專利名稱：用于渦卷機的錐形轂軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦卷機。更具體地說，本發(fā)明涉及在轂中具有錐形孔的渦卷壓縮機，軸承被壓入該孔中。當軸承被插入后，孔的錐形與轂變形的變動相結(jié)合，為壓縮機提供直的軸承。
渦卷類型的機器，由于其極有效運行的能力，越來越廣泛地被用作制冷器及空調(diào)器的壓縮機。一般來說，這類機器包含一對互相嚙合的螺旋形包卷，其中一個包卷環(huán)繞另一個包卷，以便限定一個或多個移動著的室，這些室在從外吸口向中央排放口行進時體積逐漸變小。配置一臺電機，它經(jīng)由連接在電機轉(zhuǎn)子上的驅(qū)動軸以驅(qū)動軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件。在密封的壓縮機中，密封外殼的底部，通常包含一個用于潤滑及冷卻的油池。
一般來說，電機包括一個固定在壓縮機外殼上的定子。電機轉(zhuǎn)子在定子之內(nèi)轉(zhuǎn)動，以便把轉(zhuǎn)動傳送給通常被壓配合在電機轉(zhuǎn)子內(nèi)的一根曲軸。曲軸由一對軸承轉(zhuǎn)動地支承，這對軸承則被上軸承座與下軸承座支承。曲軸包括一根偏心的曲軸銷，該銷伸入軌道運轉(zhuǎn)渦卷的轂中所限定的一個孔中。在曲軸銷的轂與孔的內(nèi)表面之間安置著一個驅(qū)動軸套，該軸套落靠在一個壓配合于轂孔內(nèi)的軸承上。
軌道運轉(zhuǎn)渦卷的轂，與軌道運轉(zhuǎn)渦卷的底板相垂直地延伸。轂中的孔，從轂的敞開末端向一個位置延伸，該位置通常與軌道運轉(zhuǎn)渦卷的底板相鄰接。因此，轂中的孔，就是一個帶有敞開末端與閉合末端的肓孔，該敞開末端位于轂的遠側(cè)末端處，而閉合末端則位于軌道運轉(zhuǎn)渦卷的底板處。在制造軌道運轉(zhuǎn)渦卷期間，轂中的孔被機加工，且軸承被壓配合在已機加工了的孔內(nèi)。由于軸承與孔的壓配合關(guān)系，在組裝軸承時，渦卷轂與軸承二者都會偏移。偏移的總量，由轂的整個剛性所決定。轂在孔的敞開末端處的偏移，大于轂在孔的閉合末端處的偏移。這種不相等偏移的主要原因，是由于轂在孔的敞開末端處未被支承，而轂在孔的閉合末端處則由末端板支承。不相等的偏移，會導(dǎo)致一個已組裝的軸承，在敞開末端處比在閉合末端處直徑更大。這種斜收的軸承，對于軸承使用壽命且因而對于渦卷機，具有長期的負作用。
本發(fā)明對斜收軸承的問題提出一種解決方案，該方案就是在安裝該軸承之前配置一個錐形軸承孔。軸承孔的錐形形狀，使得在敞開末端處直徑較小，而在閉合末端處直徑較大。當軸承組裝之后，渦卷轂的不相等偏移，就會使已組裝的軸承，比起現(xiàn)有技術(shù)的體系來，更為成筒形。因此，更為成筒形的形狀，會運行得更久，因而對于軸承及壓縮機二者來說，均增強了長期耐受性。更為成筒形的形狀，由于在軸承與軸套之間提供了不均勻的間隙，使耐受性增強。不均勻的間隙，由于有更加不均勻的壓力施于軸承上，就加大了軸承的負載能力。其他優(yōu)點包括，要求有更加不均勻的壓力負荷用來組裝軸承，且這種壓力負荷為保持組裝的壓力提供了更好的指標。此外，本發(fā)明的系統(tǒng)，對于各單個部件的尺寸變化較不敏感，因而就容許各單個尺寸的偏差有些擴大。
本發(fā)明的其他優(yōu)點與目的，專業(yè)人員從隨后的詳細說明、隨附的權(quán)利要求書及附圖中，就會看明白。
附圖顯示的是目前設(shè)想到的實施本發(fā)明的最佳模式，在這些附圖中

圖1是穿過渦卷型制冷壓縮機的中央而繪制的縱剖視圖，該壓縮機包含符合本發(fā)明的錐形轂軸承；圖2是圖1所示壓縮機的軌道運轉(zhuǎn)渦卷的轂和軸承的放大剖視圖；圖3是圖1和2所示軸承組裝之前的渦卷的轂的放大剖視圖，顯示符合本發(fā)明的錐形轂孔；圖4是相似于圖3那樣的放大剖視圖，但顯示的是符合本發(fā)明另一實施例的錐形轂孔；以及圖5是相似于圖3那樣的放大剖視圖，但顯示的是符合本發(fā)明另一實施例的錐形轂孔。
