專利名稱：用于往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的缸體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于封閉式或非封閉式制冷壓縮機(jī)中的往復(fù)式壓縮機(jī)構(gòu)的缸體的結(jié)構(gòu)配置。
現(xiàn)有技術(shù)往復(fù)式即具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞的制冷壓縮機(jī)通常具有一機(jī)械組件，該機(jī)械組件主要包括缸體、曲軸、一個(gè)或多個(gè)連接桿和一個(gè)或多個(gè)活塞，活塞被特別設(shè)置為允許將由壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)提供的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為每個(gè)活塞的往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)。用于圖1和2所示類型的往復(fù)式壓縮機(jī)的普通結(jié)構(gòu)在殼體(未圖示)內(nèi)部具有一限定出活塞套(或氣缸)10的缸體B，該活塞套具有水平軸線X且活塞20在其內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)。缸體B還具有一軸套30，該軸套具有相鄰端部31、自由端部32和與活塞套10的水平軸線X相交的豎直軸線Y，所述軸套30容納有包括從軸套30的相鄰端部31向外突出并通過(guò)連接桿50可操作地聯(lián)接到活塞20上的偏心端部45的曲軸40。在本文中，曲軸40的軸線被認(rèn)為與軸套30的豎直軸線Y重合，與壓縮機(jī)的工作狀態(tài)無(wú)關(guān)。曲軸40的偏心端部45附近安裝有連接桿50的較大孔眼51，其較小孔眼52通過(guò)肘銷53聯(lián)接到活塞20。曲軸40聯(lián)接到未圖示的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上，該轉(zhuǎn)子使所述曲軸40轉(zhuǎn)動(dòng)以便使活塞20往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？偟膩?lái)說(shuō)，在這類壓縮機(jī)中，曲軸40的下部進(jìn)一步承載將油從限定于殼體下部的油池傳遞到待潤(rùn)滑的壓縮機(jī)部件的油泵(未圖示)。所述油泵還聯(lián)接到壓縮機(jī)內(nèi)的偏心端部45，殼體內(nèi)的機(jī)械組件可逆地安裝在壓縮機(jī)中。缸體B大體在端部70處支撐電動(dòng)機(jī)的定子(未圖示)。在這種現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，活塞套10形成在缸體B的上部而軸套30形成在所述缸體B 的下部，所述缸體B的上部和下部通過(guò)限定在活塞套10的水平軸線X和軸套30的相鄰端部31之間的連接部分60彼此連接成單體件。在這種已知結(jié)構(gòu)中，在活塞套10內(nèi)的氣體壓縮期間，抵靠曲軸40的偏心端部45 致動(dòng)的壓縮反作用力F通過(guò)曲軸40傳遞到位于軸套30的相鄰端部31和自由端部32的缸體B，向各所述端部施加隨后又源于壓縮反作用力F的第一和第二壓縮力F1、F2。進(jìn)一步根據(jù)所述的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，連接部分60在相應(yīng)的活塞套10和軸套30之間限定出單一的堅(jiān)固結(jié)構(gòu)連接。在活塞壓縮期間，壓縮反作用力F沿水平軸線X方向、抵靠其偏心端部45施加到曲軸40，迫使曲軸40遠(yuǎn)離活塞套10。所述反作用力F勢(shì)必引起曲軸40的偏心端部45的彈性角變形，使其軸線Z相對(duì)于軸套30的豎直軸線Y偏離活塞套10 —角度α。施加到曲軸40的偏心端部45上的該壓縮反作用力F通過(guò)第一和第二壓縮力Fl、 F2傳遞到位于軸套30的相鄰端部31和自由端部32的缸體B。施加到軸套30的第一和第二壓縮力Fl、F2分別通過(guò)第一和第二彎矩Ml、M2相對(duì)于連接部分60賦予軸套一角位移，這兩個(gè)彎矩合成為合成彎矩MF。