專利名稱：一種用于壓縮機(jī)的曲柄軸的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種壓縮機(jī)的曲柄軸，具體是該曲柄軸的加工方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的扇形壓縮機(jī)為三級壓縮結(jié)構(gòu)。共四個汽缸、活塞，分為兩個一級、一個二級和一個三級。該壓縮機(jī)在曲柄軸驅(qū)動下作往復(fù)運(yùn)動，曲柄軸的結(jié)構(gòu)形式為單支撐懸臂式。單支撐懸臂式曲柄軸工藝簡單，成本低，且連桿大端為整體式，強(qiáng)度高。微型低壓空氣扇形壓縮機(jī)采用此結(jié)構(gòu)。此種曲柄軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):曲軸材料為合金鋼，曲柄為可鍛鑄鐵，分別加工成形后用冷壓的方法壓成整體。曲柄的材料為可鍛鑄鐵，其延伸率相對較低，當(dāng)用較大的過盈量冷壓組裝過程中，易造成曲柄開裂，故一般控制過盈量為0.1-0.13mm。過盈量的大小決定了曲柄軸傳遞扭矩的能力。設(shè)計曲柄的偏心距通常小于2”(50.8_)，大于此值會造成曲軸和曲柄產(chǎn)生相對運(yùn)動而損壞曲軸。因而通常此種結(jié)構(gòu)只能用于排氣量小于3m3/min，排氣壓力lOkg/cm2以下的壓縮機(jī)?，F(xiàn)今的吹瓶行業(yè)使用的空壓機(jī)大多在高溫高濕環(huán)境中使用且連續(xù)運(yùn)行，尤其是2-3m3/min，40kg/cm2的機(jī)型使用的特別多。這就要求壓縮機(jī)轉(zhuǎn)度更低、工作溫度更低。要實(shí)現(xiàn)低速低溫，加大曲柄軸偏心距最為有效，同時還可以提高容積效率，即降低能效比。但曲柄軸偏心距的加大，用原來的方法制造曲柄軸，傳遞扭矩的能力不夠，顯然是行不通的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種提高曲柄軸傳遞扭矩的能力，使此中高壓空氣壓縮機(jī)能在高壓、低速、低溫、高效的工作下連續(xù)運(yùn)行。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種用于壓縮機(jī)的曲柄軸的加工方法，該曲柄軸包括曲軸以及曲軸，其特征在于，方法如下:
第一步、過盈量加工:曲軸的外徑和曲柄的孔徑的過盈量分別為:A min=0.173，Amax=0.208，其中曲軸的外徑尺寸為50 60mm ；
第二步、加熱裝配:將曲柄孔部位用感應(yīng)加熱的方法加熱至500 600°C，然后將曲軸插入曲柄孔內(nèi)，冷卻后成形。所述的感應(yīng)加熱的溫度為540 550°C。有益效果
曲柄軸采用本發(fā)明方案后，曲軸與曲柄過盈量增加，使得曲柄軸可以傳遞更大的扭矩，承受更大的載荷。大大避免了中高壓活塞式壓縮機(jī)在實(shí)際使用當(dāng)中出現(xiàn)的曲軸和曲柄發(fā)生相對運(yùn)動的故障。由于采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，在保證曲柄軸傳遞有效扭矩的同時，使得曲柄軸的偏心距可以由2" (50.8mm)增至2.75" (69.85mm)。
由于活塞行程加大，活塞上下止點(diǎn)的距離增加，氣缸長度也隨之增加，散熱面積進(jìn)而大幅度提聞，大大提聞了壓縮機(jī)的散熱效率。在產(chǎn)品設(shè)計時，增大曲柄軸的偏心距利于壓縮機(jī)選擇相對較低的轉(zhuǎn)速，同時保證活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動時保持一個合理的平均線速度，合理的活塞線速度可以提高活塞環(huán)的氣密性，從而提高了壓縮機(jī)的工作效率。


圖1是發(fā)明曲柄軸的結(jié)構(gòu)示意 圖2是曲柄軸扭矩T隨著過盈量的變化 圖3是曲柄軸扭矩T隨著溫度的變化圖。其中:1、曲柄，2、NUP411TVP2主軸承，3、軸承限位套，4、曲軸，5、NUP311ENTVP2輔軸承，6、軸承擋圈，7、8.8級Ml2螺栓。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)說明:
