CN110080978B - 曲轴变形平衡方法、装置，以及曲轴，涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴变形平衡方法、装置，以及曲轴，涡旋压缩机。其中，该方法包括：确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起的曲轴变形所需的离心分力；根据离心分力确定平衡配重；其中，平衡配重设置在曲轴上。本发明解决了相关技术中仅考虑动盘离心力对曲轴的影响，平衡效果较差的技术问题。

Description

曲轴变形平衡方法、装置，以及曲轴，涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机领域，具体而言，涉及一种曲轴变形平衡方法、装置，以及曲轴，涡旋压缩机。

背景技术

高转速涡旋压缩机轴系平衡设计对整机的振动和噪音有较大的影响，主要原因在于轴系平衡的计算方法是整体的力平衡和力矩平衡，满足力平衡和力矩平衡的解不一定能满足轴系整体的变形最小，而曲轴变形是影响整机振动和噪音的主要因素。相关技术中通过对曲轴的动盘离心力产生的变形进行抑制和克服，确定平衡配重的分力，以平衡曲轴的在高速运转下产生的变形，平衡效果较差。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种曲轴变形平衡方法、装置，以及曲轴，涡旋压缩机，以至少解决相关技术中仅考虑动盘离心力对曲轴的影响，平衡效果较差的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种曲轴变形平衡方法，包括：确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力；根据所述离心分力确定所述平衡配重；通过所述平衡配重平衡所述曲轴的变形；其中，所述平衡配重设置在所述曲轴上。

可选的，确定每个所述平衡配重克服所述动盘离心力和所述气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力之前包括：根据所述曲轴的工作情况，确定所述曲轴上的平衡配重数量和位置；其中，所述工作情况包括下列至少之一：实际工作环境，曲轴的种类。

可选的，确定每个所述平衡配重克服所述动盘离心力和所述气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力之前还包括：确定所述曲轴在曲轴偏心部方向上的动盘离心力对所述曲轴造成的第一变形量；以及，确定所述曲轴在曲轴偏心部的垂直方向上的气体力对所述曲轴造成的第二变形量。

可选的，确定每个所述平衡配重克服所述动盘离心力和所述气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力包括：根据所述动盘离心力或所述气体力，初步确定所述平衡配重克服所述动盘离心力，或克服所述气体力所需的所述离心分力的方向和大小；通过仿真软件进行仿真，通过调整所述离心分力的大小，改变所述仿真软件输出的所述第一变形量或所述第二变形量；在所述第一变形量或所述第二变形量达到预设值的情况下，确定所述动盘离心力或所述气体力对应的所述离心分力的大小。

可选的，根据所述动盘离心力或所述气体力，初步确定所述平衡配重克服所述动盘离心力，或克服所述气体力所需的所述离心分力的方向和大小包括：根据所述动盘离心力或者所述气体力确定所述离心分力的方向，其中，在曲轴偏心部方向上，所述动盘离心力的方向，与相邻的平衡配重的离心分力的方向相反，且相邻的两个平衡配重的离心分力的方向相反；在曲轴偏心部的垂直方向上，所述气体力的方向，与相邻的平衡配重的离心分力的方向相同，且相邻的两个平衡配重的离心分力相反；根据所述动盘离心力或所述气体力与所述离心分力的力矩平衡和力平衡，初步确定所述平衡配重克服所述动盘离心力或所述气体力所需的所述离心分力的大小。

可选的，通过仿真软件进行仿真，通过调整所述离心分力的大小，改变所述仿真软件输出的所述第一变形量或所述第二变形量包括：通过调整所述离心分力与所述动盘离心力或者所述气体力的比，调整所述离心分力的大小；根据调整的所述离心分力，改变输出的所述第一变形量或所述第二变形量。

可选的，在所述第一变形量或所述第二变形量达到预设值的情况下，确定所述动盘离心力或所述气体力对应的所述离心分力的大小包括：判断所述第一变形量或所述第二变形量是否处于预设阈值范围；在所述第一变形量或所述第二变形量处于预设阈值范围的情况下，确定所述动盘离心力或所述气体力对应的所述离心分力的大小。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种曲轴，包括：所述曲轴上设置至少一个平衡配重，所述平衡配重按照如上述中任意一项所述的方法确定。

