專利名稱：往復活塞式壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種往復活塞式壓縮機，例如，這種壓縮機可用在汽車空調系統中。
在現有技術中，一種雙頭往復活塞式壓縮機包括一對相互連接而形成一個主殼體的缸體。這種壓縮機還包括連接在主殼體前、后表面上的前、后殼體。主殼體限定了多個繞其軸線等距設置的缸孔，在這些缸孔中，設有雙頭活塞沿各孔滑動。一根軸向延伸的傳動軸由主殼體支承以便轉動。往復雙頭活塞的旋轉斜盤安裝在傳動軸上的以便隨其轉動。旋轉斜盤還通過一對止推軸承支承并夾緊在上述一對缸體之間。
壓縮機的主、前、后殼體由多根軸向延伸的螺栓相連接。為了防止殼體之間的相對運動，以及防止在止推軸承上過大的夾緊力，要選擇螺栓中的軸向張力公差。螺栓不充分旋緊會導致壓縮機工作中的噪音和振動。另一方面，螺栓過度旋緊會導致止推軸承上過大的夾緊力，從而導致止推軸承故障及在止推軸承上的功率損耗。
因此，在螺栓中的軸向張力公差必須選擇在允許的范圍內。在現有技術的壓縮機中，該公差要選擇以便當螺栓在其彈性變形范圍內使用時在螺栓中獲得足夠的軸向張力。但是，如果螺栓在其彈性變形范圍內使用，螺栓一旦擰緊，螺栓繞其軸線轉動位置的微小差別就會顯著改變其上的軸向張力。因此，螺栓中的軸向張力很難進行控制。當擰緊過程終止時擰緊轉角的微小差別可以導致上述的功率損耗或振動和噪音。
本發明的目的是解決上述的現有技術中的問題，提供一種改進的往復活塞式壓縮機，使得止推軸承上的夾緊力可容易地控制在需要的公差內以防止功率損耗的增加、可靠性的變劣以及振動和噪音的產生。
為了解決現有技術中的問題，本發明提供一種用于壓縮致冷氣體的往復活塞式壓縮機。這種壓縮機包括一個主殼體，其上帶有繞缸體縱軸線布置的多個平行的缸孔。主殼體包括由多根螺栓相互連接的第一和第二缸體。缸體包括內夾緊面和低接面。在各缸孔中可滑動地設有多個活塞。一根軸向延伸的傳動軸通過一對軸承由主殼體支承以便轉動。一旋轉斜盤安裝在傳動軸上以便隨傳動軸轉動。旋轉斜盤通過設置在活塞上的蹄塊接合活塞。當傳動軸轉動時，轉動通過旋轉斜盤的運動轉變成活塞的往復運動。一對止推軸承設置在旋轉斜盤和缸體的內夾緊面之間以便在其間夾緊和保持旋轉斜盤。壓縮機還設有控制從內夾緊面作用在止推軸承上的夾緊力從而在裝配壓縮機時使夾緊力不超過預定的允許上限的裝置。因此，如果螺栓過度擰緊，夾緊力也不會超過預定的允許上限。這使得螺栓的擰緊容易得到控制。
按照本發明的一個特征，螺栓可塑性變形以限制螺栓中的軸向張力，從而使止推軸承上的夾緊力限制在預定的允許上限內。螺栓最好包括減輕部分，其尺寸和材料經選擇以便在螺栓擰緊時發生塑性變形。
按照本發明的另一個特征，止推軸承包括可塑性變形以控制其上的夾緊力的座圈。
在本發明的另一個特征中，控制裝置包括設置在有關止推軸承和缸體的內夾緊面之間的一個環件，當旋緊螺栓以連接缸體時，其發生塑性變形。上述環件可以設置在缸體的抵接面之間。
現參閱以下附圖描述本發明的上述的和其它的目的和優點。
圖1是運用本發明的壓縮機一實例的縱剖圖。
圖2表示螺栓軸向張力相對于螺栓的延伸的變化，其中，實線O-Y-N-U-T表示當螺栓承受軸向張力和扭轉力時的變化，點劃線O-Y0-U\-0-T0表示當螺栓只承受軸向張力時的變化。
圖3表示螺栓相對于螺栓擰緊轉角的軸向張力。
圖4表示缸體內夾緊面之間的距離相對于螺栓16的軸向張力的減小量。
圖5表示相對于缸體內夾緊面之間的距離的減小量止推軸承上的功率損耗。
圖6是圖1的壓縮機的局部剖視圖，表示按照本發明第二實施例的帶有減徑部分的螺栓，該減徑部分可塑性變形以控制止推軸承上的夾緊力。
圖7是圖1所示壓縮機的局部剖視圖，表示設在止推軸承和缸體內夾緊面之間以控制止推軸承上的夾緊力的環件。
圖8是圖1所示壓縮機的局部剖視圖，表示帶有座圈的止推軸承，座圈可發生塑性變形以控制止推軸承上的夾緊力。
