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(nèi)進行往復(fù)運動的雙向活塞；驅(qū)動該雙向活塞的驅(qū)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(nèi)圈和外圈，并且該軸承單元具有一個與該驅(qū)動軸的垂直平面成角度的中心平面，其中，所述驅(qū)動軸套設(shè)于該軸承單元的內(nèi)圈中，并與該內(nèi)圈相固定；所述軸承單元的外圈與該雙向活塞相聯(lián)接，當驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時，通過該軸承單元驅(qū)使該雙向活塞進行往復(fù)運動。本實用新型的雙向搖盤壓縮機設(shè)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(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的壓縮機包括斜盤壓縮機。通常，斜盤式壓縮機包括一驅(qū)動軸，一與驅(qū)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(qū)動單元以公知的方式驅(qū)使驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動時，斜盤將促使在氣缸內(nèi)的各個活塞產(chǎn)生往復(fù)運動。
[0003]例如，專利號為5，009，574的美國專利公開了一種傳統(tǒng)的斜盤壓縮機，在該結(jié)構(gòu)中，斜盤被固定地集成在驅(qū)動軸上，從而使斜盤與驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)。也就是說，斜盤相對于驅(qū)動軸并不旋轉(zhuǎn)。在傳統(tǒng)斜盤壓縮機運行期間，活塞簡單地執(zhí)行往復(fù)運動。在該結(jié)構(gòu)中，還包括斜盤通過其驅(qū)使活塞往復(fù)運動的滑履。由于斜盤與驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)，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(nèi)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(xiàn)有技術(shù)中的搖盤壓縮機將斜盤的運動和驅(qū)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(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，搖盤通過一抗摩擦軸承連接到驅(qū)動軸的輪轂上，從而使得搖盤執(zhí)行搖擺運動而沒有隨驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)，也就是說，在搖盤和滑履之間僅存在輕微的滑動運動，傳統(tǒng)斜盤和滑履之間的具有高速運動的滑動摩擦已經(jīng)被軸承的滾動摩擦所代替。但是，該結(jié)構(gòu)雖然降低了摩擦損耗，但是不夠緊湊，缺乏工業(yè)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(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)是常規(guī)可用的，但是，對于需要雙向活塞的較大排量的壓縮機，該結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和類似結(jié)構(gòu)中，搖盤通過活塞桿與每一個活塞相連。因此在該現(xiàn)有技術(shù)中，本質(zhì)上需要一個搖盤停止器來阻止搖盤的旋轉(zhuǎn)，這造成壓縮機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，將導致不均勻或不平衡的復(fù)雜旋轉(zhuǎn)方式，進而產(chǎn)生振動和噪聲。
[0008]因此，需要一種新的搖盤壓縮機結(jié)構(gòu)，在確保其適用范圍的同時，可降低摩擦損耗，提高能量轉(zhuǎn)化效率，同時克服現(xiàn)有的搖盤結(jié)構(gòu)中的上述問題。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的，在于克服現(xiàn)有的搖盤壓縮機結(jié)構(gòu)的上述缺點，從而提供一種摩擦損耗低、能提高能量轉(zhuǎn)化率的新的搖盤壓縮機結(jié)構(gòu)。
[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(nèi)進行往復(fù)運動的雙向活塞；
[0013]驅(qū)動該雙向活塞的驅(qū)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(nèi)圈和外圈，并且該軸承單元具有一個與該驅(qū)動軸的垂直平面成角度的中心平面，其中，
[0015]所述驅(qū)動軸套設(shè)于該軸承單元的內(nèi)圈中，并與該內(nèi)圈相固定；
[0016]所述軸承單元的外圈與該雙向活塞相聯(lián)接，當驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時，通過該軸承單元驅(qū)使該雙向活塞進行往復(fù)運動。
[0017]優(yōu)選地，所述軸承單元為雙列角接觸球軸承單元。
[0018]優(yōu)選地，所述軸承單元的軸承接觸角大于45°。
[0019]優(yōu)選地，所述外圈包括聯(lián)接端，所述聯(lián)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(nèi)各設(shè)置有與所述聯(lián)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(qū)動銷；所述雙向活塞在其中心開設(shè)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(shè)置有與驅(qū)動銷相配合的槽口 ；并且，該圓柱孔中設(shè)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(nèi)。所述內(nèi)圈通過螺母和所述驅(qū)動軸相緊固。