軸套30的所述角位移指向活塞套10并相對(duì)于活塞套豎直軸線Y的標(biāo)稱位置形成角度β，使連接部分60彈性變形并使軸套30的豎直軸線Y相對(duì)于活塞套10的水平軸線X不在正交處，與所述軸線形成略小于90°的角度ω (參見(jiàn)圖1和3)。合成彎矩MF呈現(xiàn)圖3所示的、主要包括施加到軸套30的自由端部32的第二彎矩 Μ2的方向，因?yàn)槭┘拥捷S套30的相鄰端部31的第一壓縮力Fl投影到連接部分60上因而使其杠桿臂減小。因此，由第一壓縮力Fl引起的第一彎矩Ml相對(duì)于連接部分60也是最小化的。軸套30和曲軸40的偏心端部45在壓縮循環(huán)期間所承受的角變形使偏心端部45 的軸線Z相對(duì)于活塞套10的水平軸線X不在正交處，與所述軸線形成相當(dāng)于90° +α+β 總和的鈍角，造成曲軸40的偏心端部45和連接桿50之間的錯(cuò)位。偏心端部45的軸線和活塞套10的水平軸線X以及活塞套的往復(fù)運(yùn)動(dòng)之間的垂直度損失造成曲軸40的偏心端部45和連接桿50之間的錯(cuò)位，這一事實(shí)勢(shì)必?fù)p壞所述偏心端部45周圍的活塞較大孔眼51的支撐件。此外，這種幾何偏差在活塞20上產(chǎn)生徑向力，使后者抵靠在活塞套10的內(nèi)壁上，增加能量損耗和各部件之間的金屬接觸，帶來(lái)必然高的、 降低壓縮機(jī)的耐用性和可靠性的磨損率。因此上述提及的幾何偏差是十分不理想的。還應(yīng)注意到，除了偏心端部45和軸套30的角變形之外，還會(huì)產(chǎn)生更加增大曲軸40 和連接桿50之間的錯(cuò)位的制造幾何偏差，損害壓縮機(jī)的效率和耐用性。在大容量壓縮機(jī)中，由于較大的壓縮負(fù)載這個(gè)問(wèn)題更明顯。為了減少由于部件變形產(chǎn)生的錯(cuò)位，使用具有相對(duì)于與軸線X重合的載荷線對(duì)稱設(shè)置的支撐件的軸。雖然這個(gè)實(shí)施例使部件變形對(duì)支撐件錯(cuò)位的影響最小，但是這使曲軸40和連接桿50的制造和組裝更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
由于已知建議性解決方案的不便，本發(fā)明的一般目的是提供一種用于如上所述的、具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞類型的制冷壓縮機(jī)的建議性配置，實(shí)現(xiàn)在曲軸的偏心端部附近連接桿的較大孔眼以及活塞套內(nèi)部的活塞的支撐件上的磨損最小化。本發(fā)明的更具體目的是提供一種如上所述類型的建議性配置，使由曲軸和軸套形成的組件上的壓縮反作用力引起的變形效果最小。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種如上所述的配置，進(jìn)一步允許補(bǔ)償壓縮機(jī)制造幾何偏差，更加促使曲軸的偏心端部和連接桿的較大孔眼之間的錯(cuò)位最小化。這些及其他目的可通過(guò)用于往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的缸體實(shí)現(xiàn)，這類壓縮機(jī)包括一缸體，該缸體包括至少一個(gè)具有水平軸線且容納往復(fù)式活塞的活塞套，以及具有相鄰端部、自由端部和與活塞套的水平軸線相交的豎直軸線的軸套，所述軸套容納具有偏心端部的曲軸，該偏心端部從軸套的相鄰端部向外突出并通過(guò)連接桿聯(lián)接到活塞。根據(jù)本發(fā)明，缸體包括連接部分，所述連接部分具有附接到位于活塞套的水平軸線的、與面向軸套的那側(cè)相對(duì)的一側(cè)上的活塞套的一區(qū)域上的第一端和附接到軸套相鄰端部的第二端，所述連接部分在活塞套和軸套之間限定單一結(jié)構(gòu)連接并可通過(guò)彎矩彈性變形，彎矩源自作用于連接部分第二端并向軸套傳遞第一彎矩的第一壓縮力；和通過(guò)曲軸施加到軸套自由端并向后者傳遞與第一彎矩相對(duì)的第二彎矩的第二壓縮力，由于連接部分的彈性變形，所述彎矩引起軸套的豎直軸線在第一壓縮力的方向上的角位移，所述連接部分的彈性變形消除使軸套的豎直軸線相對(duì)于活塞套的水平軸線不在正交處的角位移或?qū)⒃摻俏灰葡拗茷轭A(yù)定值。