层4，使得所述曲轴3与多个所述轴承2之间的多个相互接触的配合面之间都有至少一所述减摩涂层4，使得所述曲轴3在与多个所述轴承2配合时，都能够尽可能的减少摩擦。

具体地，请参阅图2至图3，在本实施例中，所述减摩涂层4沿所述轴段31的表面的周向设置；和/或，所述减摩涂层4沿所述轴承孔2a的内壁面的周向设置。如此，所述减摩层喷涂于所述轴段31的表面，提升所述轴段31表面的平整体，可以保证PTFE涂层在所述轴段31表面上的涂覆可靠性，可以有利于减小曲轴3和轴承2之间的磨损量。同样，所述减摩涂层4喷涂于所述轴承孔2a的内壁面，也能提升所述轴承孔2a的内壁面表面的平整体，可以保证PTFE涂层在所述轴承孔2a内壁面上的涂覆可靠性。

可以理解的是，所述减摩涂层4可以是喷涂满所述轴承孔2a的孔壁上，或者是，在所述轴段31的表面喷涂满呈圆环状的所述减摩涂层4，因减摩涂层4具有一定的厚度，突出所述轴承孔2a的孔壁和所述轴段31表面，那么在所述曲轴3相对所述轴承2转动时，主要还是作用在所述减摩涂层4上，还是可以起到减少摩擦的作用。

进一步地，为了降低成本，节省原材料，在一些实施例中，所述轴承孔2a的内壁面设置有多个所述减摩涂层4，多个所述减摩涂层4在所述轴段31的轴向上间隔布设。如此，无需将整个所述轴承孔2a的内壁面完全喷涂所述减摩涂层4，可以将所述减摩涂层4沿周向部分喷涂所述轴承孔2a的孔壁和所述轴段31。当然，在一些实施例中，也可以是在各所述轴段31的表面设置有多个减摩涂层4，多个所述减摩涂层4在所述轴段31的轴向上间隔布设。

进一步地，每一所述轴承孔2a内设置有两个所述减摩涂层4，两个所述减摩涂层4分设于所述轴承孔2a的两端的周侧缘。因所述曲轴3与所述轴承2相对转动时，最容易发生相对磨损的地方是各所述轴承孔2a的两端的周侧缘处，而在此两处分别设置一所述减摩涂层4，使得所述曲轴3和所述轴承之间能够更为耐磨。

具体地，为了延长所述曲轴3和所述轴承2的使用寿命，所述减摩涂层4的厚度与其使用寿命息息相关，故，在本实施例中，所述减摩涂层4的厚度为d，其中，15μm≤d≤35μm。通过合理选取PTFE涂层的厚度，可以使得PTFE涂层耐磨性更好。

进一步地，在本实施例中，所述轴承2与所述轴段31之间设置为间隙配合。如此设置，所述轴承2与所述轴段31之间存在合理大小的间隙，避免所述轴承2与所述轴段31之间过度干涉，能延长所述减摩涂层4的使用寿命。

具体地，请参阅图4至图5，在本实施例中，所述轴承2在其轴向上的长度为L，所述减摩涂层4在所述轴段31的轴向上的尺寸为H，其中，0.1＜H/L＜0.5。因PTFE涂层的涂覆区域可设置在所述曲轴3旋转运动时，在所述轴承孔2a的内壁面所扫过的易磨损的区域，当所述减摩涂层4在所述轴段31的轴向上的尺寸设置为满足0.1＜H/L＜0.5时，既能够节约成本，并且能够保证其减摩效果。

为了更进一步地减少摩擦副之间的摩擦，在本实施例中，所述曲轴3上形成有进口、出口、以及连通所述进口和所述出口的输油通道，所述进口用于与压缩机100的油池连通，所述出口与所述轴承孔2a对应设置。在实际工作中，所述压缩机100的壳体1底部设置有油液，在压缩机100做功时，油池内的油液被负压吸附朝上输送，油液从所述出口被输送至所述轴承孔2a处，油液在所述曲轴3和所述轴承2之间挤压，从而起到润滑的作用。进而使得所述曲轴3和所述轴承2之间不仅通过所述减摩涂层4进行减摩，还能够通过油液进行润滑减摩。

进一步地，在本实施例中，所述轴承孔2a的内壁面上凹设有沿所述轴承2的周向延伸设置的导油槽。所述导油槽不仅能够在所述曲轴3转动行程中，将输送的油液能够储存部分，并且能将油液沿所述轴承2的内周壁的周向进行输送，使得所述轴承孔2a的内周壁能够均匀被润滑。

具体地，在一具体实施例中，所述压缩机100包括滚动活塞式压缩机100。所述滚动活塞式压缩机100是依靠偏心安设在汽缸内的旋转活塞，在圆柱形汽缸内作滚动运动，和一个与滚动活塞相接触的滑板的往复运动实现气体压缩的压缩机100。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

轴承组件，安装于所述壳体内，所述轴承组件包括至少一轴承，所述轴承具有轴承孔；以及，

曲轴，所述曲轴具有安装至所述轴承孔内的轴段，所述曲轴相对所述轴承可转动地设置；

其中，至少一所述轴承孔的至少部分内壁面设置有减摩涂层，所述减摩涂层用于在所述曲轴相对所述轴承转动时，用于减少所述曲轴与所述轴承之间的摩擦力。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括驱动结构，所述驱动结构包括定子和转子，所述转子设置有供所述曲轴穿设的通孔，所述曲轴穿设于所述通孔；

所述轴承设有多个，多个所述轴承分设在所述驱动结构的两端，且对应与所述曲轴上的多个所述轴段转动配合。

3.如权利要求2所述的压缩机，其特征在于，各所述轴段的表面和/或对应的所述轴承孔的至少部分内壁面设置有减摩涂层。

4.如权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述减摩涂层沿所述轴段的表面的周向设置；和/或，

所述减摩涂层沿所述轴承孔的内壁面的周向设置。

5.如权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述轴承孔的内壁面设置有多个所述减摩涂层，多个所述减摩涂层在所述轴段的轴向上间隔布设。

6.如权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述减摩涂层设置两个，两个所述减摩涂层分设于所述轴承孔的两端的周侧缘。

7.如权利要求4所述的压缩机，其特征在于，各所述轴段的表面设置有多个减摩涂层，多个所述减摩涂层在所述轴段的轴向上间隔布设。

8.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述减摩涂层的厚度为d，其中，15μm≤d≤35μm。

9.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述轴承在其轴向上的长度为L，所述减摩涂层在所述轴段的轴向上的尺寸为H，其中，0.1＜H/L＜0.5。

10.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括滚动活塞式压缩机。