雙向搖盤壓縮的制造方法

雙向搖盤壓縮的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙向搖盤壓縮機，包括：缸體；可在該缸體缸孔內進行往復運動的雙向活塞；驅動該雙向活塞的驅動軸；該雙向搖盤壓縮機還包括軸承單元，該軸承單元包括多個接觸球以及與該多個接觸球相配合的內圈和外圈，并且該軸承單元具有一個與該驅動軸的垂直平面成角度的中心平面，其中，所述驅動軸套設于該軸承單元的內圈中，并與該內圈相固定；所述軸承單元的外圈與該雙向活塞相聯接，當驅動軸旋轉時，通過該軸承單元驅使該雙向活塞進行往復運動。本實用新型的雙向搖盤壓縮機設計緊湊，并可顯著減少摩擦損耗。
【專利說明】雙向搖盤壓縮機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具有雙向活塞的搖盤壓縮機。

【背景技術】
[0002]傳統的壓縮機包括斜盤壓縮機。通常，斜盤式壓縮機包括一驅動軸，一與驅動軸連接在一起的斜盤、以及與該斜盤運行相連的若干活塞。當驅動單元以公知的方式驅使驅動軸轉動時，斜盤將促使在氣缸內的各個活塞產生往復運動。
[0003]例如，專利號為5，009，574的美國專利公開了一種傳統的斜盤壓縮機，在該結構中，斜盤被固定地集成在驅動軸上，從而使斜盤與驅動軸一起旋轉。也就是說，斜盤相對于驅動軸并不旋轉。在傳統斜盤壓縮機運行期間，活塞簡單地執行往復運動。在該結構中，還包括斜盤通過其驅使活塞往復運動的滑履。由于斜盤與驅動軸一起旋轉，這在每一個滑履和斜盤之間弓丨起高速滑動運動。
[0004]斜盤壓縮機內滑履和斜盤之間的高速滑動運動特點會導致高摩擦損失及低承載能力，特別地，在大排量壓縮機中情況更為嚴重。因此，作為斜盤壓縮機的改進，現有技術中的搖盤壓縮機將斜盤的運動和驅動軸相脫離，以試圖減少上述摩擦損耗。
[0005]例如，美國專利2，335，415公開了一種搖盤壓縮機結構，在該結構中，搖盤通過一抗摩擦軸承連接到驅動軸的輪轂上，從而使得搖盤執行搖擺運動而沒有隨驅動軸一起旋轉，也就是說，在搖盤和滑履之間僅存在輕微的滑動運動，傳統斜盤和滑履之間的具有高速運動的滑動摩擦已經被軸承的滾動摩擦所代替。但是，該結構雖然降低了摩擦損耗，但是不夠緊湊，缺乏工業實用性。
[0006]美國專利5，239，913公開了另一種典型的搖盤壓縮機結構。在該結構中，來自活塞頂部的力，通過連桿和搖盤指向軸承，對于使用單向活塞的壓縮機，這種搖盤結構是常規可用的，但是，對于需要雙向活塞的較大排量的壓縮機，該結構顯然不合適，因為完全沒有足夠的空間在同一位置安裝軸承和連桿。
[0007]此外，在該結構和類似結構中，搖盤通過活塞桿與每一個活塞相連。因此在該現有技術中，本質上需要一個搖盤停止器來阻止搖盤的旋轉，這造成壓縮機結構復雜，將導致不均勻或不平衡的復雜旋轉方式，進而產生振動和噪聲。
[0008]因此，需要一種新的搖盤壓縮機結構，在確保其適用范圍的同時，可降低摩擦損耗，提高能量轉化效率，同時克服現有的搖盤結構中的上述問題。
實用新型內容
[0009]本實用新型的目的，在于克服現有的搖盤壓縮機結構的上述缺點，從而提供一種摩擦損耗低、能提高能量轉化率的新的搖盤壓縮機結構。
[0010]為達到上述目的，本實用新型的雙向搖盤壓縮機，包括:
[0011]缸體，該缸體具有缸孔；
[0012]可在該缸體缸孔內進行往復運動的雙向活塞；
[0013]驅動該雙向活塞的驅動軸；
[0014]特別地，該雙向搖盤壓縮機還包括軸承單元，該軸承單元包括多個接觸球以及與該多個接觸球相配合的內圈和外圈，并且該軸承單元具有一個與該驅動軸的垂直平面成角度的中心平面，其中，
[0015]所述驅動軸套設于該軸承單元的內圈中，并與該內圈相固定；
[0016]所述軸承單元的外圈與該雙向活塞相聯接，當驅動軸旋轉時，通過該軸承單元驅使該雙向活塞進行往復運動。
[0017]優選地，所述軸承單元為雙列角接觸球軸承單元。
[0018]優選地，所述軸承單元的軸承接觸角大于45°。
[0019]優選地，所述外圈包括聯接端，所述聯接端包括第一外周部和第二外周部；所述雙向活塞包括兩個窩部，該兩個窩部內各設置有與所述聯接端的第一外周部和第二外周部相作用的兩個半球狀滑履。
