[发明专利]用于制冷剂润滑的压缩机的压力渗氮不锈钢混合轴承

说明书

一种压力渗氮不锈钢混合滚珠轴承，具有内圈、外圈，以及布置于其间的滚动体。该压力渗氮不锈钢混合轴承具有由压力渗氮不锈钢材料制成的一个或者多个组件。在制冷机应用中使用制冷剂润滑的压力渗氮不锈钢混合轴承将产生很长的使用寿命时间。

技术领域

本发明所公开的实施方式涉及一种滚珠轴承，该滚珠轴承使用制冷剂润滑并用于制冷机应用中。本发明所公开的实施方式涉及一种压缩机，该压缩机具有由制冷剂进行润滑的滚珠轴承。本发明所公开的实施方式涉及一种无油压缩机，其中该无油压缩机的滚珠轴承由制冷剂进行润滑而不是用油进行润滑。

背景技术

滚珠轴承具有内圈、外圈，以及布置在它们之间的滚动体。混合轴承是具有两种或多种不同材料的滚珠轴承。例如，混合轴承可以具有由一种材料制成的滚动体，以及由另一种材料制成的内圈和外圈中的一个或全部。

发明内容

通常，制冷机应用中，例如离心式制冷机中，使用制冷剂润滑的滚珠轴承意味着该滚珠轴承不是用油进行润滑，而是用制冷剂进行润滑。压力渗氮不锈钢混合轴承的一个实施方式具有由压力渗氮不锈钢材料制成的组件。在制冷机应用中使用制冷剂润滑的压力渗氮不锈钢混合轴承将产生比标准钢滚珠轴承更长的使用寿命时间。因此，具有该压力渗氮不锈钢混合轴承的压缩机和/或制冷机应用中的其它部分具有更长的使用寿命，和/或需要更低频率的由于轴承磨损和/或破损导致的维修。

压缩机的各实施例包括但不限于离心式压缩机。离心式压缩机对蜗壳壳体中的一个或者多个叶轮进行旋转，以压缩用于制冷机的制冷回路中的制冷剂气体。离心式压缩机的一个或多个叶轮可以重达几百磅甚至几千磅。巨大沉重的制冷机组件每分钟几千转的高速旋转带来了独特的且具有挑战性的轴承润滑问题，特别是当这些组件处于静止状态启动时以及当这些组件自然停止制冷机关闭期间。

离心式压缩机可以是直驱类型或者齿轮驱动类型，制冷机被称为直驱制冷机或者齿轮驱动制冷机取决于制冷机中所包含的压缩机的类型。也就是说，直驱制冷机是包含有直驱类型压缩机的制冷机，齿轮驱动制冷机是包含有齿轮驱动类型压缩机的制冷机。在直驱制冷机中，压缩机的驱动马达的转子被直接安装在轴上，在该轴上安装有压缩机的一个或多个叶轮。反过来，该轴一般被安装在一个或者多个轴承上旋转，这些轴承在制冷机运行时需要润滑。在齿轮驱动离心式制冷机中，在其上安装有一个或多个叶轮的轴由一系列齿轮驱动，而不是将压缩机驱动马达的转子直接安装在装有叶轮的轴上来驱动。齿轮驱动制冷机的齿轮起到这样的作用：提高叶轮的转速超过驱动叶轮的马达的转速，并且这样做增加制冷机的制冷效果或者容量。在齿轮驱动制冷机中，叶轮轴在其中旋转的驱动齿轮和轴承迄今为止都需要用油进行润滑，并且直驱和齿轮驱动制冷机具有最通常采用的感应马达，感应马达的速度可以达到每分钟3600转。

在直驱和齿轮驱动的大吨位离心式制冷机中，其旋转组件的润滑历来被证明是具有挑战性并且昂贵的，并且完全或者至少从根本上是以油作为润滑剂来实现的。对这种润滑系统的需求已经极大地使直驱和齿轮驱动类型离心式制冷机的设计、制造、操作、维护和控制变得复杂，并且给这些离心制冷机增加了巨大的初始和操作成本。在大吨位离心式制冷机系统中消除作为润滑剂的油，并且使用构成制冷机工作流体的制冷剂达到润滑目的提供巨大的潜在优势。这些优势有：消除了与基于油的制冷机润滑系统相关联的许多制冷机故障模式；消除了与这类制冷机系统中油和制冷剂混合相关联的所谓的油运移问题；通过消除热交换表面的油涂层增强系统整体效率，该油涂层是由在系统制冷剂中夹带油并且该夹带的油进入制冷机的热交换器中所导致的；从制冷机系统消除了被视作对环境不利的材料(油)，同时消除了与处理和清理油相关联的问题和成本；以及，消除了与制冷机润滑系统相关联的许多昂贵的和相对复杂的组件，以及与此相关联的控制和维护成本。