[0021]本實用新型的搖盤壓縮機相對于現(xiàn)有技術(shù)，結(jié)構(gòu)緊湊，涉及復(fù)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(yè)壓縮機的應(yīng)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(jié)合【具體實施方式】以及相應(yīng)附圖，對本實用新型的雙向搖盤壓縮機的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，其利用搖盤對雙向活塞的往復(fù)運動進行驅(qū)動，搖盤的運動由固定在驅(qū)動軸上的轉(zhuǎn)子驅(qū)使。本實用新型的特點尤其在于搖盤和轉(zhuǎn)子的配合方式。搖盤和轉(zhuǎn)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(qū)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(qū)動軸上的轉(zhuǎn)子除用作驅(qū)動搖盤做搖擺運動外，還直接用作組合軸承單元的內(nèi)圈。由此可使得傳統(tǒng)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(xiàn)有技術(shù)，結(jié)構(gòu)緊湊，涉及復(fù)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(yè)壓縮機的應(yīng)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(qū)動機構(gòu)，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(nèi)圈可作為壓縮機的轉(zhuǎn)子本身，由此，在減小摩擦損耗的同時，也可實現(xiàn)整個壓縮機結(jié)構(gòu)的緊湊化設(shè)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(guī)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(nèi)進行往復(fù)運動的若干個雙向活塞200。雙向活塞200往復(fù)運動于前缸體120和后缸體130的相關(guān)缸孔110中。
[0034]雙向搖盤壓縮機進一步包括驅(qū)動雙向活塞200的驅(qū)動組件300，驅(qū)動組件300包括驅(qū)動軸310、與驅(qū)動軸310固定連接的轉(zhuǎn)子320、以及與轉(zhuǎn)子320相配合的環(huán)狀搖盤330，另參照圖2、3，轉(zhuǎn)子320具有一個與驅(qū)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(zhuǎn)子320的中心平面P-P相重合，驅(qū)動軸310旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子320通過搖盤330驅(qū)使雙向活塞200進行往復(fù)運動。
[0035]常規(guī)地，驅(qū)動軸310可旋轉(zhuǎn)地置于前缸體120和后缸體130的中心孔140內(nèi)，并可由外部驅(qū)動力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子320固定地連接并集成到驅(qū)動軸310上，因此可隨驅(qū)動軸310的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。另結(jié)合圖2、3，轉(zhuǎn)子320可常規(guī)地由第一環(huán)狀凸緣321和第二環(huán)狀凸緣322組成。第一環(huán)狀凸緣321可被固定在驅(qū)動軸310的凸臺311上，類似地，第二環(huán)狀凸緣322可與第一環(huán)狀凸緣321的接合面3212及驅(qū)動軸310相固定，并且第一環(huán)狀凸緣321、第二環(huán)狀凸緣322通過螺母312和驅(qū)動軸310相緊固，由此實現(xiàn)轉(zhuǎn)子320和驅(qū)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(xiàn)轉(zhuǎn)子320和驅(qū)動軸310的固定連接。
[0036]如上所述,轉(zhuǎn)子320的中心平面P-P和驅(qū)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(fù)運動時的沖程長度。
[0037]特別地，結(jié)合圖2、3，轉(zhuǎn)子320具有用于與搖盤330相配合的內(nèi)表面323，在該實施方式中，兩個內(nèi)表面323設(shè)置于第一環(huán)狀凸緣321和第二環(huán)狀凸緣322之間。內(nèi)表面323包括相對設(shè)置的第一內(nèi)表面324、第二內(nèi)表面325以及位于第一內(nèi)表面324和第二內(nèi)表面325之間的轉(zhuǎn)子接觸面326。
[0038]搖盤330部分地環(huán)繞設(shè)置于轉(zhuǎn)子320的內(nèi)表面323內(nèi)，并包括分別與第一內(nèi)表面324相鄰近的第一外周部334、與第二內(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)表面324和第一外周部334之間設(shè)置有第一軸承340，第二內(nèi)表面325和第二外周部335之間設(shè)置有第二軸承350，并且轉(zhuǎn)子接觸面326和搖盤接觸面336之間設(shè)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(nèi)表面324和第一外周部334，第二軸承350直接作用于第二內(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)圈接觸表面與轉(zhuǎn)子320內(nèi)表面323的第一內(nèi)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(nèi)圈接觸表面與轉(zhuǎn)子320內(nèi)表面323的第二內(nèi)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(nèi)圈接觸表面與轉(zhuǎn)子320內(nèi)表面323的轉(zhuǎn)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(qū)動方面，可采用傳統(tǒng)的滑履配合結(jié)構(gòu)。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(shè)的半球凹面。進一步地，窩部210中各設(shè)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(guī)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(guī)的配合手段驅(qū)動雙向活塞200做往復(fù)運動，例如，通過銷結(jié)構(gòu)實現(xiàn)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(shè)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(jié)構(gòu)，本實施方式中，該萬向軸承結(jié)構(gòu)為滑履萬向節(jié)結(jié)構(gòu)。