[0020]備選地，所述外圈固定連接有驅動銷；所述雙向活塞在其中心開設有圓柱孔，該圓柱孔的軸線與該雙向活塞的軸線垂直并相交，并且該圓柱孔設置有與驅動銷相配合的槽口 ；并且，該圓柱孔中設置有活塞銷，該活塞銷具有交叉孔，該活塞銷穿過該槽口插入該交叉孔內。所述內圈通過螺母和所述驅動軸相緊固。
[0021]本實用新型的搖盤壓縮機相對于現有技術，結構緊湊，涉及復雜度低，在提高效率和輸出功率的同時，成本可成功得到控制，因此適于商業壓縮機的應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的雙向搖盤壓縮機在一個實施方式中的剖視圖；
[0023]圖2是圖1中實施方式的局部放大示意圖；
[0024]圖3是圖1中實施方式的另一局部放大示意圖；
[0025]圖4是本實用新型的雙向搖盤壓縮機在另一個實施方式中的剖視圖；
[0026]圖5是本實用新型的雙向搖盤壓縮機在第三個實施方式中的剖視圖；
[0027]圖6是圖5中沿B-B線剖開的局部正視圖。

【具體實施方式】
[0028]以下將結合【具體實施方式】以及相應附圖，對本實用新型的雙向搖盤壓縮機的結構組成和工作原理進行詳細說明。
[0029]總體而言，在本實用新型的一個方面，該雙向搖盤壓縮機采用雙向活塞結構，其利用搖盤對雙向活塞的往復運動進行驅動，搖盤的運動由固定在驅動軸上的轉子驅使。本實用新型的特點尤其在于搖盤和轉子的配合方式。搖盤和轉子之間可通過軸承相配合從而形成組合軸承單元，即搖盤除用作驅動雙向活塞運動運動外，還可直接用作組合軸承單元的外圈，安裝在驅動軸上的轉子除用作驅動搖盤做搖擺運動外，還直接用作組合軸承單元的內圈。由此可使得傳統斜盤壓縮機的高速滑動運動被組合軸承單元的滾動運動所代替，同時，本實用新型的搖盤壓縮機相對于現有技術，結構緊湊，涉及復雜度低，在提高效率和輸出功率的同時，成本可成功得到控制，因此適于商業壓縮機的應用。
[0030]在本實用新型的另一個方面，軸承單元可直接作為雙向搖盤壓縮機的驅動機構，該軸承單元的外圈可作為壓縮機的搖盤本身，該軸承單元的內圈可作為壓縮機的轉子本身，由此，在減小摩擦損耗的同時，也可實現整個壓縮機結構的緊湊化設計，并降低了成本。
[0031]具體地，如圖1所示，是本實用新型的雙向搖盤壓縮機在一個實施方式中的示意圖。
[0032]參照附圖，在該實施方式中，雙向搖盤壓縮機包括缸體100，缸體具有若干個缸孔110。常規地，缸體100由前缸體120和后缸體130組成，并包括一對沿著缸體縱向軸線0-0的中心孔140，缸孔110圍繞中心孔140均勻布置。
[0033]雙向搖盤壓縮機還包括可在缸體100的缸孔110內進行往復運動的若干個雙向活塞200。雙向活塞200往復運動于前缸體120和后缸體130的相關缸孔110中。
[0034]雙向搖盤壓縮機進一步包括驅動雙向活塞200的驅動組件300，驅動組件300包括驅動軸310、與驅動軸310固定連接的轉子320、以及與轉子320相配合的環狀搖盤330，另參照圖2、3，轉子320具有一個與驅動軸310的垂直平面1-1成角度α的中心平面P-Pj^盤330的中心平面與轉子320的中心平面P-P相重合，驅動軸310旋轉時，轉子320通過搖盤330驅使雙向活塞200進行往復運動。
[0035]常規地，驅動軸310可旋轉地置于前缸體120和后缸體130的中心孔140內，并可由外部驅動力驅動旋轉。轉子320固定地連接并集成到驅動軸310上，因此可隨驅動軸310的旋轉而旋轉。另結合圖2、3，轉子320可常規地由第一環狀凸緣321和第二環狀凸緣322組成。第一環狀凸緣321可被固定在驅動軸310的凸臺311上，類似地，第二環狀凸緣322可與第一環狀凸緣321的接合面3212及驅動軸310相固定，并且第一環狀凸緣321、第二環狀凸緣322通過螺母312和驅動軸310相緊固，由此實現轉子320和驅動軸310的固定連接。當然，在本實用新型的實施方式中，也可采取其它公知方式實現轉子320和驅動軸310的固定連接。
[0036]如上所述,轉子320的中心平面P-P和驅動軸310的垂直平面1_1形成夾角α。該夾角即決定了雙向活塞200往復運動時的沖程長度。