可选的，所述曲轴包括设置有偏心轴的偏心部，和电机配合段，所述偏心部设置有第一平衡配重，所述电机配合段设置第二平衡配重和第三平衡配重，在所述曲轴的曲轴偏心部方向上，所述第一平衡配重克服所述动盘离心力的离心分力与所述动盘离心力方向相反，所述第二平衡配重克服所述动盘离心力的离心分力与所述动盘离心力方向相同，所述第三平衡配重克服所述动盘离心力的离心分力与所述动盘离心力方向相反；在所述曲轴的曲轴偏心部垂直方向上，所述第一平衡配重克服所述气体力的离心分力与所述气体力方向相反，所述第二平衡配重克服所述气体力的离心分力与所述气体力方向相同，所述第三平衡配重克服所述气体力的离心分力与所述气体力方向相反。

可选的，所述第一平衡配重满足，Fr1＝1.2～1.5Fc，其中，Fr1为所述第一平衡配重克服所述动盘离心力的离心分力大小，Fc为所述动盘离心力的大小。

可选的，所述第二平衡配重满足，Ft2＝1～1.2Ft，其中，Ft2为所述第二平衡配重克服所述气体力的离心分力大小，Ft为所述气体力的大小。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种涡旋压缩机，包括如上述中任意一项所述的曲轴。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种曲轴变形平衡装置，包括：第一确定模块，用于确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力；第二确定模块，用于根据所述离心分力确定所述平衡配重；平衡模块，用于通过所述平衡配重平衡所述曲轴的变形；其中，所述平衡配重设置在所述曲轴上。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述中任意一项所述的方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的方法。

在本发明实施例中，采用确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力；根据离心分力确定平衡配重；通过平衡配重平衡曲轴的变形，其中，平衡配重设置在曲轴上的方式，通过考虑动盘离心力和气体力的叠加作用对曲轴变形，从而确定平衡配重，达到了使平衡配重更准确的对曲轴进行变形平衡的目的，从而实现了提高平衡配重对曲轴变形的平衡效果的技术效果，进而解决了相关技术中仅考虑动盘离心力对曲轴的影响，平衡效果较差的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种曲轴变形平衡方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种涡旋压缩机的示意图；

图3是根据本发明实施例的曲轴R向平衡配重分布的示意图；

图4是根据本发明实施例的R向离心力挠曲变形的示意图；

图5是根据本发明实施例的R向离心力挠曲抑制变形计算值的折线图；

图6是根据本发明实施例的曲轴T向平衡配重分布的示意图；

图7是根据本发明实施例的T向离心力挠曲变形的示意图；

图8是根据本发明实施例的T向离心力挠曲抑制变形计算值的折线图；

图9是根据本发明实施例的一种曲轴变形平衡装置的流程图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1—吸气口；2—排气口；3—上盖；4—下盖；5—静涡旋盘；6—动涡旋盘；7—十字滑环；8—上支架；9—曲轴；10—电机定子；11—电机转子；12—油泵；13—支撑环；14—下支架；15—中平衡块；16—下平衡块；17—上平衡块；18—壳体；19—主轴；20—偏心轴；15-1—R向中平衡配重；16-1—R向下平衡配重；17-1—R向上平衡配重；15-2—T向中平衡配重；16-2—T向下平衡配重；17-2—T向上平衡配重。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种曲轴变形平衡方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种曲轴变形平衡方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起曲轴的变形所需的离心分力；

步骤S104，根据离心分力确定平衡配重；

步骤S106，通过平衡配重平衡曲轴的变形；

其中，平衡配重设置在曲轴上。

通过上述步骤，采用确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起曲轴的变形所需的离心分力；根据离心分力确定平衡配重；通过平衡配重平衡曲轴的变形，其中，平衡配重设置在曲轴上的方式，通过考虑动盘离心力和气体力的叠加作用对曲轴变形，从而确定平衡配重，达到了使平衡配重更准确的对曲轴进行变形平衡的目的，从而实现了提高平衡配重对曲轴变形的平衡效果的技术效果，进而解决了相关技术中仅考虑动盘离心力对曲轴的影响，平衡效果较差的技术问题。