圖9是圖1所示壓縮機的局部剖視圖，表示設在缸體的抵接面之間以控制止推軸承上的夾緊力的環件。
現對照圖1-5描述本發明的第一實施例。
圖1表示應用本發明的一個雙頭往復活塞式壓縮機。該壓縮機包括連接起來以形成一個主殼體的第一和第二缸體11和12，其端部相互面對。具體來說，第一和第二缸體11和12分別包括當缸體連接時相互接觸的抵接面11c和12c。一密封環36夾在抵接面11C和12C之間。一個前殼體13連接在第一缸體11的前表面11b上，一閥板14a夾在其間。一個后殼體15連接在第二缸體12的后表面12b上，一閥板14b夾在其間。前、主和后殼體13，11，12和15由多個軸向延伸的螺栓16相連接，螺栓16接合在后殼體15的陰螺紋17上。
一根傳動軸18穿過前和主殼體13，11和12，并通過一對徑向軸承19a和19b由主殼體11和12支承以便轉動。密封裝置20設置在傳動軸18和前殼體13之間。傳動軸18工作時可連接于一驅動源如汽車發動機(未畫出)。
主殼體11和12限定了繞主殼體軸線等距分布的軸向延伸的多個缸孔21。在缸孔21中設有可沿各缸孔21滑動的雙頭活塞22。
主殼體11和12還限定了一旋轉斜盤室23，其中，一個與活塞22配合工作的旋轉斜盤安裝在傳動軸18上。旋轉斜盤24進一步通過一對止推軸承26a和26b支承和夾緊在缸體11和12之間。止推軸承26a和26b用來在缸體11和12的內夾緊面11a和12b之間夾緊旋轉斜盤24。旋轉斜盤24在其圓周處通過裝在活塞22上的蹄塊25接合活塞22。傳動軸18的轉動通過旋轉斜盤24轉變為活塞22的往復運動。
前、后殼體13和15限定環形的吸入室27a和27b。吸入室27a和27b通過進口(未畫出)連接于外部的致冷劑系統(未畫出)。前、后殼體13和15還限定環形的排放室28a和28b。排放室28a和28b通過排放消聲器29連接于外部的致冷劑系統。
在閥板14a和14b上設有吸氣閥機構30a和30b以便將致冷氣體送向各缸孔21的壓縮室，在缸孔21中活塞移向下死點。在閥板14a和14b上還設有排放閥機構31a和31b，以便將致冷氣體排向排放室28a和28b。
穿過缸體11和12設有多條抽取通道32a和32b，使吸入室27a和27b流體連通于旋轉斜盤室23。抽取通道32a和32b通過從壓縮室向旋轉斜盤室，向吸入室27a和27b旁流氣體而防止旋轉斜盤室23中壓力的增加。
如上所述，旋緊螺栓16以相互連接前、主和后殼體，從而組裝壓縮機。在旋緊螺旋16的過程中，缸體11和2的內夾緊面11a和12a之間的軸向距離減小。軸向距離的減小量基本與螺栓16中的軸向張力成正比。當螺栓16過度擰緊時，表面11a和12a之間的距離減少得超過尺寸公差的下限。這使止推軸承26a和26b中產生功率損耗及止推軸承會產生故障。另一方面，當螺栓16擰緊不充分時，止推軸承26a和26b上的夾緊力不足，軸承會產生振動和噪音。因此，缸體11和12的內夾緊面11a和12a之間的軸向距離，即螺栓16中的軸向張力必須被控制在需要的公差內。
按照第一實施例，螺栓16可塑性變形從而形成一種裝置，其用來控制止推軸承26a和26b上的夾緊力，從而在裝配壓縮機時不使夾緊力超過預定的允許上限。換言之，在本實施例，螺栓16的材料和尺寸經過選擇使得螺栓16在相互連接殼體13，11，12和15時塑性變形。
通過擰緊螺栓16使缸體11和12相互連接，使旋轉斜盤24通過止推軸承26a和26b夾緊在缸體11和12的內夾緊面11a和12a之間。在緊固之前向每個螺栓16的螺紋部分加油。
現參閱圖2描述螺栓的軸向張力相對于螺栓的延伸的變化，圖中實線O-Y-N-U-T表示螺栓承受軸向張力和扭轉力時的變化，虛線O-Y0-U0-T0表示螺栓只承受軸向張力時的變化。在螺栓的緊固過程中，除軸向應力外，扭轉應力也作用在螺栓上。因此，螺栓在曲服點“Y”曲服，曲服點“Y”低于當螺栓只承受軸向張力時的曲服點“Y0”。如果螺栓被進一步擰緊，螺栓沿線Y-N-U塑性變形并在點T斷開。