[0044]在圖1至圖3所示的實施方式中，當搖盤壓縮機的驅(qū)動軸310旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子320將隨驅(qū)動軸310的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，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(chǎn)生搖動運動但并不隨驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，由于滑履萬向節(jié)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(nèi)對應(yīng)缸孔的約束下前后往復(fù)運動。由于對搖盤330的旋轉(zhuǎn)并無約束，所以當驅(qū)動軸310旋轉(zhuǎn)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(qū)動軸310的旋轉(zhuǎn)而不成比例地緩慢旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)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(nèi)圈接觸表面之外。為防止這種情況發(fā)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(yù)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(yōu)化地符合軸承的設(shè)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(nèi)進行往復(fù)運動的雙向活塞(圖未示出)和驅(qū)動該雙向活塞的驅(qū)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(nèi)圈620和外圈630，并且軸承單元600具有一個與驅(qū)動軸310的垂直平面0-0成角度的中心平面P’-P’，其中，驅(qū)動軸310套設(shè)于軸承單元600的內(nèi)圈620中，并與內(nèi)圈620相固定；軸承單元600的外圈630與雙向活塞相聯(lián)接，當驅(qū)動軸310旋轉(zhuǎn)時，通過軸承單元600驅(qū)使雙向活塞進行往復(fù)運動。類似于上述實施方式，內(nèi)圈620可通過螺母和驅(qū)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(nèi)圈620同時具有上述實施方式中的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)緊湊，適合于商業(yè)大功率壓縮機的應(yīng)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(yōu)選地，軸承單元600的軸承接觸角α ’大于45°。
[0050]優(yōu)選地，軸承單元600的外圈630和雙向活塞聯(lián)接的方式，可采用上述的滑履式聯(lián)接。具體地，繼續(xù)參照圖4，外圈630包括聯(lián)接端631，聯(lián)接端631包括第一外周部6311和第二外周部6322 ;對應(yīng)地，雙向活塞(圖未示出)包括兩個窩部，該兩個窩部內(nèi)各設(shè)置有與聯(lián)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(lián)接。具體地，軸承單元600的外圈630固定連接有驅(qū)動銷640 ;雙向活塞200在其中心開設(shè)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(shè)置有與驅(qū)動銷640相配合的槽口 270 ;進一步地，圓柱孔260中設(shè)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(nèi)。由此，雙向活塞200、活塞銷280和驅(qū)動銷640 —起形成銷萬向節(jié)結(jié)構(gòu)。
[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(jié)結(jié)構(gòu)和銷萬向節(jié)結(jié)構(gòu)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(yīng)落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)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(nèi)進行往復(fù)運動的雙向活塞； 驅(qū)動該雙向活塞的驅(qū)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(nèi)圈和外圈，并且該軸承單元具有一個與該驅(qū)動軸的垂直平面成角度的中心平面，其中， 所述驅(qū)動軸套設(shè)于該軸承單元的內(nèi)圈中，并與該內(nèi)圈相固定； 所述軸承單元的外圈與該雙向活塞相聯(lián)接，當驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時，通過該軸承單元驅(qū)使該雙向活塞進行往復(fù)運動。
2.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(lián)接端，所述聯(lián)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(nèi)各設(shè)置有與所述聯(lián)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(jù)權(quán)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(qū)動銷； 所述雙向活塞在其中心開設(shè)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(shè)置有與驅(qū)動銷相配合的槽口 ；并且， 該圓柱孔中設(shè)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(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向搖盤壓縮機，其特征在于，所述內(nèi)圈通過螺母和所述驅(qū)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(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】沈大茲, 王健, 陳余俊 申請人:比澤爾制冷技術(shù)（中國）有限公司