專利名稱：冷凍劑壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車空調(diào)系統(tǒng)使用的冷凍劑壓縮機，更準(zhǔn)確地說是涉及一種帶有支撐驅(qū)動軸而改進(jìn)的懸臂結(jié)構(gòu)的搖擺板式壓縮機。
帶有支撐驅(qū)動軸的懸臂結(jié)構(gòu)的搖擺板式壓縮機是眾所周知的。這些結(jié)構(gòu)在美國專利3，552，886號和3，712，759號文件中都已公開。
參看

圖1，帶有普通懸臂結(jié)構(gòu)的搖擺板式壓縮機1包括一個圓筒形壓縮機殼體2，一個前端板3和以氣缸頭4形式的后端板。氣缸體21和曲軸箱22都設(shè)置在壓縮機殼體2內(nèi)。前端板3安裝在壓縮機殼體2的一個端部表面上，而設(shè)置的壓縮機殼體2的另一端部表面上的氣缸頭4是通過閥板5用螺栓41固定在氣缸體21的一個端部表面上的。一個開口31開在前端板3的中央部分用于穿過驅(qū)動軸6。
驅(qū)動軸6通過一個徑向滾針軸承7可轉(zhuǎn)動地支撐在前端板3上并伸入到曲軸箱22內(nèi)。楔形凸輪轉(zhuǎn)子8與驅(qū)動軸6的內(nèi)端部分固定地耦合在一起并通過一個止推滾針軸承9可轉(zhuǎn)動地支撐在前端板3的內(nèi)端部表面上以便使其與驅(qū)動軸6一起轉(zhuǎn)動。
在其中央部位配置有一個傘齒輪101的環(huán)形搖擺板10通過一個止推滾針軸承16安裝在楔形凸輪轉(zhuǎn)子8的傾斜的表面81上，并通過一個球形元件12可章動地支撐在支承元件11的端部，通過在氣缸21和支承元件11之間插入一個鍵來防止該支承元件11轉(zhuǎn)動。支承元件11是設(shè)置在由氣缸體21的中央部分形成的一個中央孔211內(nèi)并包含一個傘齒輪111和一個帶有空心部分113的柄部112。一個調(diào)整螺絲17設(shè)置在中央孔211的一個端部。一個螺旋彈簧13設(shè)置在柄部112的空心部分113內(nèi)并朝向搖擺板10來壓緊支承元件11，由此使支承元件11的傘齒輪111與搖擺板10的傘齒輪101相嚙合，并防止搖擺板10進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
若干個氣缸212都是在缸體21上以等角度分布?；钊?4以滑動配合安裝在每個氣缸212中。每個活塞14通過每個連桿15連結(jié)在搖擺板10的周圍，連桿15的一端通過一個球窩接頭連結(jié)在活塞14上，而連桿15的另一端則也通過一個球窩接頭連結(jié)在搖擺板10上。
氣缸頭4帶有一個排氣室42和一個環(huán)繞著排氣室42的進(jìn)氣室43。一個在閥板5上形成的進(jìn)氣孔51分別與進(jìn)氣室43和氣缸212相連通，而一個在閥板5形成的排氣孔52分別與氣缸212和排氣室42相連通。
在工作中，當(dāng)驅(qū)動軸6通過一個安裝在前端板3的管形延伸段35上的電磁離合器18被一個驅(qū)動源進(jìn)行驅(qū)動時，楔形凸輪轉(zhuǎn)子8就與驅(qū)動軸6一起轉(zhuǎn)動，由此搖擺板10就隨著楔形凸輪轉(zhuǎn)子8的轉(zhuǎn)動運動進(jìn)行不帶轉(zhuǎn)動的章動運動。因此，每個活塞14就通過搖擺板10的章動運動在氣缸212內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運動。螺旋彈簧13的彈力通過轉(zhuǎn)動調(diào)整螺絲17可以進(jìn)行調(diào)整。所以，盡管在工作中由于溫度和尺寸誤差的變化會引起尺寸的微小變化，但在止推轉(zhuǎn)承9，楔形凸輪轉(zhuǎn)子8，搖擺板10，傘齒輪101，鋼球12和支承元件11之間相應(yīng)的軸向間隙是可以通過調(diào)整螺旋彈簧13的彈力得到牢靠地保持。