[0037]特別地，結合圖2、3，轉子320具有用于與搖盤330相配合的內表面323，在該實施方式中，兩個內表面323設置于第一環狀凸緣321和第二環狀凸緣322之間。內表面323包括相對設置的第一內表面324、第二內表面325以及位于第一內表面324和第二內表面325之間的轉子接觸面326。
[0038]搖盤330部分地環繞設置于轉子320的內表面323內，并包括分別與第一內表面324相鄰近的第一外周部334、與第二內表面325相鄰近并與第一外周部334相對的第二外周部335、以及與轉子320接觸面相鄰近并位于第一外周部334及第二外周部335之間的搖盤接觸面336。
[0039]作為本實用新型的最顯著特征,第一內表面324和第一外周部334之間設置有第一軸承340，第二內表面325和第二外周部335之間設置有第二軸承350，并且轉子接觸面326和搖盤接觸面336之間設置有第三軸承360。
[0040]如圖1、2、3所示，在本實用新型的實施方式中，第一軸承340直接作用于第一內表面324和第一外周部334，第二軸承350直接作用于第二內表面325和第二外周部335，并且第三軸承360直接作用于并且轉子接觸面326和搖盤接觸面336。也就是說，對于第一軸承340而言，其外圈接觸表面341與搖盤330的第一外周部334相重合，其內圈接觸表面與轉子320內表面323的第一內表面324相重合；對于第二軸承350而言，其外圈接觸表面351與搖盤330的第二外周部335相重合，其內圈接觸表面與轉子320內表面323的第二內表面325相重合；對于第三軸承360而言，其外圈接觸表面與搖盤330的搖盤接觸面336相重合，其內圈接觸表面與轉子320內表面323的轉子接觸面326相重合。
[0041]參照圖1、2、3，在搖盤330和雙向活塞200的配合驅動方面，可采用傳統的滑履配合結構。具體地，雙向活塞200包括多個窩部210，窩部210為沿著雙向活塞200的軸線方向A-A以及雙向活塞200的中部的槽口 220前后壁221上分別開設的半球凹面。進一步地，窩部210中各設置有與搖盤330的第一外周部334和第二外周部335相作用的兩個半球狀的滑履230。常規地，半球狀的滑履230的平面部分被定義為平部231，突出表面部分被定義為凸部232，滑履230在搖盤330的外周部和雙向活塞200的窩部210之間可充當樞軸軸承部件。因此，通過窩部210和半球狀的滑履230，可使得搖盤330球形鉸接到雙向活塞200。
[0042]當然，容易理解，搖盤330也可通過其它常規的配合手段驅動雙向活塞200做往復運動，例如，通過銷結構實現搖盤330和雙向活塞200的配合連接。
[0043]由此，當搖盤330的外周部可滑動地通過一對滑履230的兩個平部之間、并且滑履230被設置于雙向活塞200和搖盤330之間時，雙向活塞200、滑履230和搖盤330的外周部共同組成一個萬向軸承結構，本實施方式中，該萬向軸承結構為滑履萬向節結構。
[0044]在圖1至圖3所示的實施方式中，當搖盤壓縮機的驅動軸310旋轉時，轉子320將隨驅動軸310的旋轉而旋轉，由于第一軸承340、第二軸承350和第三軸承360的作用，搖盤330產生搖動運動但并不隨驅動軸的旋轉而旋轉，由于滑履萬向節的作用，使得滑履230的平部和搖盤330的外周部相對于搖盤330在直徑方向相互上下移動，而雙向活塞200則于缸體100內對應缸孔的約束下前后往復運動。由于對搖盤330的旋轉并無約束，所以當驅動軸310旋轉時，搖盤330也可能在第一軸承340、第二軸承350和第三軸承360的摩擦力作用下隨驅動軸310的旋轉而不成比例地緩慢旋轉，這種旋轉將極大地減少搖盤330的外周部和滑履230平部表面的磨損。
[0045]進一步地，參照圖2、3，一個來自雙向活塞200并作用到滑履230上的力Fl通過搖盤330傳遞到第一軸承340和第二軸承350,但是Fl的受力點落在第一軸承340和第二軸承350的內圈接觸表面之外。為防止這種情況發生，一個指向第一軸承340和第二軸承350中心的力F2通過螺母312的擰緊預先施加其上，從而使得Fl和F2的合力F的大小、方向和受力點被改變。這能夠優化地符合軸承的設計和使用要求，并可極大延長軸承的壽命。
[0046]如圖4所示，是本實用新型的雙向搖盤壓縮機的另一個實施方式的示意圖。在該種實施方式中，類似地，該種雙向搖盤壓縮機也包括缸體(圖未示出)，該缸體具有缸孔；以及包括可在該缸體缸孔內進行往復運動的雙向活塞(圖未示出)和驅動該雙向活塞的驅動軸 310。