按照本發明，擰緊過程在點“N”完成，點“N”在塑性變形范圍內。從螺栓16除去擰緊轉矩以結束擰緊過程。但是，在后殼體15中，由于在螺栓16和螺孔17之間的摩擦力，因而仍留有扭轉應力。在點N，軸向張力低于點U的最大張力。當軸向力在點N的條件下作用在擰緊的螺栓16上時，螺栓16沿著平行于線O-L的線I-N彈性變形。在點“P”(例如，點P是線I-N和在滿足點N的條件下，由邁爾斯曲服標準限定的一條曲線的交點)，螺栓16塑性變形，且扭轉應力迅速下降，因此，軸向張力漸近地逐向曲線Y0-U0-T0變化。螺栓16將在點T0斷開。因此，在點N曲服的螺栓16可在點N和P之間彈性變形。因此，當載荷作用在擰緊系統上時，在點N曲服的螺栓16將具有在圖2中由Flim表示的可以接受的軸向張力，即，作用在螺栓上的不會在螺栓上產生塑性變形的軸向力。
現參閱圖3描述相對于被擰緊的螺栓的轉角的螺栓上的軸向張力。螺栓擰緊過程在第一轉角上終止。但是，這個轉角，即，擰緊過程完成時的擰緊角具有誤差。在圖3中，R1代表螺栓擰緊角的分布的一個實例。在圖3中，由于在彈性變形范圍內，螺栓中的軸向張力如虛線所示與擰緊的轉角成正比，因而S2代表螺栓上軸向張力的分布，它是象在現有技術中那樣在彈性變形范圍內使用的。另一方面，在螺栓塑性擰緊的情形中，螺栓上的軸向張力與螺栓的延伸，即，與擰緊的轉角不成正比，軸向張力的變化，相對彈性變形情形中的軸向張力變化來說，是較小的。螺栓塑性變形的軸向張力分布在圖3中由S1表示。如圖3所示，塑性擰緊的分布S1小于彈性擰緊的分布S2。因此，在本發明中，螺栓16是在塑性范圍內擰緊以便盡量減小螺栓16中的軸向張力分布，從而使壓縮機的殼體在合乎要求的夾緊力下連接起來。
現參閱圖4描述內夾緊面11a和12a之間的距離相對于螺栓16中的軸向張力的減小量。如圖4所示，內夾緊面11a和12a之間的距離的減小量與螺栓16中的軸向張力成正比。因此，螺栓16中的軸向張力分布越大，所產生的上述距離的減小量越大。螺栓16被擰緊而連接壓縮機殼體時，必須在圖4示出上、下限L1和L2的尺寸公差內。如圖5所示，止推軸承26a和26b的功率損耗與內夾緊面11a和12a之間的距離的減少成正比。從圖4可以看出，當螺栓16在塑性變形范圍內使用時，內夾緊面11a和12a之間的距離的減小量的分布很小，與彈性緊固螺栓相比可取得大的余量。因此，按照本發明的這個實施例，為了使壓縮機的功能操作最佳化，可以朝著下限L2減小螺栓16的結構擰緊力，從而盡可能減小止推軸承26a和26b處的功率損耗，或者也可以朝著上限L1增加結構擰緊力，從而盡可能減小振動和噪音。
下面對照圖6描述本發明的第二實施例。
按照本發明的第二實施例，每個螺栓16具有一個減徑部分16a以形成一個裝置，其用于控制止推軸承26a和26b上的夾緊力，從而在裝配壓縮機時，不使止推軸承上的夾緊力超過預定的允許上限。
減徑部分16a的直徑和材料的選擇應使殼體13，11，12和15相互連接時減徑部分16a發生塑性變形。
在第一和第二實施例中，螺栓16可由鉻鉬鋼制成，其具有30-50Hr，最好為35-40Hr的鉻式硬度。螺栓16以例如50μg-m的擰緊轉矩擰緊，然后，例如以300度的擰緊角進一步擰緊。
現參閱圖7描述本發明的第三實施例。
按照第三實施例的壓縮機還包括一個設置在缸體11和12的內夾緊面11a和12a之一和止推軸承26a和26b之一之間的環件33，其可以塑性變形以形成一個裝置，其用于控制在止推軸承26a和26b上的夾緊力，以便在裝配壓縮機時使止推軸承上的夾緊力不超過預定的允許上限。在圖7中，例如，環件33設置在內夾緊面11a和止推軸承26之間，而環件33也可以設置在另一內夾緊面12a和另一止推軸承26b之間。
現對照圖8描述本發明的第四實施例。