現(xiàn)在參看附圖。在這些附圖中，同樣的標號代表所有這幾幅附圖中相同或?qū)?yīng)的部分。圖1顯示了一個渦卷壓縮機，它包含一個符合本發(fā)明的補償系統(tǒng)，整個該系統(tǒng)以標號10標示。壓縮機10包括一個通常為筒形的密封外殼12，在外殼上端焊接了一個頂蓋14，在下端則焊接了底座16，該底座帶有與其合為一體的幾只安裝支腳(未顯示)。附接在外殼上的其他主要構(gòu)件，包括一塊橫向延伸的隔板22，該隔板的周邊在與頂蓋14相同的焊接點上焊接在外殼12上；還包括一個主軸承座24，該軸承座由多個徑向朝外延伸的支架適當?shù)毓潭ㄔ谕鈿?2上；以及包括一個下軸承座26，它也有多個徑向朝外延伸的支架，每個支架也適當?shù)毓潭ㄔ谕鈿?2上。一個剖面通常為方形或六邊形但各個角落卻是圓的這樣的電機定子28，被壓配合在外殼12中。定子28上各個圓角落之間的平面，在定子28與外殼12之間提供了一些通道，這些通道便利于潤滑劑從外殼的頂部回流到其底部。
一根上端具有偏心的曲軸銷32的驅(qū)動軸即曲軸30，可轉(zhuǎn)動地支在主軸承座24中的軸承34與下軸承座26中的第二軸承36上。曲軸30的下端上，有一個直徑較大的同心孔38，該孔與一個徑向朝外傾斜的直徑較小的孔40通聯(lián)，后一個孔從前一個孔處向上往曲軸30的頂部延伸。內(nèi)部外殼12的下面部分限定著一個油池44，該池中充有潤滑油，所充的高度略微高于轉(zhuǎn)子46的下末端，且孔38起到泵的作用，它把潤滑流體往上泵送給曲軸30并送入孔40中，而最終是泵送給需要潤滑的壓縮機所有的不同部分。
曲軸30由一臺電機轉(zhuǎn)動地驅(qū)動，該電機包括定子28、穿通定子的線圈48，以及被壓配合在曲軸30上并分別具有上、下平衡錘50與52的轉(zhuǎn)子46。
主軸承座24的上表面，帶有平坦的推力支承表面54，在它上面安置了一個軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件56，該構(gòu)件具有從末端板60處朝上延伸的通常的螺旋形葉片即包卷58。從軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件56的末端板60的下表面處，有一個筒形轂向下突出，該筒形轂內(nèi)有一個滑動軸承62，在該軸承上轉(zhuǎn)動地安置著一個驅(qū)動軸套64，該軸套有一個內(nèi)孔66，曲軸銷32傳動地安置于該孔中。曲軸銷32的一個表面上有個平面，該表面與形成于孔66一個部分上的平坦表面(未顯示)傳動地配合，以提供徑向順從的傳動布置，如代理人在美國專利第48 77 382號中顯示的那樣，該專利的公開件在此一并作為參考。還配置了一個歐氏聯(lián)軸節(jié)68，它位于軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件56與軸承座24之間，且拼合在軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件56與非軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件70上，以防止軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件56旋轉(zhuǎn)移動。歐氏聯(lián)軸節(jié)68最好是代理人在待審定的美國專利許可證第5320506號中公開的那種類型，該專利的公開件在此也一并作為參考。
非軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件70也配有包卷72，該包卷從末端板74處向下延伸，該包卷被定位得與軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件56的包卷58嚙合。非軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件70有一條安置于中央的排放通道76，該通道與一個朝上敞開的凹槽78通聯(lián)，該凹槽則與由頂蓋14及隔板22所限定的排放消聲器室80流體通聯(lián)。在非軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件70中還形成了一條環(huán)狀凹槽82，在該凹槽內(nèi)安置了一個密封組件84。凹槽78與82以及密封組件84合作，以限定一些軸向偏壓室，這些偏壓室接納被包卷58與72壓縮的受壓流體，以便將軸向偏壓力施于非軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件70上，從而將相應(yīng)的包卷58、72的末梢，推得分別與末端板74和60的彼此相反的末端板表面密封配合。密封組件84最好是美國專利第5156539號中詳細說明的那種類型，該專利的公開件在此一并作為參考。非軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件70被設(shè)計得以適當方式安裝在軸承座24上，其安裝方式就如同上述美國專利第4877382號，或者美國專利第5102316號所公開的那樣，這兩件專利的公開件在此一并作為參考。
