[發(fā)明專利]一種壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承及其澆注系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510406233.6
• 申請(qǐng)日: 2015-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105179201B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈平凡;張?chǎng)?/a>;劉毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 肇慶精通機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): F04B39/00
• 分類號(hào): F04B39/00;B22C9/08
• 代理公司: 北京萬(wàn)貝專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11520
• 代理人: 劉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軸承零件鑄件，特別是一種壓縮機(jī)用壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承及其澆注系統(tǒng)。

背景技術(shù)

軸承是組成壓縮機(jī)泵體的關(guān)鍵零件，在壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于馬達(dá)定子、轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生的磁氣吸引力和曲軸偏心部產(chǎn)生的偏心力的共同作用，一方面，導(dǎo)致曲軸和軸承柄部發(fā)生徑向變形，使壓縮機(jī)振動(dòng)、噪音加大；另一方面，使上、下軸承柄部與曲軸外周緊密貼合形成摩擦副，該摩擦副為局部面接觸，面壓力極高接觸面易發(fā)生較大磨損甚至燒結(jié)，影響壓縮機(jī)長(zhǎng)久運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。因此，要求軸承具備高強(qiáng)度、高剛性的力學(xué)性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，使用灰鑄鐵制造壓縮機(jī)軸承零件，但其強(qiáng)度、剛性均較低，隨著空調(diào)廠家對(duì)要所及性能要求的提高，以及冷媒迭代，灰鑄鐵軸承的強(qiáng)度、剛性已逐漸不能滿足使用要求，使用灰鑄鐵軸承的壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易出現(xiàn)耐磨性不足、定轉(zhuǎn)子碰撞音、噪音高等的技術(shù)課題。

為此，近年來(lái)不少研究人員試圖用球墨鑄鐵材料來(lái)制造壓縮機(jī)軸承，以達(dá)到提高軸承強(qiáng)度、剛性，進(jìn)而改善壓縮機(jī)性能、噪音的目的。但是，與灰鑄鐵相比，球墨鑄鐵過(guò)冷度大，共晶凝固時(shí)間長(zhǎng)，共晶團(tuán)數(shù)量多(為灰鑄鐵50～200倍)，趨向于在很大斷面上固-液相共存的糊狀凝固。由于球墨鑄鐵的這種凝固特點(diǎn)，壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承結(jié)構(gòu)不合理，致使壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承極易在柄部與筋板連接處產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷。廢品率居高不下，無(wú)法達(dá)到量產(chǎn)能力。

下面以某型壓縮機(jī)軸承為例，說(shuō)明這一情況。曾有開(kāi)發(fā)人員為該型號(hào)軸承設(shè)計(jì)過(guò)如下幾種鑄件毛坯：

如圖1所示，柄部為實(shí)心的軸承毛坯結(jié)構(gòu)剖視圖；

如圖2所示，柄部為通孔的軸承毛坯結(jié)構(gòu)剖視圖；

盡管上述軸承毛坯結(jié)構(gòu)幾何形狀不同，但都存在同樣的問(wèn)題：軸承柄部1靠近軸承端面2處的熱節(jié)圓A壁厚大于與它相鄰并靠近澆注系統(tǒng)一側(cè)的法蘭輻條3壁厚t1和法蘭盤4壁厚t2。鑄造該軸承毛坯時(shí)，鑄件在冷卻過(guò)程中，最小壁厚的法蘭輻條3、法蘭盤4處先結(jié)束冷卻凝固，而熱節(jié)圓A處后結(jié)束冷卻凝固，因而造成法蘭輻條3、法蘭盤4處提前封閉了軸承柄部1靠近軸承端面2的熱節(jié)圓A處的補(bǔ)縮通道。

而目前使用在鑄造該軸承毛坯的澆鑄系統(tǒng)都只是在軸承型腔法蘭外圓5的中部設(shè)置有內(nèi)澆道，且設(shè)置在離軸承柄部1較遠(yuǎn)的法蘭外圓5處，外圓由于筋板薄加上中間有腰形孔的阻斷，導(dǎo)致鐵水無(wú)法通過(guò)澆道或冒口直接對(duì)軸承熱節(jié)圓A處進(jìn)行補(bǔ)縮，導(dǎo)致在該位置產(chǎn)生不可避免出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷，產(chǎn)品不良率居高不下，使壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承制造技術(shù)存在的不足，提供一種壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承，解決壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承易出現(xiàn)縮孔、縮松不良率高發(fā)的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承，其結(jié)構(gòu)包括法蘭盤、位于法蘭盤中部的柄部，所述柄部下端設(shè)計(jì)有一個(gè)以軸承中軸線為軸心，自法蘭盤端面向上的半開(kāi)孔，所述半開(kāi)孔的高度大于法蘭盤高度的1.5倍而小于壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承總高度，所述孔的孔徑尺寸為柄部直徑的20％～90％。

進(jìn)一步地，所述半開(kāi)孔由兩段組成，第一段為圓柱形的直孔，拔模斜度為0°～5°，第二段為球面圓孔，孔徑尺寸逐漸減小，直至封閉，第一段和第二段之間以直線倒角或圓弧倒角過(guò)渡連接，且第二段高度小于第一段高度的1/2。

進(jìn)一步地，所述半開(kāi)孔為三段,第一段、第二段形狀為圓柱形，而且第二段直徑是第一段直徑的3/4，第三段形狀為圓錐或圓柱形，圓柱形直徑是第二段直徑的1/2。

進(jìn)一步地，所述柄部上部設(shè)置有圓錐柱形的凸臺(tái)，凸臺(tái)直徑小于柄部直徑，凸臺(tái)高度小于壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承總高度的1/3。

進(jìn)一步地，所述凸臺(tái)為圓柱形、圓錐柱形或球形、球冠形。

進(jìn)一步地，壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承的底平面含有加快筋板冷卻速度的螺紋，螺紋深度(1～1.5)mm

此外，有必要提供一種鑄造所述壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承的澆鑄系統(tǒng)。

一種鑄造所述的球墨鑄鐵上軸承澆鑄系統(tǒng)，包括澆口杯、第一直澆道、重力補(bǔ)縮腔、第二直澆道、豎澆道、緩沖腔；其中重力補(bǔ)縮腔設(shè)置在軸承型腔上部，連通第一直澆道和第二直澆道，豎澆道設(shè)置在軸承型腔的中部，連接軸承型腔與第二直澆道。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的球墨鑄鐵軸承的設(shè)計(jì)原理，通過(guò)設(shè)計(jì)半開(kāi)孔結(jié)構(gòu)使壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承鑄件靠近端面的法蘭盤的熱節(jié)圓直徑小于柄部中心部的熱節(jié)圓直徑，使柄部上中心部的熱節(jié)圓處成為壓縮機(jī)用球墨鑄鐵軸承鑄件的最后凝固位置，因而使縮孔、縮松缺陷控制到柄部上中心部的熱節(jié)圓處位置，且分布集中。