上述搖擺板式壓縮機一般是用作汽車空調(diào)系統(tǒng)的冷凍劑壓縮機，因此該壓縮機在通常使用條件下應(yīng)需具有足夠的耐久性。但是，在嚴(yán)酷的條件下，如在高溫條件下長時間使用，就有可能發(fā)生驅(qū)動部件的卡住由此會造成壓縮機機不能保持足夠的耐久性。
當(dāng)分析壓縮機的驅(qū)動部件的卡住原因方面，這些部件在這種工作條件下真正的損壞是在驅(qū)動軸6的外表面發(fā)生的破裂，而該外表面是與支撐驅(qū)動軸6的徑向滾針軸承7的內(nèi)表面相接觸的。由驅(qū)動軸6上破裂掉下的碎屑會導(dǎo)致驅(qū)動部件的損壞和壓縮機發(fā)生卡住。
參看圖2，圖中顯示出驅(qū)動軸6與徑向軸承7的接觸表面情況。破裂發(fā)生在部位A。表明在驅(qū)動軸6和徑向軸承7之間實際接觸表面的光滑面是發(fā)生在部位B?；谝陨鲜聦?，可以發(fā)現(xiàn)驅(qū)動軸6的外表面不是均勻地與徑向軸承7的內(nèi)表面相接觸的，也就是有可能驅(qū)動軸6與徑向軸承7之間發(fā)生局部接觸。
參看圖3，圖中顯示壓縮機中各部件之間的力學(xué)關(guān)系。局部接觸的原因可以進(jìn)行分析如下。作用于凸輪轉(zhuǎn)子8的軸向外力包括根據(jù)每個活塞14壓縮時的氣體壓縮總壓力F1和由螺旋彈簧13的彈力所產(chǎn)生的軸向推力F2。當(dāng)活塞14位于上死點時，壓縮氣體總壓力F1作用于凸輪轉(zhuǎn)子8的A點處，該點是包著連桿15的一個球窩接頭處。軸向推力F2作用在凸輪轉(zhuǎn)子8的中央部位由于上述壓縮氣體總壓力F1和軸向推力F2作用在凸輪轉(zhuǎn)子8的傾斜表面81上，則徑向分力F3和F4就發(fā)生在徑向上。
迎著壓縮氣體總壓力F1和軸向推力F2產(chǎn)生的軸向反作用力F5就產(chǎn)生于止推軸承9上，所以，軸向力得以平衡。但是，還沒有對徑向分力F3和F4平衡的力，這樣就產(chǎn)生一個繞著止推軸承9的B點轉(zhuǎn)動凸輪轉(zhuǎn)子8的力矩，以便使凸輪轉(zhuǎn)子8與止推軸承9在上死點的對面一側(cè)即下死點一側(cè)分離開。因此，驅(qū)動軸6與所對應(yīng)的徑向軸承7的軸線呈一傾斜度并在驅(qū)動軸6和徑向軸承7之間在C點和D點處發(fā)生局部接觸。在驅(qū)動軸6與徑向軸承7的軸線之間的傾斜角θ是根據(jù)徑向軸承7的軸向長度和徑向軸承7的內(nèi)表面與驅(qū)動軸6的外表面之間的間隙大小來確定。
在上述結(jié)構(gòu)中，由徑向軸承7作用于驅(qū)動軸6上的力和平衡這些作用力的反作用力F6和F7可用下列方程式表示。
F3+F4＝F6-F7當(dāng)每個尺寸如圖3中所示的l1～l4，r1或r2，都已確定，則其力矩可以下列方程式表示。
F3·l′1+F4·l″2+F6·l′3-F1(r2-r1)-F2·r2-F7·l4＝0
如以上所指出的，假如驅(qū)動軸6在轉(zhuǎn)動時與徑向軸承7局部接觸，從而在它們之間會發(fā)生破裂。由于徑向軸承7在傾斜角θ條件下作用于驅(qū)動軸6上所產(chǎn)生的反作用力F6和F7都是根據(jù)氣體總壓力F1的變化而變化的。傾斜角θ在通常的間隙條件下是在0°至0.04°范圍內(nèi)預(yù)先確定的。因此，在嚴(yán)酷的工作條件，例如在大的空調(diào)載荷情況下是很容易發(fā)生破裂的。