上述曲轴在高速转动过程中会由于外力或者自身结构产生变形，上述动盘离心力和气体力是本实施例中，对曲轴变形起主要影响作用的两个阻力，其中上述动盘离心力是由于曲轴自身的非对称的结构产生，具体的，在涡旋压缩机中，动涡旋盘做回转运行，其回转半径为曲轴的偏心量，在动涡旋盘做回转运行过程中会产生向心力，与其向心力对应的离心力成为动涡旋盘离心力，也称动盘离心力。上述气体力由曲轴的工作环境产生，上述曲轴可以应用在涡旋压缩机中，与压缩机中的气体产生气体力，对曲轴的平衡转动产生影响，从而使曲轴变形。具体的，在涡旋压缩机中，动涡旋盘和静涡旋盘压缩气体时会受到的气体的反作用力，产生气体力，作用在曲轴上，引起曲轴变形。

上述确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力引起的曲轴变形所需的离心分力，可以是分别确定上述平衡配重克服动盘离心力的第一离心分力，以及上述平衡配重克服气体力的第二离心分力，上述离心分力为上述第一离心分力和第二离心分力的合力。上述确定每个平衡配重克服曲轴的动盘离心力和气体力所需的离心分力，还可以是先确定上述动盘离心力和气体力的合力，然后针对上述合力确定上述平衡配重克服该合力所需的离心分力。

上述根据离心分力确定平衡配重，在平衡配重的离心分力确定后，根据平衡配重的离心分力确定平衡配重的离心力，根据上述离心力确定平衡配重。其中，上述确定每个平衡配重克服曲轴的动盘离心力和气体力所需的离心分力，可以是将上述动盘离心力和气体力落在固定的方向上，进行计算，方便计算，而且计算结果准确。例如，将上述动盘离心力落在曲轴的曲轴偏心部方向，将上述气体力落在曲轴的曲轴偏心部的垂直方向。

上述平衡配重设置在曲轴上，上述平衡配重的数量可以为一个或者多个，其具体的数量取决于上述曲轴的平衡配重要求和工作情况。对于同一个曲轴，工作速度越高，其需要的变形平衡的平衡配重越重。上述平衡配重可以在上述曲轴上分布，上述平衡配重在曲轴上的分布越均匀，曲轴在高速转动下的平衡状态越稳定，反之，上述平衡配重在曲轴上的分布越集中，曲轴在高速转动下的平衡状态越容易被打破。上述曲轴在具体工作时，有的部位需要进行固定，因此在曲轴上至少需要两个固定位置固定在机架上，从而保证曲轴的转动，在曲轴的安装位置，不能设置平衡配重，否则会导致上述曲轴无法安装。另外，曲轴在工作时不同的部位，其空间不同，因此设置平衡配重的体积大小也不同。因此，需要具体考虑上述曲轴的具体工作情况来确定上述平衡配重。另外，曲轴的平衡配重可以是安装在上述曲轴上，还可以是将平衡配重通过焊接等方式固定在上述曲轴上，在平衡配重固定在上述曲轴上的情况下，需要考虑曲轴的安装拆卸，或者平衡配重的固定等工艺程序，否则有可能会导致前功尽弃。

因此，在本实施例中，可选的，确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力引起曲轴的变形所需的离心分力之前包括：根据曲轴的工作情况，确定曲轴上的平衡配重数量和位置；其中，工作情况包括下列至少之一：实际工作环境，曲轴的种类。上述实际工作环境可以包括曲轴在工作时的多种参数，例如，曲轴的转速，带动曲轴的电机的转速，上述曲轴的种类可以按照曲轴的形状结构划分，例如，阶梯状偏心轴，偏心光轴；也可以按照曲轴的使用工况进行划分，例如，应用在涡旋压缩机的曲轴可以程为涡旋压缩机曲轴。上述涡旋压缩机曲轴的实际工作环境可以包括：压缩机转速(10-160rpm)，曲轴偏心部处配置的动盘产生的离心力大于3000N，动盘承受的切向气体力大于3500N。

可选的，确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起曲轴的变形所需的离心分力之前还包括：确定曲轴在曲轴偏心部方向上的动盘离心力对曲轴造成的第一变形量；以及，确定曲轴在曲轴偏心部的垂直方向上的气体力对曲轴造成的第二变形量。

通过确定曲轴在曲轴偏心部方向上的动盘离心力共同作用下对曲轴造成的第一变形量，确定上述动盘离心力对上述曲轴的变形的影响，上述曲轴的第一变形量可以与上述动盘离心力的大小成函数关系。类似的，通过确定曲轴在曲轴偏心部的垂直方向上的气体力对曲轴造成的第二变形量，确定上述气体力对上述曲轴的变形的影响，上述曲轴的第二变形量可以与上述气体力的大小成函数关系。