現(xiàn)在參看圖2與圖3。軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件56的轂，包括環(huán)狀壁90,該壁基本上與末端板60相垂直地延伸。環(huán)狀壁90限定著一個其中有軸承62的內(nèi)孔92。軌道運轉(zhuǎn)渦卷構(gòu)件56的制造過程，包括對孔92進行機加工，以及把軸承62組裝到孔92之內(nèi)?？?2的尺寸以及軸承62的尺寸，選擇得使軸承62的外徑與孔92的內(nèi)徑之間，發(fā)生干涉配合。當用鋼制造渦卷構(gòu)件56和軸承62時，預(yù)計組裝時的干涉量為0.003英寸。當然，用不同的材料制作渦卷構(gòu)件56時，干涉量就會改變。這些尺寸都是典型尺寸，孔92的孔徑則約為30毫米。
當把軸承62組裝在孔92之內(nèi)期間，環(huán)狀壁90與軸承62二者均會由于干涉配合而偏移。鋼或鑄鐵所制的渦卷構(gòu)件56，會使環(huán)狀壁90由于干涉而朝外偏移約40％，而軸承62則由于干涉會朝內(nèi)偏移60％。當用不同的材料制作渦卷構(gòu)件56時，偏移量之間的關(guān)系會發(fā)生變化。
現(xiàn)在參看圖3，圖中顯示了孔92?？?2包括了處于敞開末端處的第一直徑96與處于閉合末端處的第二直徑98。直徑96與98之間的孔92的形狀，是直線關(guān)系，且直徑96小于直徑98。直徑96與直徑98之間的差，最好在0.0010英寸至0.0012英寸之間。
現(xiàn)在參看圖4，圖中顯示了孔92’?？?2’包括了處于敞開末端處的第一直徑96’與處于閉合末端處的直徑98’。直徑96’與98'之間的孔92’的形狀，由朝向直徑98’延伸了一段特定距離的直徑96’，以及繼而由實線所示的直徑96’與98’之間的直線關(guān)系所限定，或者繼而由虛線所示的該兩個直徑之間的曲線關(guān)系所限定。直徑96’小于直徑98’。直徑96’與直徑98’之間的差，最好在0.0006英寸至0.0012英寸之間，使直徑96’占到孔92’的敞開末端與閉合末端之間長度的約60％。
現(xiàn)在參看圖5，圖中顯示了孔92”?？?2”包括了處于敞開末端處的第一直徑96”與處于閉合末端處的第二直徑98”。直徑96”與98”之間的孔92”的形狀，是曲線的或弧形表面的，且直徑96”小于直徑98”。直徑96”與98”之間的差，最好在0.0006英寸至0.0010英寸之間。
盡管上文詳細說明了本發(fā)明的推薦實施例，但應(yīng)當明白，本發(fā)明容許作修改、變更及替換，只要不偏離隨附權(quán)利要求書的范圍及明確含義就行。
權(quán)利要求
1．一種渦卷機，包括一個外殼；一個安置在上述外殼之內(nèi)的第一渦卷構(gòu)件，該渦卷構(gòu)件具有一塊底板以及從上述第一底板處延伸的第一螺旋形包卷；一個安置在上述外殼之內(nèi)的第二渦卷構(gòu)件，該渦卷構(gòu)件具有第二螺旋形包卷，該第二螺旋形包卷與上述第一螺旋形包卷相嚙合；一個驅(qū)動構(gòu)件，它使上述那些渦卷構(gòu)件彼此相對地環(huán)繞，從而使上述那些螺旋形包卷形成在抽吸壓力區(qū)與排放壓力區(qū)之間容積漸變的袋槽；一個從上述第一渦卷構(gòu)件的上述底板處延伸的轂，該轂限定著一個孔，在該孔中安置了上述驅(qū)動構(gòu)件，該孔具有鄰接于上述底板處的第一直徑及位于上述底板遠側(cè)處的第二直徑；以及與上述轂有壓配合關(guān)系而被安置在該轂的上述孔內(nèi)的一個軸承，在該軸承被壓配合在該孔之內(nèi)前，該孔的上述第一直徑大于該孔的上述第二直徑。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦卷機，其特征在于上述孔以通常為線性的方式，在上述第二直徑與上述第一直徑之間，體積增大。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦卷機，其特征在于上述孔的上述第二直徑延伸進該孔中一段特定距離。