曲轴结构、压缩机及空调的制作方法

本发明涉及压缩机，特别地涉及一种曲轴结构、压缩机及空调。

背景技术：

1、在空调制冷领域，最常用的压缩机便是转子压缩机，其核心泵体组件主要由上轴承、下轴承、气缸、曲轴、滚子及滑片六部分组成，在工作过程中，电机转子带动曲轴高速旋转，进而由曲轴偏心部带动滚子在气缸内压缩气态冷媒，以实现空调制冷制热的使用功能。

2、但在空调运行过程中，泵体组件中的曲轴与轴承之间存在高速摩擦，曲轴作为旋转体在轴承中进行旋转，两者的相对旋转速度的变化以及本身的扰度变化都会导致曲轴与轴承之间的摩擦状态发生变化，可能导致一定的应力集中甚至失效。因此，了解并改善曲轴与轴承之间摩擦状态对压缩机的能效、可靠性等有着深远影响。常规转子压缩机的曲轴与轴承为一对圆柱面接触的对磨副，摩擦磨损机制为滑动摩擦。滑动摩擦在对磨材料不一致时容易出现一方磨损严重，甚至出现磨粒磨屑堆积导致异常卡死的情况，必须要求润滑油的加入以减轻摩擦情况，并清洗带走对磨产生的磨粒磨屑。同时滑动摩擦的磨损机制也为空调制冷能效带来了部分损失，在总能效损失中，摩擦等机械损失占比约14%。

3、为此，我司前期有设计在曲轴与轴承之间增加小型滚珠或滚针来将两者间的摩擦机制由滑动摩擦改变为滚动摩擦，改变原本的摩擦状态，降低曲轴与轴承的摩擦损失，进而提高泵体的运行效率。但实际发现，在设置滚珠或滚针组件后也会带来一些问题，例如在摩擦副间引入滚动装置后，由于接触面积的减少，应力集中出现的可能性增大；同时结构中的间隙增多，增大了曲轴与法兰间振动的情况，增多了机械噪音的产生，影响用户的使用体验。为此，需要进一步优化设计来解决以上问题。

技术实现思路

1、为了解决目前的曲轴结构中曲轴与轴承之间的摩擦配合存在应力集中、振动及噪音较大的问题，本发明提出了一种曲轴结构、压缩机及空调。

2、第一方面，本发明提出的一种曲轴结构，其包括：

3、曲轴本体，其包括偏心部以及用于和外部轴承相配合的圆轴部，所述圆轴部的外圆周面上构造有环槽；以及

4、弹性滚珠组件，其包括多个弹性滚珠，多个所述弹性滚珠沿所述圆轴部的周向设置在所述环槽中；

5、其中，所述环槽内具有允许各所述弹性滚珠形变的空间，所述弹性滚珠处于第一状态时，各所述弹性滚珠的一部分均位于所述环槽外，各所述弹性滚珠在受所述轴承挤压而形变处于第二状态时，各所述弹性滚珠与所述环槽槽底和所述轴承内壁的接触面积均增大。

6、在一个实施方上式中，多个所述弹性滚珠在所述圆轴部径向上的最外侧部位与最内侧部位分别处于目标外圆与目标内圆的圆周上，且存在以下关系：

7、d0＋0.03mm ≤ d1≤ d0＋0.05mm；

8、d0－2h0－0.03mm ≤ d2≤ d0－2h0－0.01mm；

9、上式中，d0为所述圆轴部的直径，h0为所述环槽的深度，d1为所述目标外圆的直径，d2为所述目标内圆的直径。

10、在一个实施方上式中，所述弹性滚珠的材质为无机非金属，且材质满足：弹性模量≥1000mpa，硬度在75±5范围内，干摩擦系数≤0.20，油润滑摩擦系数≤0.08。

11、在一个实施方上式中，所述弹性滚珠的材质为氢化丁腈。

12、在一个实施方上式中，所述圆轴部上构造有一个或多个所述环槽，所述环槽为多个时，多个所述环槽在所述圆轴部的轴向上间隔分布；

13、其中，每个所述环槽中均设置有一个或多个所述弹性滚珠组件，所述环槽中设置有多个所述弹性滚珠组件时，多个所述弹性滚珠组件在所述环槽内沿所述圆轴部的轴向排布。

14、在一个实施方上式中，所述曲轴本体内部构造有润滑通道，所述润滑通道通过构造在所述环槽槽底的润滑孔连通所述环槽。

15、在一个实施方上式中，所述润滑孔在所述圆轴部的轴向上紧靠所述环槽第一侧的槽壁；所述环槽第一侧的槽壁为在所述曲轴本体处于竖直的使用状态时顶部的槽壁。

16、在一个实施方上式中，所述环槽为多个时，所述润滑孔至少构造于在所述曲轴本体处于竖直的使用状态时最上方的所述环槽内。

17、在一个实施方上式中，所述弹性滚珠组件还包括配合在所述环槽中的环形保持架，所述环形保持架内构造有滚珠槽，所述滚珠槽构造为能够容纳处于所述第二状态的所述弹性滚珠。