在按照第四實施例的壓縮機中，止推軸承26a和26b包括座圈26aa和26bb，它們可以塑性變形而形成一個裝置，其用于控制止推軸承26a和26b上的夾緊力，以便當裝配壓縮機時，使止推軸承上的夾緊力不超過預定的允許上限。在第四實施例中，軸承26a和26b都設有可塑性變形的座圈，但是也可以在止推軸承26a和26b之一上設置可塑性變形的座圈。另外，在第四實施例中，止推軸承26a和26b的座圈都可塑性變形，但是，也可以是止推軸承座圈之一發生塑性變形。
現對照圖8描述本發明的第五實施例。
按照本發明第五實施例的壓縮機包括一個設置在缸體11和12的抵接面11c和12c之間的環件，該環件可塑性變形以形成一個裝置，其用于控制止推軸承26a和26b上的夾緊力，從而當裝配壓縮機時，使止推軸承上的夾緊力不超過預定的允許上限。
本專業的技術人員懂得，上述用于控制夾緊力的裝置可以應用在普通的壓縮機上而無需改變壓縮機的基本結構。
在上述各實施例中，作為實例，壓縮機是雙頭往復活塞式壓縮機。但是本發明也可應用在另外類型的壓縮機上，例如，單頭往復活塞式壓縮機、波片壓縮機(wave plate compressor)和可變容積式壓縮機中。另外，可塑性變形件可以設置在閥板14和第一缸體11之間以形成控制止推軸承26a和26b上的夾緊力的裝置。另外，徑向軸承19a和19b的座圈也可以是可塑性變形的。
本專業技術人員還懂得，前面的描述只是本發明裝置的推薦實施例，可對其作各種修改和變化而并超出本發明的范圍。
權利要求
1.一種用于壓縮致冷氣體的往復活塞式壓縮機，它包括一個主殼體，其帶有繞缸體縱軸線布置的多個缸孔，所述主殼體包括第一和第二缸體，這些缸體包括內夾緊面和抵接面，第一和第二缸體的抵接面相互接觸，通過多條螺栓相互連接；多個可滑動地設置在缸孔中的活塞；一根通過一對軸承由所述主殼體支承以便轉動的軸向延伸的傳動軸；一個安裝在所述傳動軸上以便隨傳動軸轉動的旋轉斜盤，所述旋轉斜盤通過蹄塊與活塞接合，傳動軸的轉動通過旋轉斜盤的運動使活塞往復運動；一對設置在旋轉斜盤和缸體的內夾緊面之間，以便將旋轉斜盤夾在其間的止推軸承；以及控制從內夾緊面在止推軸承上的夾緊力以便在裝配壓縮機時使夾緊力不超過預定的允許上限的裝置。
2.如權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述螺栓具有30-50Hr的洛式硬度。
3.如權利要求2所述的壓縮機，其特征在于，所述螺栓可以塑性變形以形成所述控制裝置。
4.如權利要求3所述的壓縮機，其特征在于，所述螺栓包括當擰緊螺栓時變形的減徑部分。
5.如權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述止推軸承包括可塑性變形以形成所述控制裝置的座圈。
6.如權利要求1所述的壓縮機，其特征在于所述控制裝置包括一個設置在有關止推軸承和缸體內夾緊面之間的環件，所述環件當螺栓被擰緊以連接缸體時變形。
7.如權利要求1所述的壓縮機，其特征在于所述控制裝置包括設置在缸體的抵接面之間的環件，所述環件當螺栓被擰緊以連接缸體時變形。
全文摘要
一種壓縮致冷氣體的往復活塞式壓縮機設有主殼體，它包括繞缸體縱軸線布置的多個缸孔。主殼體具有由多螺栓相連的第一和第二缸體，缸體包括內夾緊面和抵接面。多個活塞可滑動地設在缸孔中。軸向的傳動軸通過一對軸承由主殼體支承。旋轉斜盤裝在傳動軸上隨其轉動。一對止推軸承設在旋轉斜盤和缸體內夾緊面之間以便在其間夾緊并保持旋轉斜盤。在止推軸承上來自內夾緊面的夾緊力受到控制使夾緊力在裝配壓縮機時不超過預定的允許上限。
文檔編號F04B39/14GK1138142SQ9610373
公開日1996年12月18日 申請日期1996年3月22日 優先權日1995年3月22日
發明者池田勇入, 道行廣美, 橫井雅宣, 上田泰則, 中川正人, 直井學 申請人:株式會社豐田自動織機制作所, 株式會社名古屋螺子制作所