曲轴及滚子配合结构、压缩机、空调器制造技术

本实用新型专利技术提供一种曲轴及滚子配合结构、压缩机、空调器。其中曲轴及滚子配合结构，包括曲轴、滚子，所述曲轴具有偏心部，所述滚子具有内孔，所述偏心部处于所述内孔内且两者之间形成第一间隙m，当所述配合结构温度升高时，所述偏心部热膨胀后的外径D

【技术实现步骤摘要】
曲轴及滚子配合结构、压缩机、空调器
本技术属于空气调节
，具体涉及一种曲轴及滚子配合结构、压缩机、空调器。
技术介绍
旋转式压缩机壳体内部主要由泵体组件和电机组件两大部分组成，泵体组件包括气缸、滚子、曲轴、滑片、上下轴承组件，各零部件相互配合形成密闭的吸、排气腔体，电机组件则包括定子组件和转子组件。泵体组件的曲轴长轴端与电机组件中的转子进行过盈配合，旋转式压缩机通过电机转子组件与定子组件之间产生的电磁力作用，对泵体转动曲轴产生驱动力，在曲轴旋转驱动作用下，使压缩机吸、排气腔容积不断变化，从而实现压缩机周期性吸气、压缩和排气的过程。旋转式压缩机利用曲轴偏心部实现气缸腔体内气流的周期性压缩过程，由于曲轴的偏心设计，曲轴偏心部及与曲轴偏心部配合的滚子共同构成了压缩机泵体转动部件的不平衡质量，导致压缩机泵体结构的不平衡性，进而使整体转动部分(电机转子、泵体曲轴、泵体滚子)处于非平衡状态，为了确保压缩机稳定运行，通常需要在电机转子铁芯两端布置不同配重的主、副平衡块以平衡压缩机转动部件的不平衡性。泵体转动部分的不平衡质量越大，则需进行平衡该不平衡质量的主、副平衡块的质量越大。随着压缩机小型高速化发展趋势，需要压缩机在降系列设计的同时，确保其在更高频运行时仍能保证性能、噪声、可靠性水平。其中，压缩机小型化意味着同等排量下缸径受限，相应的必然导致缸高增加，泵体-转子组件整体高度增加，根据惯性力矩计算公式F＝rmω2l，偏心质量引起的旋转惯性力矩随泵体高度的增加呈线性增加，而根据旋转惯性力计算公式F＝rmω2，压缩机高速化则引起电机转子主、副平衡块的离心力呈幂次方增长，导致压缩机在高频运行时，泵体曲轴挠度大幅增加，由此带来压缩机高频运行的噪声、振动急剧加大的同时，摩擦损失增大而导致性能大幅下降，由此进一步增大压缩机零部件磨损、电机外圆面与定子内圆面接触引起电机扫膛等诸多可靠性问题的风险，这成为压缩机小型高速化设计开发过程中亟需解决的瓶颈问题。根据上述惯性力和惯性力矩计算公式可知，在保证压缩机高转速运行的前提下，偏心回转半径一定时，减小偏心质量m能够有效降低压缩机旋转惯性力和旋转惯性力矩，从而优化压缩机平衡系统，降低压缩机泵体曲轴的挠度，有效解决或优化因压缩机高速运转平衡问题引起的性能、噪声问题，以及泵体零部件磨损、电机扫膛等压缩机可靠性问题，这即为目前的轻质化研究的课题。偏心零部件采用轻质材料是减小偏心质量的重要方法之一，而由于不同材质的物理特性——热导率、比热容、热膨胀系数等热力学参数不同，导致其受热变形量存在很大差异。热导率反映材料传热快慢，旋转式压缩机泵体组件中的滚子一方面内圆面因摩擦生热不断吸收热量并向滚子内部及其外圆周面零件进行热传导，另一方面其外圆面一部分与气缸吸气腔低压低温气体接触，一部分与气缸压缩腔高温高压气体接触，存在温度梯度，热流随温度梯度的变化而变化，属于非平衡的分子热力学运动过程。比热容反映零件吸收或放出特定热量导致的温差大小，比热容越大，温差越小。而热膨胀系数则反映了特定温差下的零件变形。当滚子材质热导率相对与之配合的曲轴材质很小时，则根据热传导特性，摩擦副产生的热量在曲轴材质上的传导较快，而在滚子上的传导相对较慢，从而使得曲轴快速升温，滚子温升较慢，进一步导致滚子-曲轴摩擦副的温差较大，在两者热膨胀系数比较相近时，曲轴热膨胀变形远远大于滚子的热膨胀变形，从而引起曲轴偏心部与滚子卡死，而当滚子材质热导率相对与之配合的曲轴材质偏大时，则相反，导致滚子与曲轴偏心部配合间隙偏大。因此，仅仅更换材质而忽略其热力学特性引起的变形差异，极易引起因间隙不合理而导致泄漏大或运转不畅、卡死等压缩机异常可靠性问题。基于压缩机材料轻质化及小型高速化研究过程中存在的这种不足，有必要对曲轴尤其是曲轴偏心部与与之相配合的滚子的材质选取依据进行必要的研究，以保证在压缩机运行过程中两者不发生抱死、卡死现象。
技术实现思路