18、在一个实施方上式中，所述环形保持架的尺寸满足以下关系：

19、d3＜ d0，d0－2h0＜ d4；

20、l0－0.6mm ≤ nl1≤ l0－0.3mm；

21、上式中，d0为所述圆轴部的直径，h0为所述环槽的深度，d3为所述环形保持架的外圈直径，d4为所述环形保持架的内圈直径，l0为所述环槽的宽度，l1为所述弹性滚珠组件的宽度，n为一个所述环槽中的所述环形保持架的个数。

22、在一个实施方上式中，所述环形保持架包括第一支架与第二支架，所述第一支架与所述第二支架的两端均分别设置有凸卡扣与凹卡扣，所述第一支架与所述第二支架拼接时，所述第一支架的所述凹卡扣与所述凸卡扣分别和所述第二支架的所述凸卡扣与所述凹卡扣卡接。

23、在一个实施方上式中，所述环槽的轴向横截面形状为矩形。

24、在一个实施方上式中，所述圆轴部包括在轴向上分别位于所述偏心部两侧的长轴部与短轴部，所述环槽与所述弹性滚珠组件至少设置在所述长轴部。

25、第二方面，本发明提出的一种压缩机，其包括上述的曲轴结构，进而具备其所具备的全部技术效果。

26、第三方面，本发明提出的一种空调，其包括上述的压缩机，进而具备其所具备的全部技术效果。

27、上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

28、本发明提供的一种曲轴结构、压缩机及空调，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

29、本发明的一种曲轴结构、压缩机及空调，在基于弹性滚珠与轴承的滚动摩擦能够降低摩擦损失、减轻磨损程度的基础上，通过弹性滚珠的形变可以增大弹性滚珠与曲轴本体以及弹性滚珠与轴承的接触面积，可以避免应力集中以及进一步避免应力集中带来的摩擦损失以及局部磨损严重的问题；同时接触面积的增大还能够增强弹性滚珠摩擦副对径向负荷的承受能力，从而提高曲轴在运行中的稳定性，降低曲轴在电机带动下产生的振动与噪音的强度。

技术特征：

1.一种曲轴结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的曲轴结构，其特征在于，多个所述弹性滚珠在所述圆轴部径向上的最外侧部位与最内侧部位分别处于目标外圆与目标内圆的圆周上，且存在以下关系：

3.根据权利要求1所述的曲轴结构，其特征在于，所述弹性滚珠的材质为无机非金属，且材质满足：弹性模量≥1000mpa，硬度在75±5范围内，干摩擦系数≤0.20，油润滑摩擦系数≤0.08。

4.根据权利要求3所述的曲轴结构，其特征在于，所述弹性滚珠的材质为氢化丁腈。

5.根据权利要求1所述的曲轴结构，其特征在于，所述圆轴部上构造有一个或多个所述环槽，所述环槽为多个时，多个所述环槽在所述圆轴部的轴向上间隔分布；

6.根据权利要求1所述的曲轴结构，其特征在于，所述环槽为多个时，所述润滑孔至少构造于在所述曲轴本体处于竖直的使用状态时最上方的所述环槽内。

7.根据权利要求1所述的曲轴结构，其特征在于，所述弹性滚珠组件还包括配合在所述环槽中的环形保持架，所述环形保持架内构造有滚珠槽，所述弹性滚珠安装在所述滚珠槽中，所述滚珠槽构造为能够容纳处于所述第二状态的所述弹性滚珠。

8.根据权利要求7所述的曲轴结构，其特征在于，所述环形保持架的尺寸满足以下关系：

9.根据权利要求7所述的曲轴结构，其特征在于，所述环形保持架包括第一支架与第二支架，所述第一支架与所述第二支架的两端均分别设置有凸卡扣与凹卡扣，所述第一支架与所述第二支架拼接时，所述第一支架的所述凹卡扣与所述凸卡扣分别和所述第二支架的所述凸卡扣与所述凹卡扣卡接。

10.根据权利要求1所述的曲轴结构，其特征在于，所述环槽的轴向横截面形状为矩形。

11.根据权利要求1所述的曲轴结构，其特征在于，所述圆轴部包括在轴向上分别位于所述偏心部两侧的长轴部与短轴部，所述环槽与所述弹性滚珠组件至少设置在所述长轴部。

12.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的曲轴结构。

13.一种空调，其特征在于，包括如权利要求12所述的压缩机。

技术总结本发明提供了一种曲轴结构、压缩机及空调，该曲轴结构包括曲轴本体与弹性滚珠组件。曲轴本体包括偏心部以及用于和外部轴承相配合的圆轴部，圆轴部的外圆周面上构造有环槽；弹性滚珠组件包括多个弹性滚珠，多个弹性滚珠沿圆轴部的周向设置在环槽中。弹性滚珠处于第一状态时，各弹性滚珠的一部分均位于环槽外，各弹性滚珠在受轴承挤压而形变处于第二状态时，各弹性滚珠与环槽槽底和轴承内壁的接触面积均增大。基于本发明的技术方案，在弹性滚珠与轴承的滚动摩擦能够降低摩擦损失、减轻磨损程度的基础上，通过弹性滚珠的形变来增大与曲轴本体以及轴承的接触面积，可以避免应力集中，提高曲轴在运行中的稳定性，降低曲轴所产生的振动与噪音的强度。技术研发人员：刘孟宇,李业林,史正良,胡文祥,贾波,郑慧芸受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2