本發(fā)明曲柄軸的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括曲柄I和曲軸4，其中曲柄I和曲軸4過盈配合。具體加工步驟是:首先，將曲軸的外徑尺寸設(shè)計為055，偏差為(+0.018 +0.008)，曲柄孔徑的設(shè)計尺寸為055，偏差為(-0.165 -0.190)，過盈量分別為Amin=0.173，Amax=0.208 ;然后將曲柄的孔徑通過感應(yīng)加熱的方法加熱至500 600°C，優(yōu)選范圍為540 550°C，在本實(shí)施例中，加熱溫度為550°C。使得曲柄孔在加熱后增加0.1-0.2mm,曲軸在此情況下可輕松按要求垂直插入曲柄孔內(nèi)，最后冷卻后成形。在本發(fā)明中，曲軸和曲柄依靠過盈配合的方式組裝后，配合面上會產(chǎn)生一定程度的徑向壓力，曲柄軸在工作時便靠此壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞扭矩。經(jīng)過大量計算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)曲軸與曲柄之間的過盈量所造成的變形使兩零件處于彈性變形階段的時候，扭矩T隨著過盈量增加而近似成直線增加，如圖2所示。但是，如果曲軸和曲柄之間的壓力超過曲柄的屈服極限(O P時，隨著過盈量繼續(xù)增加，曲柄會發(fā)生塑性變形，如圖2曲線部分所示；曲柄的材料為KTH350-10，材料延伸率為10，當(dāng)過盈量超過一定限度，曲柄將被損壞。設(shè)計時，為保證曲柄軸一定的安全系數(shù)，故將過盈量的大小設(shè)定在兩零件彈性變形的階段，并在此前提下盡量增加其過盈量，以保證其傳遞扭矩的能力。為保證在組裝時曲柄可以承受這么大的過盈量，將曲柄孔部位用感應(yīng)加熱的方法加熱，可使曲柄孔徑在0 55的偏差在(-0.165 -0.190)基礎(chǔ)上增加0.1-0.2mm,曲軸在此情況下可輕松按要求垂直插入曲柄孔內(nèi)，冷卻后成形。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)當(dāng)加熱溫度升至650°C以上后T值開始下降，故將加熱溫度定在500-550°C，如圖3所示。將曲柄另一端用I個M12的8.8級螺栓擰死至螺栓擰斷，然后將末端鑿毛(如圖1所示)。同時，將主軸承由6410球軸承改成NUP411TVP2，將輔軸承由6310N球軸承改成NUP311ENTVP2，軸承的承載能力將提高三倍以上。
權(quán)利要求
1.一種用于壓縮機(jī)的曲柄軸的加工方法，該曲柄軸包括曲軸以及曲軸，其特征在于，方法如下: 第一步、過盈量加工:曲軸的外徑和曲柄的孔徑的過盈量分別為:A min=0.173，Amax=0.208，其中曲軸的外徑尺寸為50 60mm ； 第二步、加熱裝配:將曲柄孔部位用感應(yīng)加熱的方法加熱至500 600°C，然后將曲軸插入曲柄孔內(nèi)，冷卻后成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓縮機(jī)的曲柄軸的加工方法，其特征在于:所述的感應(yīng)加熱的溫度為540 550°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于壓縮機(jī)的曲柄軸的加工方法，該曲柄軸包括曲軸以及曲軸，方法如下第一步、過盈量加工曲軸的外徑和曲柄的孔徑的過盈量分別為△min=0.173，△max=0.208，其中曲軸的外徑尺寸為50～60mm；第二步、加熱裝配將曲柄孔部位用感應(yīng)加熱的方法加熱至500～600℃，然后將曲軸插入曲柄孔內(nèi)，冷卻后成形。曲柄軸采用本發(fā)明方案后，曲軸與曲柄過盈量增加，使得曲柄軸可以傳遞更大的扭矩，承受更大的載荷。大大避免了中高壓活塞式壓縮機(jī)在實(shí)際使用當(dāng)中出現(xiàn)的曲軸和曲柄發(fā)生相對運(yùn)動的故障。
文檔編號B23P11/02GK103203586SQ20131013023
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者孫春蕾 申請人:南京恒達(dá)壓縮機(jī)有限公司