可选的，确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起曲轴的变形所需的离心分力包括：根据动盘离心力或气体力，初步确定平衡配重克服动盘离心力或气体力所需的离心分力的方向和大小；通过仿真软件进行仿真，通过调整离心分力的大小，改变仿真软件输出的第一变形量或第二变形量；在第一变形量或第二变形量达到预设值的情况下，确定动盘离心力或气体力对应的离心分力的大小。

上述仿真软件可以是ANSYS软件。上述在第一变形量或第二变形量达到预设值的情况下，确定离心分力的大小。可以是上述第一变形量或第二变形量等于零的情况。还可以是上述第一变形量或第二变形量处于包括零的一定数值范围。上述根据动盘离心力或气体力，初步确定平衡配重克服动盘离心力或气体力所需的离心分力的方向和大小，初步确定在平衡状态下，上述平衡配重的离心分力的大小，并将其在仿真软件中进行仿真，从而确定上述离心分力的最优解，在该离心分力下，上述仿真软件输出的曲轴的第一变形量或第二变形量较小，且平衡状态稳定。其中，根据第一变形量确定动盘离心力对应的离心分力的大小，根据第二变形量确定气体力对应的离心分力的大小。

在本实施例中，根据动盘离心力或气体力，初步确定平衡配重克服动盘离心力或气体力所需的离心分力的方向和大小包括：根据动盘离心力或者气体力确定离心分力的方向，其中，在曲轴偏心部方向上，动盘离心力的方向，与相邻的平衡配重的离心分力的方向相反，且相邻的两个平衡配重的离心分力的方向相反；在曲轴偏心部的垂直方向上，气体力的方向，与相邻的平衡配重的离心分力的方向相同，且相邻的两个平衡配重的离心分力相反；根据动盘离心力或气体力与离心分力的力矩平衡和力平衡，初步确定平衡配重克服动盘离心力或气体力共同作用下引起的曲轴变形所需的离心分力的大小。

可选的，通过仿真软件进行仿真，通过调整离心分力的大小，改变仿真软件输出的第一变形量或第二变形量包括：通过调整离心分力与动盘离心力或者气体力的比，调整离心分力的大小；根据调整的离心分力，改变输出的第一变形量或第二变形量。

在对仿真软件进行调整之前，根据上述第一变形量或第二变形量与上述离心分力的关系确定调节对象。例如，当变形量与上述离心分力的平方成正比的情况下，调节离心分力，确定变形量，二者的关系难以有规律的确定，对于数据后期处理也不方便，生成的图像误差较大，但是以上述离心分力的平方作为调节对象，上述变形量与该自变量成正比关系，方便后期处理，后期数据处理的误差小。在本实施例中，上述曲轴的变形量与上述离心分力与动盘离心力或者气体力的比成比例关系，因此在本实施例中，将上述离心分力与动盘离心力或者气体力的比作为调节对象。

具体的，通过调节离心分力与动盘离心力的比值，改变仿真软件输出的第一变形量；或者，通过调节离心分力与气体力的比值，改变仿真软件输出的第二变形量。

可选的，在上述第一变形量或第二变形量达到预设值的情况下，确定动盘离心力或气体力对应的离心分力的大小包括：判断第一变形量或第二变形量是否处于预设阈值范围；在第一变形量或第二变形量处于预设阈值范围的情况下，确定动盘离心力或气体力对应的离心分力的大小。

在上述第一变形量或第二变形量是否处于预设阈值范围，可以是上述第一变形量和第二变形量是否处于零的周围一定范围内，例如，0.02mm～-0.02mm,0.01mm～-0.01mm，或者其他零上下0.01mm～0.02mm的数值范围之内。上曲轴的变形是随着不同的部位发生不同的变化，在本实施例中，将曲轴的变形主要划分为偏心部的变形和机电配合部的变形。上述第一变形量和第二变形量是否处于预设阈值范围，可以是判断第一变形量或第二变形量，对应在曲轴的偏心部和电机配合部的变形分量是否为零，其中，第一变形量对应在曲轴的偏心部和机电配合部的变形分量可以为第一变形分量和第二变形分量，第二变形量对应在曲轴的偏心部和机电配合部分变形分量可以为第三变形分量和第四变形分量；在曲轴的偏心部和电机配合部的变形分量为零的情况下，也即是第一变形分量与第二变形分量均等于零，或者，第三变形分量与第四变形分量均等于零的情况下，确定离心分力的大小。由于在实际工作情况中，偏心部和机电配合部的结构和受力状况均不同，导致上述偏心部和机电配合部的变形量往往难以同时为零，因此，在本实施例中，上述判断曲轴偏心部和电机配合部的变形分量是否为零，也可以是判断上述曲轴偏心部和电机配合部的变形分量是否处于零的周围一定范围内，在上述变形分量处于零的一定范围内，就可以确定上述离心分力的大小。

