[发明专利]轴支承件、带有所述轴支承件的压缩机以及方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及支承件支撑结构，并且更特别地可以涉及用于例如 为压缩机和根据一个实施方式为涡卷压缩机的专门应用的支承件支撑结 构。

背景技术

涡卷(或涡旋)压缩机是一种特定类型的压缩机，其用于压缩制冷剂 以用于例如制冷、空气调节、工业冷却和冷冻器应用的应用，和/或可以使 用压缩流体的其它应用。这种现有的涡卷压缩机是已知的，例如，如 Hasemann的美国专利No.6,398,530、Kammhoff及其他人的美国专利No. 6,814,551、Kammhoff及其他人的美国专利No.6,960,070、以及Kammhoff 及其他人的美国专利No.7,112,046所列举的那样，所有的上述文献均转让 给了与本受让人密切相关的Bitzer公司。本发明属于可以在所述或其它涡 卷压缩机设计中实施的改进，美国专利No.6,398,530、No.6,814,551、No. 6,960,070和No.7,112,046的全部公开内容通过引用它们的整体被结合于 此。

如这些专利所列举的那样，涡卷压缩机传统地包括具有包含在其中的 涡卷压缩机的外部壳体。涡卷压缩机包括第一和第二涡卷压缩机部件。第 一压缩机部件典型地被静止布置并且固定在外壳中。第二涡卷压缩机部件 相对于第一涡卷压缩机部件可动以便于压缩相应的涡卷肋之间的制冷剂， 所述涡卷肋伸出在相应的基底上方并且彼此接合。通常，可动涡卷压缩机 部件关于绕中心轴线的轨道被驱动，以用于压缩制冷剂的目的。典型地为 电动机的适当的驱动单元通常被提供在相同的壳体内以驱动所述可动的涡 卷部件。

为了支撑在涡卷压缩机内的高速旋转，如以上提及的专利中所示和如 美国专利No.6,109,899中所较详细地讨论的那样，通常采用轴支承件(或 轴承)。如其中所讨论的那样，支承件结合包括石墨和耐热树脂复杂层的树 脂材料，所述层包括沉积在树脂基底中的硬碳微粒。所述支承件应该由 Taiho Kogyo有限公司以“碳复合双金属轴承CB 100G”的商品名而制成， 其由不可逆转地固化的硬热固性树脂的材料形成。这种热固塑料无法在其 被固化之后被熔化或再造型。结果，在涡卷压缩机的这种应用中，所述材 料需要进一步的机加工过程，以用于轴和上下支承部件的支承表面和可动 涡卷部件的驱动轴毂之间的精确配合和对齐。由此，尽管所述方法具有一 些优点，但所述方案的一个缺点是与需要机加工支承表面以用于轴和支承 表面之间的高度精确配合相关联的额外费用和复杂性。

更通常地，在涡卷压缩机中，圆筒形支承件将由以下材料中的一些来 衬垫：青铜、含铅青铜、巴比特合金、PTFE、PTFE复合材料(带有铅和/ 或痕量的二氧化硅——被认为小于1％体积)。尽管许多年来已经尝试过许 多不同的材料用于这种涡卷压缩机中的支承材料，但技术现状仍然被认为 存在显著的不足，而本发明致力于对现有技术的改进。

发明内容

本发明针对轴承材料的改进，其例如可以使用在包括至少一个支承件 和金属材料制成的轴的用于制冷剂的压缩机装置中，所述轴具有相对于至 少一个支承件可旋转地安装的轴部分。支承件包括支撑件和作为所述支撑 件的衬垫的材料成分。支承衬垫的材料成分包括适应(conforming)材料， 磨蚀颗粒包含在其中。在这样的结构中，在轴中的至少一个支承件之间的 无论多么微小的任何未对齐都适于在它们之间建立边缘负载。利用本发明 这一方面的独特的材料成分，改善措施的结合完成，包括轴的金属材料在 边缘负载的位置的磨蚀移除；还有适应材料在边缘负载处的蠕变的结合以 使得支承件也适应未对齐。

优选地，预想根据最大未对齐设计公差的边缘负载的至少20％通过适 应材料的蠕变被接收，根据最大未对齐设计公差的边缘负载的至少20％通 过轴的金属材料的磨蚀移除被接收。例如，如图6中所预想的那样，边缘 负载的大致50％可以通过各个部件(轴和支承件)被接收，其通过从初始 时到轴和支承衬垫的最大半径变化差被测量。磨蚀颗粒可以作为填料和/或 另外的填料金属可以用于适应材料由此作为蠕变控制介质，以确定材料成 分的适应材料有多容易地可以沿着支撑件的表面运动或蠕变。优选地，支 撑件呈金属套管的形式，其具有烧结金属表面，其中热塑性适应材料和磨 蚀颗粒可以嵌入其中并且机械地锁定和成型到其上。