本發(fā)明的主要目的是提供一種搖擺板式壓縮機，該壓縮機應(yīng)具有足夠的耐久性，甚至壓縮機在嚴(yán)酷的條件下使用時也能獲得足夠的耐久性。
本發(fā)明的另一目的是提供一種搖擺板式壓縮機，該壓縮機能夠在大的空調(diào)載荷情況下，在驅(qū)動軸和徑向軸承之間防止發(fā)生局部接觸。
根據(jù)本發(fā)明的搖擺板式壓縮機包括一個帶有若干氣缸的壓縮機殼體和一個靠近各氣缸的曲軸箱。一個可往復(fù)運動的活塞以滑配合安裝在各個氣缸中，并與驅(qū)動機構(gòu)相耦合。該驅(qū)動機構(gòu)包括一個通過一個徑向軸承可轉(zhuǎn)動地支承在壓縮機殼體上的驅(qū)動軸和一個楔形凸輪轉(zhuǎn)子安裝在驅(qū)動軸的一端上。一個搖擺板是通過一個壓緊機構(gòu)進(jìn)行壓緊的并由旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)檎聞舆\動。驅(qū)動軸安裝在楔形凸輪轉(zhuǎn)子上是與楔形凸輪轉(zhuǎn)子的一個軸向端部表面朝著活塞的上死點一側(cè)呈某一個傾斜角θ1。而且，楔形凸輪轉(zhuǎn)子的內(nèi)端部表面與推力軸承均勻接觸。
本發(fā)明另外的目的，特征和其它方面將通過結(jié)合以下附圖對本發(fā)明的最佳實施例進(jìn)行詳細(xì)描述后獲得了解。
圖1是一個常用的搖擺板式壓縮機的截面剖示圖。
圖2是圖1所示驅(qū)動軸的外表面的一部分的放大圖。
圖3是用以表明作用于圖1所示的凸輪轉(zhuǎn)子和驅(qū)動軸上各種力之間關(guān)系的說明圖。
圖4是按照本發(fā)明的一個搖擺板式壓縮機的實施例的部分截面剖示圖，用以顯示凸輪轉(zhuǎn)子和驅(qū)動軸的組裝情況。
圖5是一個壓縮機的部分截面剖示圖，用以顯示圖4所示的前端板和驅(qū)動軸的組裝情況。
圖6是一個壓縮機的部分截面剖示圖，用以說明飭ψ饔糜諭 所示組裝件上的情況。
參看圖4，圖中表明按照本發(fā)明實施例的一個驅(qū)動軸和一個楔形凸輪轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。該凸輪轉(zhuǎn)子8是楔形截面的，該凸輪轉(zhuǎn)子8的一個軸向端部表面是通過線段St的直線來表示。在通常情況下與凸輪轉(zhuǎn)子8組裝在一起的驅(qū)動軸6的軸線用圖4中的直線OR表示，它垂直于由楔形凸輪轉(zhuǎn)子8的軸向端部表面構(gòu)成的直線St。與此相反，在本發(fā)明中，驅(qū)動軸6組裝在楔形凸輪轉(zhuǎn)子8上，要使驅(qū)動軸6的軸線Os相對于軸線OR朝著上死點，即向著凸輪轉(zhuǎn)子8較厚的一側(cè)所確定的上死點一側(cè)延伸的線段是傾斜的以形成某一角度(圖4中所表示的θ1度)。
其值由以下方程確定θ＝tan-1(c/l)其中l(wèi)是徑向軸承7的軸向長度，而C是徑向軸承7的內(nèi)表面和驅(qū)動軸6的外表面之間的間隙。而且，設(shè)置在凸輪轉(zhuǎn)子8的軸向端部表面上用于徑向滾針軸承9的座圈91在凸輪轉(zhuǎn)子8的較厚部分是傾斜的以形成一個角θ2。
