專利名稱：往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，例如，這種壓縮機(jī)可用在汽車空調(diào)系統(tǒng)中。
在現(xiàn)有技術(shù)中，一種雙頭往復(fù)活塞式壓縮機(jī)包括一對(duì)相互連接而形成一個(gè)主殼體的缸體。這種壓縮機(jī)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(gè)繞其軸線等距設(shè)置的缸孔，在這些缸孔中，設(shè)有雙頭活塞沿各孔滑動(dòng)。一根軸向延伸的傳動(dòng)軸由主殼體支承以便轉(zhuǎn)動(dòng)。往復(fù)雙頭活塞的旋轉(zhuǎn)斜盤安裝在傳動(dòng)軸上的以便隨其轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)斜盤還通過一對(duì)止推軸承支承并夾緊在上述一對(duì)缸體之間。
壓縮機(jī)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(duì)運(yùn)動(dòng)，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(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)工作中的噪音和振動(dòng)。另一方面，螺栓過度旋緊會(huì)導(dǎo)致止推軸承上過大的夾緊力，從而導(dǎo)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(nèi)。在現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)中，該公差要選擇以便當(dāng)螺栓在其彈性變形范圍內(nèi)使用時(shí)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(nèi)使用，螺栓一旦擰緊，螺栓繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)位置的微小差別就會(huì)顯著改變其上的軸向張力。因此，螺栓中的軸向張力很難進(jìn)行控制。當(dāng)擰緊過程終止時(shí)擰緊轉(zhuǎn)角的微小差別可以導(dǎo)致上述的功率損耗或振動(dòng)和噪音。
本發(fā)明的目的是解決上述的現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種改進(jìn)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，使得止推軸承上的夾緊力可容易地控制在需要的公差內(nèi)以防止功率損耗的增加、可靠性的變劣以及振動(dòng)和噪音的產(chǎn)生。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種用于壓縮致冷氣體的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)包括一個(gè)主殼體，其上帶有繞缸體縱軸線布置的多個(gè)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(nèi)夾緊面和低接面。在各缸孔中可滑動(dòng)地設(shè)有多個(gè)活塞。一根軸向延伸的傳動(dòng)軸通過一對(duì)軸承由主殼體支承以便轉(zhuǎn)動(dòng)。一旋轉(zhuǎn)斜盤安裝在傳動(dòng)軸上以便隨傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)斜盤通過設(shè)置在活塞上的蹄塊接合活塞。當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)通過旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一對(duì)止推軸承設(shè)置在旋轉(zhuǎn)斜盤和缸體的內(nèi)夾緊面之間以便在其間夾緊和保持旋轉(zhuǎn)斜盤。壓縮機(jī)還設(shè)有控制從內(nèi)夾緊面作用在止推軸承上的夾緊力從而在裝配壓縮機(jī)時(shí)使夾緊力不超過預(yù)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(huì)超過預(yù)定的允許上限。這使得螺栓的擰緊容易得到控制。
按照本發(fā)明的一個(gè)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(yù)定的允許上限內(nèi)。螺栓最好包括減輕部分，其尺寸和材料經(jīng)選擇以便在螺栓擰緊時(shí)發(fā)生塑性變形。
按照本發(fā)明的另一個(gè)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(fā)明的另一個(gè)特征中，控制裝置包括設(shè)置在有關(guān)止推軸承和缸體的內(nèi)夾緊面之間的一個(gè)環(huán)件，當(dāng)旋緊螺栓以連接缸體時(shí)，其發(fā)生塑性變形。上述環(huán)件可以設(shè)置在缸體的抵接面之間。
現(xiàn)參閱以下附圖描述本發(fā)明的上述的和其它的目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是運(yùn)用本發(fā)明的壓縮機(jī)一實(shí)例的縱剖圖。
圖2表示螺栓軸向張力相對(duì)于螺栓的延伸的變化，其中，實(shí)線O-Y-N-U-T表示當(dāng)螺栓承受軸向張力和扭轉(zhuǎn)力時(shí)的變化，點(diǎn)劃線O-Y0-U\-0-T0表示當(dāng)螺栓只承受軸向張力時(shí)的變化。
圖3表示螺栓相對(duì)于螺栓擰緊轉(zhuǎn)角的軸向張力。
圖4表示缸體內(nèi)夾緊面之間的距離相對(duì)于螺栓16的軸向張力的減小量。
