[实用新型]轴系组件及具有其的涡旋压缩机

说明书

本实用新型提供了一种轴系组件及具有其的涡旋压缩机。轴系组件包括：曲轴，曲轴具有第一止推面和第二止推面；第一支架，套设在曲轴上，第一支架具有第三止推面；第二支架，套设在曲轴上且与第一支架间隔设置，第二支架具有第四止推面；第一止推面位于第三止推面远离第二支架的一侧，第二止推面位于第四止推面远离第一支架的一侧；第一止推轴承，套设在曲轴上，第一止推轴承设置在第一止推面和第三止推面之间；第二止推轴承，套设在曲轴上，第二止推轴承设置在第二止推面和第四止推面之间。本实用新型的轴系组件解决了现有技术中的轴系组件在切向力的作用下因轴承间隙及曲轴自身变形而发生倾覆的问题。

技术领域

本实用新型涉及压缩机领域，具体而言，涉及一种轴系组件及具有其的涡旋压缩机。

背景技术

涡旋压缩机的偏心轴带动动盘，而动盘对曲轴的力，包括径向力，切向力及离心力，其中离心力随曲轴转速的增大而增大，在设计中，为了平衡离心力，通常会引入平衡块，使得机体整体的重心不受转速的影响。但这种设计也会使曲轴在高转速下发生变形，可能影响曲轴的重心或与相关部件，如电机的垂直度，影响电机的效率和性能。

同时，曲轴受到切向力，这个切向力包括：为压缩气体所需要的切向力，气体通过压缩机流速变化做功产生的力，以及曲轴为将机油搅动入泵体中，需要克服的阻力。其中，对于设计合理的压缩机，压缩气体所需切向力应该占主要部分，因而切向力虽然也随频率增大，但不像离心力那样随角速度变化，也无法通过平衡块平衡。由于切向力无法平衡，原则上只能通过径向轴承来配合，而轴承均存在配合一定间隙，即轴会在主，副轴承的共有间隙中因切向力产生一定的整体偏转角。

切向力导致的偏转角会导致轴的倾斜，从而造成两点主要影响：1、由于误差产生的偏心旋转会造成额外的电磁噪声。2、由于轴的倾斜会进一步使主轴承的上下端，动盘轴承的下端及其与曲轴对应的配合部位局部受到极高的负载，降低压缩机的寿命。

在压缩机负载不高，频率较低的情况下，切向力和离心力都较小，引发的曲轴的倾覆较为有限，磨损速度较慢，对可靠性的影响依旧在可接受的范围内。但如果想进一步让压缩机在高负载的状态下保持高速运行，则切向力和离心力造成的倾覆会变大，磨损造成的影响将变得难以忽略。

对于一般的涡旋压缩机，按轴向固定方式可分为上止推和下止推。下止推涡旋压缩机的止推平面在轴的尾部，采用在轴底部增加止推板的方式防止轴的位置改变。其切向作用力分布如图1a所示。其装配较为简单，但止推片与轴的配合面较小，难以承担轴的偏转扭矩，这会导致轴在切向力的作用下，以下止推面为旋转中心发生偏转，主，副，动盘轴承与轴在局部发生较剧烈的磨损。

上止推结构如图1b所示，其相对于下止推结构较为简单，直接将轴肩配合在上支架上，但装配相对下止推较为困难。对于上止推压缩机来说，如果以轴底部作为旋转中心的话，止推面的支持力力矩将动盘切向力力矩部分抵消，但如果以止推面和主轴承面结合部为旋转中心(图中引线指出点)，则可发现曲轴依旧会发生倾覆。与下止推不同，上止推间隙最小的部分为上止推面，在力矩的作用下，上止推面左侧下压，右侧上浮，导致左侧受到的局部压力很大，破坏油膜，成为了优先磨损面。

因此，目前的两种主流止推方案都不能有效平衡切向力的作用，在切向力作用足够大的时候，都会发生明显的局部磨损。这种磨损是基于原理上的，并不能因为加工精度的改变而彻底消除。根据涡旋压缩机的相关原理，转速越高，离心力越大，切向力也会出现一定的增长。现在涡旋压缩机在逐渐向高速化发展，当转速不断提升时，这种偏磨磨损导致的泄露，噪声及磨损终将成为超高速涡旋压缩机研发中不可忽视的问题。因此，若想解决超高速涡旋压缩机的瓶颈，必要更改曲轴的受力机理。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种轴系组件及具有其的涡旋压缩机，以解决现有技术中的轴系组件在切向力的作用下因轴承间隙及曲轴自身变形发生倾覆的问题。