參看圖5，圖中顯示出安裝在搖擺板式壓縮機1的前端板3上的楔形凸輪轉(zhuǎn)子8和驅(qū)動軸6的組裝件。如圖1所示，螺旋彈簧13的彈力作為一個推緊力機構(gòu)是通過調(diào)整螺絲17可調(diào)整的，這樣軸向推力F2可以調(diào)整成一個比通常要大一些的預(yù)定值。由于軸向推力F2是一個大于驅(qū)動軸6和凸輪轉(zhuǎn)子8的連結(jié)部分的力的一個預(yù)定值，所以驅(qū)動軸被向左轉(zhuǎn)了，由此則楔形凸輪轉(zhuǎn)子8的軸向端部表面就與推力軸承9均勻地接觸。這時，驅(qū)動軸6的外表面與徑向軸承7的內(nèi)表面就在兩個點，即M和N點上相接觸。則在驅(qū)動軸6的軸線OS和徑向軸承7的軸線OB之間的夾角θ2就由以下方程式確定θ2＝tna-1(c/l)其中1是徑向軸承7的軸向長度，而C是徑向軸承7的內(nèi)表面和驅(qū)動軸6的外表面之間的間隙。
在圖5中的驅(qū)動軸6的中心軸線OS與凸輪轉(zhuǎn)子8的軸向端部表面之間的夾角與圖4中的夾角相差一個φ角度，其值為θ1減去θ2。假如楔形凸輪轉(zhuǎn)子8與驅(qū)動軸6的連結(jié)部分的強度系數(shù)是K，則作用于驅(qū)動軸6上的右旋力矩Ms之值等于Kφ，在上述條件下，作用于上述另件上的力和力矩之間的平衡關(guān)系可以由下列方程表示。
F4+F6＝F7F2＝F5F5·R+1＝6·l′2-F4·l1-F7(l′2+l′3)＝0MS＝Kφ＝F7(l2+l′3)-F6·l2其中l(wèi)1，l2，l3或R是如圖5所示的每個尺寸，F(xiàn)2，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6或F7是作用于每個另件上的每個力，F(xiàn)5是止推軸承9上反作用力，F(xiàn)6或F7是徑向軸承7上反作用力，而MS是由于驅(qū)動軸6與凸輪轉(zhuǎn)子8之間的角度變化而作用于驅(qū)動軸6上的右旋轉(zhuǎn)力矩。變化的角度φ等于θ1減去θ2。
如圖6所示，當(dāng)壓縮機1工作過程中，其外力包括作用于凸輪轉(zhuǎn)子8的傾斜表面81上的氣體總壓力F1和軸向推力F2。徑向分力F3和F4是產(chǎn)生于外力F1和F2并作用于凸輪轉(zhuǎn)子8的傾斜表面81上。這些徑向分力F3，F(xiàn)4轉(zhuǎn)動凸輪轉(zhuǎn)子8使它向上死點一側(cè)推緊。因此，驅(qū)動軸6朝著圖6所示的左側(cè)點M轉(zhuǎn)動，該點M位于徑向軸承7的外端處，即驅(qū)動軸6相對于凸輪轉(zhuǎn)子8的位置朝著下死點一側(cè)位移了，結(jié)果使徑向軸承7的軸線OB和驅(qū)動軸6的軸線Os彼此間趨于平行，這樣驅(qū)動軸6就被支撐在它的外表面的徑向軸承7的上側(cè)內(nèi)表面上。假如凸輪轉(zhuǎn)子8和驅(qū)動軸6的連結(jié)部分的強度系數(shù)是K，則作用于驅(qū)動軸6上的右旋轉(zhuǎn)力矩MS等于Kφ，這樣使驅(qū)動軸6牢固地與徑向軸承7的上側(cè)內(nèi)表面保持均勻地接觸。
在上述條件下，作用于上述各另件上的各種力和力矩之間的平衡關(guān)系可以由以下方程式表示F3+F4＝F6F1+F2＝F5F5·R-F4·l1-F1·R′-F6(l2+l4)＝0MS＝Kφ＝F6(l2+l4)其中l(wèi)1，l2，l3，R或R′是圖6所示的每個尺寸，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3或F4是以上所描述的相同的作用力，F(xiàn)5是止推軸承9上的反作用力，F(xiàn)6或F7是徑向軸承7上的反作用力，而MS是由于驅(qū)動軸6與凸輪轉(zhuǎn)子8之間角度的變化而作用于驅(qū)動軸6上的右旋轉(zhuǎn)力矩。該變化的角度值等于θ1減去θ2。