圖5表示相對(duì)于缸體內(nèi)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(jī)的局部剖視圖，表示按照本發(fā)明第二實(shí)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(jī)的局部剖視圖，表示設(shè)在止推軸承和缸體內(nèi)夾緊面之間以控制止推軸承上的夾緊力的環(huán)件。
圖8是圖1所示壓縮機(jī)的局部剖視圖，表示帶有座圈的止推軸承，座圈可發(fā)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(jī)的局部剖視圖，表示設(shè)在缸體的抵接面之間以控制止推軸承上的夾緊力的環(huán)件。
現(xiàn)對(duì)照?qǐng)D1-5描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖1表示應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)雙頭往復(fù)活塞式壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)包括連接起來以形成一個(gè)主殼體的第一和第二缸體11和12，其端部相互面對(duì)。具體來說，第一和第二缸體11和12分別包括當(dāng)缸體連接時(shí)相互接觸的抵接面11c和12c。一密封環(huán)36夾在抵接面11C和12C之間。一個(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)軸18穿過前和主殼體13，11和12，并通過一對(duì)徑向軸承19a和19b由主殼體11和12支承以便轉(zhuǎn)動(dòng)。密封裝置20設(shè)置在傳動(dòng)軸18和前殼體13之間。傳動(dòng)軸18工作時(shí)可連接于一驅(qū)動(dòng)源如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)(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(gè)缸孔21。在缸孔21中設(shè)有可沿各缸孔21滑動(dòng)的雙頭活塞22。
主殼體11和12還限定了一旋轉(zhuǎn)斜盤室23，其中，一個(gè)與活塞22配合工作的旋轉(zhuǎn)斜盤安裝在傳動(dòng)軸18上。旋轉(zhuǎn)斜盤24進(jìn)一步通過一對(duì)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(nèi)夾緊面11a和12b之間夾緊旋轉(zhuǎn)斜盤24。旋轉(zhuǎn)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(dòng)軸18的轉(zhuǎn)動(dòng)通過旋轉(zhuǎn)斜盤24轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊?2的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
前、后殼體13和15限定環(huán)形的吸入室27a和27b。吸入室27a和27b通過進(jìn)口(未畫出)連接于外部的致冷劑系統(tǒng)(未畫出)。前、后殼體13和15還限定環(huán)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(tǒng)。
在閥板14a和14b上設(shè)有吸氣閥機(jī)構(gòu)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(diǎn)。在閥板14a和14b上還設(shè)有排放閥機(jī)構(gòu)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(shè)有多條抽取通道32a和32b，使吸入室27a和27b流體連通于旋轉(zhuǎn)斜盤室23。抽取通道32a和32b通過從壓縮室向旋轉(zhuǎn)斜盤室，向吸入室27a和27b旁流氣體而防止旋轉(zhuǎn)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(jī)。在旋緊螺旋16的過程中，缸體11和2的內(nèi)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(dāng)螺栓16過度擰緊時(shí)，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(chǎn)生功率損耗及止推軸承會(huì)產(chǎn)生故障。另一方面，當(dāng)螺栓16擰緊不充分時(shí)，止推軸承26a和26b上的夾緊力不足，軸承會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。因此，缸體11和12的內(nèi)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(nèi)。
按照第一實(shí)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(jī)時(shí)不使夾緊力超過預(yù)定的允許上限。換言之，在本實(shí)施例，螺栓16的材料和尺寸經(jīng)過選擇使得螺栓16在相互連接殼體13，11，12和15時(shí)塑性變形。
通過擰緊螺栓16使缸體11和12相互連接，使旋轉(zhuǎn)斜盤24通過止推軸承26a和26b夾緊在缸體11和12的內(nèi)夾緊面11a和12a之間。在緊固之前向每個(gè)螺栓16的螺紋部分加油。
現(xiàn)參閱圖2描述螺栓的軸向張力相對(duì)于螺栓的延伸的變化，圖中實(shí)線O-Y-N-U-T表示螺栓承受軸向張力和扭轉(zhuǎn)力時(shí)的變化，虛線O-Y0-U0-T0表示螺栓只承受軸向張力時(shí)的變化。在螺栓的緊固過程中，除軸向應(yīng)力外，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力也作用在螺栓上。因此，螺栓在曲服點(diǎn)“Y”曲服，曲服點(diǎn)“Y”低于當(dāng)螺栓只承受軸向張力時(shí)的曲服點(diǎn)“Y0”。如果螺栓被進(jìn)一步擰緊，螺栓沿線Y-N-U塑性變形并在點(diǎn)T斷開。