因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种曲轴及滚子配合结构、压缩机、空调器，当压缩机温度升高时，曲轴偏心部热膨胀后的外径小于滚子热膨胀后的内孔直径，杜绝在压缩机运行过程中曲轴与滚子两者抱死、卡死现象的发生。为了解决上述问题，本技术提供一种曲轴及滚子配合结构，包括曲轴、滚子，所述曲轴具有偏心部，所述滚子具有内孔，所述偏心部处于所述内孔内且两者之间形成第一间隙m，当所述配合结构温度升高时，所述偏心部热膨胀后的外径D2小于所述滚子热膨胀后的内孔直径D1。优选地，所述滚子的材料为第一材料，所述第一材料的热导率为λ1、比热容为C1、热膨胀系数为ξ1，所述偏心部的材料为第二材料，所述第二材料的热导率为λ2、比热容为C2、热膨胀系数为ξ2，热力学关联参数α＝(C2λ1ξ1)/(C1λ2ξ2)，所述第一间隙m与所述α相关。优选地，当α≥1时，0.01mm≤m≤0.03mm。优选地，0.015mm≤m≤0.025mm。优选地，当α＜1时，k(1-αD1/D2)D2ξ2＜m，其中k为所述偏心部的最大温升。优选地，20℃≤k≤150℃。优选地，k(1-αD1/D2)D2ξ2+b＞m，其中b为间隙上限常量，单位为mm。优选地，0.01mm≤b≤0.03mm。优选地，所述第一材料为轻质材料。本技术还提供一种压缩机，包括上述的曲轴及滚子配合结构。本技术还提供一种空调器，包括上述的压缩机。本技术提供的一种曲轴及滚子配合结构、压缩机、空调器，当压缩机温度升高时，曲轴偏心部热膨胀后的外径小于滚子热膨胀后的内孔直径，杜绝在压缩机运行过程中曲轴与滚子两者抱死、卡死现象的发生。附图说明图1为本技术实施例的压缩机的内部结构示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为本技术一具体实施例的陶瓷滚子内径与球铁曲轴偏心部外径热变形曲线。附图标记表示为：1、曲轴；11、偏心部；2、滚子；21、内孔。具体实施方式结合参见图1至图3所示，根据本技术的实施例，提供一种曲轴及滚子配合结构，包括曲轴1、滚子2，所述曲轴1具有偏心部11，所述滚子2具有内孔21，所述偏心部11处于所述内孔21内且两者之间形成第一间隙m(单位为mm)，当所述配合结构温度升高时，所述偏心部11热膨胀后的外径D2(单位为mm)小于所述滚子2热膨胀后的内孔21直径D1(单位为mm)。该技术方案中，当压缩机温度升高时，曲轴偏心部热膨胀后的外径小于滚子热膨胀后的内孔直径，杜绝在压缩机运行过程中曲轴与滚子两者抱死、卡死现象的发生。为了实现前述曲轴偏心部热膨胀后的外径小于滚子热膨胀后的内孔21直径，优选地，所述滚子2的材料为第一材料，所述第一材料的热导率(单位为W/(m·℃))为λ1、比热容(单位为J/(kg·℃))为C1、热膨胀系数(单位为10-6/℃)为ξ1，所述偏心部11的材料为第二材料，所述第二材料的热导率(单位为W/(m·℃))为λ2、比热容(单位为J/(kg·℃))为C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲轴及滚子配合结构，其特征在于，包括曲轴(1)、滚子(2)，所述曲轴(1)具有偏心部(11)，所述滚子(2)具有内孔(21)，所述偏心部(11)处于所述内孔(21)内且两者之间形成第一间隙m，当所述配合结构温度升高时，所述偏心部(11)热膨胀后的外径D

【技术特征摘要】
1.一种曲轴及滚子配合结构，其特征在于，包括曲轴(1)、滚子(2)，所述曲轴(1)具有偏心部(11)，所述滚子(2)具有内孔(21)，所述偏心部(11)处于所述内孔(21)内且两者之间形成第一间隙m，当所述配合结构温度升高时，所述偏心部(11)热膨胀后的外径D2小于所述滚子(2)热膨胀后的内孔(21)直径D1。


2.根据权利要求1所述的配合结构，其特征在于，所述滚子(2)的材料为第一材料，所述第一材料的热导率为λ1、比热容为C1、热膨胀系数为ξ1，所述偏心部(11)的材料为第二材料，所述第二材料的热导率为λ2、比热容为C2、热膨胀系数为ξ2，热力学关联参数α＝(C2λ1ξ1)/(C1λ2ξ2)，所述第一间隙m与所述α相关。


3.根据权利要求2所述的配合结构，其特征在于，当α≥1时，0.01mm≤m≤0.03mm。


4.根据权利要求3所述的配合结构，其特征在于，0.015mm≤m≤0.02...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏会军，徐嘉，张心爱，胡文祥，王珺，吴健，孙成龙，闫鹏举，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44