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦卷機，其特征在于上述特定距離，為上述第一與第二直徑之間距離的60％。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦卷機，其特征在于上述孔以通常為線性的方式，在上述第二直徑與上述第一直徑之間，體積增大。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦卷機，其特征在于上述孔以通常為弧形的方式，在上述第二直徑與上述第一直徑之間，體積增大。
7．一種渦卷機，包括一塊具有第一側(cè)面與第二側(cè)面的底板；一個從底板的上述第一側(cè)面處延伸的螺旋形包卷；以及一個從上述底板的上述第二側(cè)面處延伸的轂，該轂限定著一個孔，該孔具有鄰接于上述底板處的第一直徑及位于上述底板遠側(cè)處的第二直徑，該第一直徑大于該第二直徑。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦卷機，其特征在于上述孔以通常為線性的方式，在上述第二直徑與上述第一直徑之間，體積增大。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦卷機，其特征在于上述孔的上述第二直徑伸進該孔中一段特定距離。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦卷機，其特征在于上述特定距離，為上述第一與第二直徑之間距離的60％。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦卷機，其特征在于上述孔以通常為線性的方式，在上述第二直徑與上述第一直徑之間，體積增大。
12．根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦卷機，其特征在于上述孔以通常為弧形的方式，在上述第二直徑與上述第一直徑之間，體積增大。
13．一種制造渦卷機的方法，該渦卷機具有一個與轂的孔壓配合的軸承，該方法包括把上述轂中的上述孔，機加工成在該孔的第一末端處為第一直徑尺寸的，在該孔的第二末端處為第二直徑尺寸的，該第一直徑尺寸大于該第二直徑尺寸；以及將上述軸承壓入上述孔中，從而，使上述轂在上述第一直徑尺寸處的偏移，小于在上述第二直徑尺寸處的偏移。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于對上述轂中的孔進行機加工的步驟，把該孔加工得使該孔在上述第一末端與第二末端之間通常為線性地延伸。
15．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于對上述轂中的上述孔進行機加工的步驟，把上述第二直徑尺寸按該孔的一段特定距離加工。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于上述特定距離為上述第一末端與上述第二末端之間尺寸的60％。
17．根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于對上述轂中的上述孔進行機加工的步驟，把該孔加工得使該孔在該孔的上述特定距離與上述第一末端之間，通常為線性地延伸。
18．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于對上述轂中的上述孔進行機加工的步驟，把該孔加工得使該孔在上述第一末端與上述第二末端之間，為弧形地延伸。
全文摘要
一種具有一個軌道運轉(zhuǎn)渦卷的渦卷壓縮機,該渦卷具有一塊帶有轂的底板,該轂通常與該底板相垂直地延伸。該轂限定著一個孔,一個軸承壓配合在該孔之內(nèi)。對轂中的孔所進行的機加工,是以錐形方式完成的,以便容納及補償轂的兩個末端之間轂的不相等變形。錐形形狀及不相等變形,使一個已組裝的軸承具有了更為筒形的內(nèi)表面。
文檔編號F04C29/00GK1302954SQ0013194
公開日2001年7月11日 申請日期2000年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月1日
發(fā)明者哈里·克蘭德尼, 詹姆斯·E·甘德曼, 拉姆·維特爾 申請人:科普蘭公司