按照本發(fā)明，擰緊過程在點(diǎn)“N”完成，點(diǎn)“N”在塑性變形范圍內(nèi)。從螺栓16除去擰緊轉(zhuǎn)矩以結(jié)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(zhuǎn)應(yīng)力。在點(diǎn)N，軸向張力低于點(diǎn)U的最大張力。當(dāng)軸向力在點(diǎn)N的條件下作用在擰緊的螺栓16上時(shí)，螺栓16沿著平行于線O-L的線I-N彈性變形。在點(diǎn)“P”(例如，點(diǎn)P是線I-N和在滿足點(diǎn)N的條件下，由邁爾斯曲服標(biāo)準(zhǔn)限定的一條曲線的交點(diǎn))，螺栓16塑性變形，且扭轉(zhuǎn)應(yīng)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(diǎn)T0斷開。因此，在點(diǎn)N曲服的螺栓16可在點(diǎn)N和P之間彈性變形。因此，當(dāng)載荷作用在擰緊系統(tǒng)上時(shí)，在點(diǎn)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(huì)在螺栓上產(chǎn)生塑性變形的軸向力。
現(xiàn)參閱圖3描述相對(duì)于被擰緊的螺栓的轉(zhuǎn)角的螺栓上的軸向張力。螺栓擰緊過程在第一轉(zhuǎn)角上終止。但是，這個(gè)轉(zhuǎn)角，即，擰緊過程完成時(shí)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(gè)實(shí)例。在圖3中，由于在彈性變形范圍內(nèi)，螺栓中的軸向張力如虛線所示與擰緊的轉(zhuǎn)角成正比，因而S2代表螺栓上軸向張力的分布，它是象在現(xiàn)有技術(shù)中那樣在彈性變形范圍內(nèi)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(zhuǎn)角不成正比，軸向張力的變化，相對(duì)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(fā)明中，螺栓16是在塑性范圍內(nèi)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(jī)的殼體在合乎要求的夾緊力下連接起來。
現(xiàn)參閱圖4描述內(nèi)夾緊面11a和12a之間的距離相對(duì)于螺栓16中的軸向張力的減小量。如圖4所示，內(nèi)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(chǎn)生的上述距離的減小量越大。螺栓16被擰緊而連接壓縮機(jī)殼體時(shí)，必須在圖4示出上、下限L1和L2的尺寸公差內(nèi)。如圖5所示，止推軸承26a和26b的功率損耗與內(nèi)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(dāng)螺栓16在塑性變形范圍內(nèi)使用時(shí)，內(nèi)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(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，為了使壓縮機(jī)的功能操作最佳化，可以朝著下限L2減小螺栓16的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)擰緊力，從而盡可能減小振動(dòng)和噪音。
下面對(duì)照?qǐng)D6描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。
按照本發(fā)明的第二實(shí)施例，每個(gè)螺栓16具有一個(gè)減徑部分16a以形成一個(gè)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(jī)時(shí)，不使止推軸承上的夾緊力超過預(yù)定的允許上限。
減徑部分16a的直徑和材料的選擇應(yīng)使殼體13，11，12和15相互連接時(shí)減徑部分16a發(fā)生塑性變形。
在第一和第二實(shí)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(zhuǎn)矩?cái)Q緊，然后，例如以300度的擰緊角進(jìn)一步擰緊。
現(xiàn)參閱圖7描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。
按照第三實(shí)施例的壓縮機(jī)還包括一個(gè)設(shè)置在缸體11和12的內(nèi)夾緊面11a和12a之一和止推軸承26a和26b之一之間的環(huán)件33，其可以塑性變形以形成一個(gè)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(jī)時(shí)使止推軸承上的夾緊力不超過預(yù)定的允許上限。在圖7中，例如，環(huán)件33設(shè)置在內(nèi)夾緊面11a和止推軸承26之間，而環(huán)件33也可以設(shè)置在另一內(nèi)夾緊面12a和另一止推軸承26b之間。
現(xiàn)對(duì)照?qǐng)D8描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。
在按照第四實(shí)施例的壓縮機(jī)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(gè)裝置，其用于控制止推軸承26a和26b上的夾緊力，以便當(dāng)裝配壓縮機(jī)時(shí)，使止推軸承上的夾緊力不超過預(yù)定的允許上限。在第四實(shí)施例中，軸承26a和26b都設(shè)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(shè)置可塑性變形的座圈。另外，在第四實(shí)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(fā)生塑性變形。