根據(jù)本發(fā)明的特定方面，在活塞的壓縮循環(huán)期間，通過(guò)由連接桿施加到曲軸偏心部分的壓縮反作用力，將連接部分的彈性變形確定為將軸套豎直軸線相對(duì)于活塞套水平軸線不在正交處的角位移限制為與曲軸偏心端部在相反方向上的角位移相應(yīng)的值。與連接部分的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，這里所提及的結(jié)構(gòu)允許相對(duì)于連接部分作用于軸套上、由所述兩個(gè)相對(duì)的第一和第二彎矩的強(qiáng)度之間的差產(chǎn)生的合成彎矩引起連接部分的彈性變形。通過(guò)連接部分的結(jié)構(gòu)尺寸，后者的彈性變形能夠消除軸套的豎直軸線相對(duì)于活塞套的水平軸線不在正交處的角位移或者將該角位移限定到預(yù)定值。然而，當(dāng)連接部分的彈性變形僅被確定為消除豎直軸線的角位移時(shí)，不可避免曲軸偏心端部的軸線相對(duì)于活塞套的水平軸線的正交性偏差，當(dāng)所述正交性偏差不能由曲軸內(nèi)連接桿的支撐件座和活塞套中的活塞吸收時(shí)，會(huì)帶來(lái)如上所述的不希望的后果。為了保持所述偏心端部的軸線相對(duì)于活塞套的水平軸線的正交性，連接部分的結(jié)構(gòu)尺寸被制造為允許合成彎矩引起所述連接部分的彈性變形，所述變形僅僅足夠使軸套的軸線有角度地移動(dòng)一角度，該角度補(bǔ)償曲軸的偏心端部的角變形，保持所述偏心端部的軸線與活塞套的軸線正交。


接下來(lái)參考以示例方式給出的附圖描述本發(fā)明，其中圖1示意性示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造的缸體縱向剖視圖，并給出未被壓縮反作用力變形從而保持突出部標(biāo)稱正交性的軸套的軸線、活塞套的軸線和曲軸偏心端部的軸線；圖2示出如圖1所示、根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造的缸體的簡(jiǎn)化上部透視圖；圖3示出與圖1類似的視圖，但是示出由于壓縮反作用力而變形的軸套和曲軸偏心端部并示出這些軸線有角度地偏移、相對(duì)于活塞套的水平軸線不在正交處；圖4示意性示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的缸體的縱向剖視圖，包括曲軸、連接桿和處于活塞壓縮工作條件下的活塞(后兩者未示出)，保持軸套的豎直軸線與活塞套的水平軸線垂直，同時(shí)曲軸偏心端部的軸線具有與活塞套的水平軸線不在正交處的角位移；圖5示出與圖4類似的視圖，但是圖示出連接部分彈性變形的情況，變形情況被確定為允許軸套的角位移足夠補(bǔ)償曲軸偏心部分的角位移，保持偏心部分的軸線與活塞套的水平軸線垂直；和圖6示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的缸體的略為簡(jiǎn)化的上部透視圖，但是去掉了其他部件曲軸、連接桿、銷和活塞。
具體實(shí)施例方式正如所圖示的，本發(fā)明被設(shè)計(jì)為用于制冷壓縮機(jī)，更確切地說(shuō)用于先前所述類型的、封閉式或非封閉式的往復(fù)式壓縮機(jī)，這類壓縮機(jī)在殼體(未圖示)內(nèi)包括一缸體B，該缸體包括至少一個(gè)具有水平軸線X且容納往復(fù)式活塞20的活塞套10，以及具有相鄰端部31、自由端部32和與活塞套10的水平軸線X相交的豎直軸線Y的軸套30，所述軸套30容納具有偏心端部45的曲軸40，該偏心端部從軸套30的相鄰端部31向外突出并通過(guò)連接桿50 聯(lián)接到活塞20。根據(jù)本發(fā)明的配置，缸體B包括至少一個(gè)連接部分60，每個(gè)連接部分都具有第一端61和第二端62，第一端附接到位于活塞套10的水平軸線X —側(cè)的相應(yīng)活塞套10的一區(qū)域，這一側(cè)與朝向軸套30的那側(cè)相對(duì)，第二端附接到軸套30的相鄰端部31。每個(gè)連接部分60都在相應(yīng)的活塞套10和軸套30之間限定出單一的結(jié)構(gòu)連接，并在結(jié)構(gòu)上如此構(gòu)造以至于可以通過(guò)由下產(chǎn)生的合成彎矩MF彈性變形作用于軸套30的相鄰端部31上并向連接部分60、尤其是連接部分60的第二端62中傳遞第一彎矩Ml的第一壓縮力Fl ；以及通過(guò)曲軸40施加到軸套30的自由端32并向軸套的自由端傳遞與第一彎矩Ml相反的第二彎矩M2的第二壓縮力F2。