[0047]特別地，在圖4所示的實施方式中，該雙向搖盤壓縮機還包括軸承單元600，軸承單元600包括多個接觸球610以及與該多個接觸球610相配合的內圈620和外圈630，并且軸承單元600具有一個與驅動軸310的垂直平面0-0成角度的中心平面P’-P’，其中，驅動軸310套設于軸承單元600的內圈620中，并與內圈620相固定；軸承單元600的外圈630與雙向活塞相聯接，當驅動軸310旋轉時，通過軸承單元600驅使雙向活塞進行往復運動。類似于上述實施方式，內圈620可通過螺母和驅動軸310相固定。
[0048]實際上，與前述實施方式相比，軸承單元600的內圈620同時具有上述實施方式中的轉子的功能，而軸承單元600的外圈630可同時具有上述實施方式中的搖盤的功能。所以，該實施方式中的雙向搖盤壓縮機的結構緊湊，適合于商業大功率壓縮機的應用。
[0049]在該實施方式中，軸承單元600為雙列角接觸球軸承單元類型。并且優選地，軸承單元600的軸承接觸角α ’大于45°。
[0050]優選地，軸承單元600的外圈630和雙向活塞聯接的方式，可采用上述的滑履式聯接。具體地，繼續參照圖4，外圈630包括聯接端631，聯接端631包括第一外周部6311和第二外周部6322 ;對應地，雙向活塞(圖未示出)包括兩個窩部，該兩個窩部內各設置有與聯接端631的第一外周部6311和第二外周部6322相作用的兩個半球狀滑履。
[0051]另外，如圖5、6所示，軸承單元600的外圈630和雙向活塞200也可通過銷式聯接。具體地，軸承單元600的外圈630固定連接有驅動銷640 ;雙向活塞200在其中心開設有圓柱孔260，該圓柱孔260的軸線與雙向活塞200的軸線垂直并相交，并且圓柱孔260設置有與驅動銷640相配合的槽口 270 ;進一步地，圓柱孔260中設置有活塞銷280，活塞銷280具有交叉孔281，活塞銷280穿過槽口 270插入交叉孔281內。由此，雙向活塞200、活塞銷280和驅動銷640 —起形成銷萬向節結構。
[0052]容易理解，本實用新型并不局限于上述個實施方式給出的具體示例，例如，上述的滑履萬向節結構和銷萬向節結構均可相互替代。這些【具體實施方式】中任何排列組合以及顯而易見的變型，均應落入本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種雙向搖盤壓縮機，包括: 缸體，該缸體具有缸孔； 可在該缸體缸孔內進行往復運動的雙向活塞； 驅動該雙向活塞的驅動軸；其特征在于: 該雙向搖盤壓縮機還包括軸承單元，該軸承單元包括多個接觸球以及與該多個接觸球相配合的內圈和外圈，并且該軸承單元具有一個與該驅動軸的垂直平面成角度的中心平面，其中， 所述驅動軸套設于該軸承單元的內圈中，并與該內圈相固定； 所述軸承單元的外圈與該雙向活塞相聯接，當驅動軸旋轉時，通過該軸承單元驅使該雙向活塞進行往復運動。
2.根據權利要求1所述的雙向搖盤壓縮機，其特征在于，所述軸承單元為雙列角接觸球軸承單元。
3.根據權利要求2所述的雙向搖盤壓縮機，其特征在于，所述軸承單元的軸承接觸角大于45°。
4.根據權利要求1所述的雙向搖盤壓縮機，其特征在于， 所述外圈包括聯接端，所述聯接端包括第一外周部和第二外周部； 所述雙向活塞包括兩個窩部，該兩個窩部內各設置有與所述聯接端的第一外周部和第二外周部相作用的兩個半球狀滑履。
5.根據權利要求1所述的雙向搖盤壓縮機，其特征在于， 所述外圈固定連接有驅動銷； 所述雙向活塞在其中心開設有圓柱孔，該圓柱孔的軸線與該雙向活塞的軸線垂直并相交，并且該圓柱孔設置有與驅動銷相配合的槽口 ；并且， 該圓柱孔中設置有活塞銷，該活塞銷具有交叉孔，該活塞銷穿過該槽口插入該交叉孔內。
6.根據權利要求1所述的雙向搖盤壓縮機，其特征在于，所述內圈通過螺母和所述驅動軸相緊固。
【文檔編號】F04B39/00GK203925924SQ201420261509
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】沈大茲, 王健, 陳余俊 申請人:比澤爾制冷技術（中國）有限公司