現(xiàn)對(duì)照?qǐng)D8描述本發(fā)明的第五實(shí)施例。
按照本發(fā)明第五實(shí)施例的壓縮機(jī)包括一個(gè)設(shè)置在缸體11和12的抵接面11c和12c之間的環(huán)件，該環(huán)件可塑性變形以形成一個(gè)裝置，其用于控制止推軸承26a和26b上的夾緊力，從而當(dāng)裝配壓縮機(jī)時(shí)，使止推軸承上的夾緊力不超過預(yù)定的允許上限。
本專業(yè)的技術(shù)人員懂得，上述用于控制夾緊力的裝置可以應(yīng)用在普通的壓縮機(jī)上而無需改變壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。
在上述各實(shí)施例中，作為實(shí)例，壓縮機(jī)是雙頭往復(fù)活塞式壓縮機(jī)。但是本發(fā)明也可應(yīng)用在另外類型的壓縮機(jī)上，例如，單頭往復(fù)活塞式壓縮機(jī)、波片壓縮機(jī)(wave plate compressor)和可變?nèi)莘e式壓縮機(jī)中。另外，可塑性變形件可以設(shè)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(yè)技術(shù)人員還懂得，前面的描述只是本發(fā)明裝置的推薦實(shí)施例，可對(duì)其作各種修改和變化而并超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于壓縮致冷氣體的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，它包括一個(gè)主殼體，其帶有繞缸體縱軸線布置的多個(gè)缸孔，所述主殼體包括第一和第二缸體，這些缸體包括內(nèi)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(gè)可滑動(dòng)地設(shè)置在缸孔中的活塞；一根通過一對(duì)軸承由所述主殼體支承以便轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向延伸的傳動(dòng)軸；一個(gè)安裝在所述傳動(dòng)軸上以便隨傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)斜盤，所述旋轉(zhuǎn)斜盤通過蹄塊與活塞接合，傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)；一對(duì)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)斜盤和缸體的內(nèi)夾緊面之間，以便將旋轉(zhuǎn)斜盤夾在其間的止推軸承；以及控制從內(nèi)夾緊面在止推軸承上的夾緊力以便在裝配壓縮機(jī)時(shí)使夾緊力不超過預(yù)定的允許上限的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述螺栓具有30-50Hr的洛式硬度。
3.如權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)，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(quán)利要求3所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述螺栓包括當(dāng)擰緊螺栓時(shí)變形的減徑部分。
5.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，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(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述控制裝置包括一個(gè)設(shè)置在有關(guān)止推軸承和缸體內(nèi)夾緊面之間的環(huán)件，所述環(huán)件當(dāng)螺栓被擰緊以連接缸體時(shí)變形。
7.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述控制裝置包括設(shè)置在缸體的抵接面之間的環(huán)件，所述環(huán)件當(dāng)螺栓被擰緊以連接缸體時(shí)變形。
全文摘要
一種壓縮致冷氣體的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)設(shè)有主殼體，它包括繞缸體縱軸線布置的多個(gè)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(nèi)夾緊面和抵接面。多個(gè)活塞可滑動(dòng)地設(shè)在缸孔中。軸向的傳動(dòng)軸通過一對(duì)軸承由主殼體支承。旋轉(zhuǎn)斜盤裝在傳動(dòng)軸上隨其轉(zhuǎn)動(dòng)。一對(duì)止推軸承設(shè)在旋轉(zhuǎn)斜盤和缸體內(nèi)夾緊面之間以便在其間夾緊并保持旋轉(zhuǎn)斜盤。在止推軸承上來自內(nèi)夾緊面的夾緊力受到控制使夾緊力在裝配壓縮機(jī)時(shí)不超過預(yù)定的允許上限。
文檔編號(hào)F04B39/14GK1138142SQ9610373
公開日1996年12月18日 申請(qǐng)日期1996年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月22日
發(fā)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(xué) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)制作所, 株式會(huì)社名古屋螺子制作所