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)連接部分60的彈性變形，合成彎矩MF引起軸套30的豎直軸線Y 在第一壓縮力Fl方向上較大幅度的角位移。連接部分60的所述彈性變形消除軸套30的豎直軸線Y相對(duì)于活塞套10的水平軸線X不在正交處的角位移或者將該角位移限定到預(yù)定值。合成彎矩MF相對(duì)于連接部分60呈現(xiàn)出與現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中給出的方向相反的方向， 因?yàn)樵诒景l(fā)明中施加第一壓縮力Fl的軸套30的相鄰端部31遠(yuǎn)離連接部分60的結(jié)合線， 因此，一旦第一壓縮力Fl遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第二壓縮力F2，第一彎矩Ml支配第二彎矩M2。為了使第一壓縮力Fl支配第二壓縮力F2，裝配的曲軸40-轉(zhuǎn)子組件要專門考慮以使所述組件的重心靠近軸套30的自由端部32。在圖4所示的工作狀態(tài)下，由第一和第二彎矩Ml、M2產(chǎn)生的合成彎矩MF被消除， 即使在活塞20處于壓縮循環(huán)時(shí)也使軸套30的豎直軸線Y保持處于與活塞套10的水平軸線X正交的狀態(tài)中。在圖5所示的工作狀態(tài)下，連接部分60被構(gòu)造為在活塞20的壓縮循環(huán)期間使其彈性變形，通過(guò)由連接桿50施加到所述偏心部分的壓縮反作用力F將使軸套30豎直軸線Y 相對(duì)于活塞套10水平軸線X不在正交處的角位移(角β)限定為與曲軸40的偏心端部45 在相反方向上的角位移(角α)相當(dāng)?shù)闹?。在圖5所示的工作條件下，由第一和第二彎矩 Μ1、Μ2產(chǎn)生的合成彎矩MF不等于零，以便引起連接部分60的彈性變形，這種變形勢(shì)必引起軸套40的豎直軸線Y遠(yuǎn)離活塞套10即在第一壓縮力Fl方向上的角位移。這提供了保持曲軸40的偏心端部45的軸線Z與活塞套10的水平軸線X垂直所需的軸套30的角位移。在圖5中可操作地所示的結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，容許軸套30的特定角位移以便補(bǔ)償偏心端部45的角變形。這允許在活塞20的壓縮循環(huán)期間，所述偏心端部45保持處于其標(biāo)稱位置以支撐連接桿50的較大孔眼51，防止徑向力施加到活塞20上，因此使能量消耗和相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的金屬接觸最小化從而增加機(jī)械組件的耐用性和可靠性。在圖4、5和6所示的結(jié)構(gòu)中，連接部分60被定義為與活塞套10和軸套30所限定的各部件成單體件。然而，可以理解的是可將不同結(jié)構(gòu)用于缸體，使連接部分60以單體件結(jié)合到活塞套10和軸套30的所述部件中的至少一個(gè)上。圖6圖示出連接部分60的結(jié)構(gòu)，具有U形平放結(jié)構(gòu)，使其橫向支腿60a的自由端在水平軸線X的相對(duì)側(cè)附接到活塞套10，其底部支腿60b和其橫向支腿60a的相鄰部分在縱向軸線Y的相對(duì)側(cè)附接到軸套30的相鄰端部31。然而，可以理解的是連接部分60可以具有不同結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，只要由第一和第二彎矩Ml、M2產(chǎn)生的合成彎矩MF引起軸套40的豎直軸線Y遠(yuǎn)離活塞套10即在第一壓縮力Fl方向上的角位移。盡管未圖示，本發(fā)明還可用于帶有兩個(gè)或更多個(gè)活塞套的制冷壓縮機(jī)缸體B的結(jié)構(gòu)，每個(gè)殼體都容納各自的活塞，與這種結(jié)構(gòu)中所述活塞套的水平軸線是否限定了同一水平面或同一垂直面(例如，當(dāng)活塞套垂直對(duì)準(zhǔn)時(shí))無(wú)關(guān)。具有在各個(gè)壓縮循環(huán)期間反相操作的多個(gè)活塞的壓縮機(jī)缸體設(shè)置中，提供一種如上所述類型的連接部分60，在各個(gè)活塞套 10和軸套30之間限定單一連接。