如上面說明書中所解釋的，當(dāng)壓縮機1工作過程中，驅(qū)動軸6的外表面牢固地與徑向軸承7的內(nèi)圓周部分保持均勻地接觸，從而防止驅(qū)動軸6的表面部分破裂。而且由于楔形凸輪轉(zhuǎn)子8的軸向端部表面是通過活塞的氣體總壓力所產(chǎn)生的軸向推力F1和F2朝著止推軸承9方向推緊的，楔形凸輪轉(zhuǎn)子8的軸向端部表面就均勻地與推力軸承9相接觸，從而推力軸承座圈91也就防止了在它的表面上發(fā)生破裂。
此外，在本發(fā)明的另一個實施例中是采用排氣壓力用以代替螺旋彈簧，其反沖力比圖1所示的螺旋彈簧的要大些。一個在閥板5上形成的孔50，以便使排氣室42與氣缸體212的中央孔211相連通。流入中央孔211的排出氣體通過調(diào)整螺絲17與中央孔211之間的間隙;并作用在支承元件11上。因此，凸輪轉(zhuǎn)子8的軸向端部表面就通過常用的螺旋彈簧13和排出氣體的氣體壓力的反沖力朝著止推軸承9方向推緊。在此實施例中所獲得的效果與上述實施例的效果一樣。
前面已經(jīng)結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但這些描述只是舉例說明而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制。很容易理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本專業(yè)的普通技術(shù)的人員都可以進(jìn)行各種改變和更改。
權(quán)利要求
1.一種搖擺板式壓縮機中包括一個帶有若干個氣缸的壓縮機殼體，和一個靠近上述氣缸的曲軸箱，一個可往復(fù)運動的活塞可滑動地安裝在每個上述氣缸中，一個耦合在上述活塞上以獲得往復(fù)運動的驅(qū)動機構(gòu)，該驅(qū)動機構(gòu)還包括可轉(zhuǎn)動地支承在上述壓縮機殼體內(nèi)的一個驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸通過一個徑向軸承和一個可轉(zhuǎn)動地支承在上述壓縮機內(nèi)端部表面上的一個止推軸承上，和一個由推緊機構(gòu)推緊的使轉(zhuǎn)動運動改變?yōu)檎聞舆\動的搖擺板，其改進(jìn)部分有上述驅(qū)動軸是以一個預(yù)定的傾斜度安裝在上述楔形凸輪轉(zhuǎn)子的軸向端部表面上，而且所述楔形凸輪轉(zhuǎn)子的內(nèi)端部表面與上述止推軸承均勻地接觸。
2.如權(quán)利要求1所述搖擺板式壓縮機，其中所述推緊力機構(gòu)是一個具有較大的彈力的螺旋彈簧。
3.如權(quán)利要求2所述搖擺板式壓縮機，其中所述推緊力機構(gòu)是一個與排氣室的中央孔相連通的孔。
全文摘要
公開了一種搖擺板式壓縮機，它包括一個帶有若干氣缸的壓縮機殼體和一個靠近各氣缸的曲軸箱?？赏鶑?fù)運動的活塞分別以可滑動地安裝在每個氣缸中。一個驅(qū)動機構(gòu)耦合在各活塞上以實現(xiàn)往復(fù)運動。該驅(qū)動機構(gòu)包括通過一個徑向軸承以可轉(zhuǎn)動地支持在壓縮機殼體上的驅(qū)動軸和一個楔形凸輪轉(zhuǎn)子。該驅(qū)動軸以某一角度θ1的傾斜度安裝在楔形凸輪轉(zhuǎn)子的一個軸向端部表面上。通過一個推緊力機構(gòu)均勻地接觸到止推軸承上，由此以防止止推軸承受到損壞。
文檔編號F04B1/14GK1034979SQ8810086
公開日1989年8月23日 申請日期1988年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月11日
發(fā)明者高橋晴男, 寺內(nèi)清, 畠山秀春, 熊谷修三 申請人:三電有限公司