雖然在此已經(jīng)給出了壓縮機(jī)缸體的僅僅一個(gè)示例性結(jié)構(gòu)，可以理解的是在不脫離本說(shuō)明書(shū)附帶的權(quán)利要求中限定的發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)上，也存在其他可能的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的缸體，所述壓縮機(jī)包括缸體(B)，該缸體包括至少一個(gè)活塞套(10)和軸套(30)，所述活塞套具有水平軸線(X)且容納往復(fù)式活塞(20)，所述軸套具有相鄰端部(31)、自由端部(3 和與所述活塞套(10)的水平軸線(X)相交的豎直軸線(Y)，所述軸套(30)容納具有偏心端部0 的曲軸(40)，該偏心端部從所述軸套(30)的相鄰端部(31)向外突出并通過(guò)連接桿(50)聯(lián)接到所述活塞(20)，所述缸體(B)的特征在于，所述缸體包括至少一個(gè)連接部分(60)，所述連接部分具有第一端(61)和第二端(62)， 所述第一端附接到相應(yīng)活塞套(10)的一區(qū)域上，該區(qū)域位于所述活塞套的水平軸線(X)的一側(cè)，這一側(cè)與面向所述軸套(30)的那側(cè)相對(duì)，所述第二端附接到所述軸套(30)的相鄰端部(31)，所述連接部分(60)在相應(yīng)活塞套(10)和軸套(30)之間限定了單一的結(jié)構(gòu)連接并能夠通過(guò)如下壓縮力產(chǎn)生的合成彎矩(MF)而彈性變形作用于所述軸套(30)的相鄰端部(31)上并向所述連接部分(60)的第二端(6 傳遞第一彎矩(Ml)的第一壓縮力(Fl)； 和通過(guò)所述曲軸GO)施加到所述軸套(30)的自由端(3 并向所述自由端傳遞與第一彎矩(Ml)相反的第二彎矩(Μ》的第二壓縮力(F2)，由于連接部分(60)的彈性變形，所述合成彎矩引起所述軸套(30)的豎直軸線(Y)在所述第一壓縮力(Fl)的方向上的角位移，所述連接部分(60)的彈性變形消除使所述軸套(30)的豎直軸線(Y)相對(duì)于所述活塞套(10) 的水平軸線(X)不在正交處的角位移或?qū)⒃摻俏灰葡拗茷轭A(yù)定值。
2.如權(quán)利要求1所述的缸體，其特征在于，所述連接部分(60)呈U形平放結(jié)構(gòu)，所述連接部分的橫向支腿(60a)的自由端在所述活塞套的水平軸線(X)的相對(duì)兩側(cè)附接到所述活塞套(10)，所述連接部分的橫向支腿(60a)的相鄰部分和所述連接部分的底部支腿(60b) 在所述軸套的豎直軸線(Y)的相對(duì)兩側(cè)附接到所述軸套(30)的相鄰端部(31)。
3.如權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的缸體，其特征在于，在所述活塞00)的壓縮循環(huán)期間，所述連接部分(60)的彈性變形通過(guò)由連接桿(50)施加到所述偏心部分的壓縮反作用力(F)而將使所述軸套(30)的豎直軸線(Y)相對(duì)于所述活塞套(10)的水平軸線(X)不在正交處的角位移的值限制為與所述曲軸GO)的偏心端部0 在相反方向上的角位移相應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的缸體，其特征在于，所述連接部分(60)被限定為與由所述活塞套(10)和軸套(30)所限定的各部件中的至少一個(gè)部件成單體件。
全文摘要
缸體(B)包括具有水平軸線(X)且容納活塞(20)的活塞套(10)，以及容納曲軸(40)并具有與水平軸線(X)相交的豎直軸線(Y)的軸套(30)。缸體(B)包括具有第一端(61)和第二端(62)的連接部分(60)，第一端附接到位于活塞套(10)的區(qū)域上，該區(qū)域位于水平軸線(X)的、與朝向軸套(30)的那側(cè)相對(duì)的一側(cè)上，第二端附接到軸套(30)的相鄰端部(31)。連接部分(60)通過(guò)如下產(chǎn)生的合成彎矩(MF)彈性變形作用于連接部分(60)的第二端(62)的第一壓縮力(F1)和施加到軸套(30)的自由端(32)的第二壓縮力(F2)，所述彎矩引起軸套(30)的豎直軸線(Y)在第一壓縮力(F1)的方向上的角位移。
文檔編號(hào)F04B39/02GK102483051SQ201080037866
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
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