另外，在上述离心分力的大小确定后，可以根据该离心分力确定离心分力的取值范围。

需要说明的是，本实施例还提供了一种可选的实施方式，下面对该实施方式进行详细说明。

本实施方式提供一种高速涡旋运转过程中轴系平衡设计方法，轴系平衡的基础上，能够满足曲轴变形量最小。本实施方式解决的技术问题：1、曲轴高速旋转下挠曲变形大；2、整机高转速旋转下振动噪音大；本实施方式的有益效果：实现涡旋压缩机曲轴高速旋转下挠曲变形小，降低整机振动噪音。

本实施方式的创造点在于：R向利用上平衡配重抑制动盘离心力对曲轴变形的影响，T向利用中平衡配重抑制气体力对曲轴变形的影响，Fr1＝1.2～1.5Fc，Ft2＝1～1.2Ft；R向上平衡配重与动盘离心力反向设置，T向中平衡配重与气体力同向设置。

图2是根据本发明实施例的一种涡旋压缩机的示意图，如图2所示，高转速涡旋压缩机结构示意图，低温低压冷媒经吸气口1进入静涡旋盘5和动涡旋盘6形成的压缩腔，电机驱动偏心曲轴9旋转，其中，电机包括电机定子10和电机转子11，偏心曲轴9驱动该动涡旋盘6平动，随着动涡旋盘的平动，压缩腔由外周向内部推移，面积逐渐减小，低温低压冷媒经压缩形成高温高压冷媒由静涡旋盘5中心孔排出到壳体18内部，最终从壳体18排气口2处排出。

符号方向说明：R向为曲轴偏心部方向；T向为曲轴偏心部的垂直方向；Fc、Fr1、Fr2、Fr3分布在曲轴R向，Ft、Ft1、Ft2、Ft3分布在曲轴T向。

图3是根据本发明实施例的曲轴R向平衡配重分布的示意图，如图3所示，曲轴R向上动盘离心力Fc的方向与偏心部方向相反，高转速下动盘离心力Fc较大，设置R向上平衡配重17-1、R向中平衡配重15-1、R向下平衡配重16-1。其中，R向上平衡配重17-1的离心力Fr1与曲轴偏心部方向相反，R向中平衡配重15-1的离心力Fr2与曲轴偏心部方向相同，R向下平衡配重16-1的离心力Fr3与曲轴偏心部方向相反。Fc、Fr1、Fr2、Fr3在曲轴R向上满足力平衡、力矩平衡。动盘离心力Fc导致曲轴挠曲，R向上平衡配重的离心力Fr1与Fc反向设置，采用简支梁结构，利用ANSYS软件计算曲轴R向的变形量趋势，图4是根据本发明实施例的R向离心力挠曲变形的示意图，如图4所示的简支梁结构，随着Fr1/Fc比值的增加，从左向右顺序，Fr1/Fc较小时，曲轴向右侧弯曲，Fr1/Fc较大时，曲轴向左弯曲，图5是根据本发明实施例的R向离心力挠曲抑制变形计算值的折线图，如图5所示，当Fr1/Fc＝1.5时，曲轴偏心部和电机段的变形量相等，接近0，此时两部分的变形均较小，此种状态在高转速下曲轴R向的变形最小。相反当Fr1/Fc＞1.5时，称之为‘过平衡’，此种状态上平衡配重17-1的离心力较大，质量相对较重，同样方向设置平衡配重，加剧曲轴R向变形。本发明上平衡配重大小取值Fr1＝1.2～1.5Fc。

图6是根据本发明实施例的曲轴T向平衡配重分布的示意图，如图6所示，曲轴T向为平衡气体力Ft对曲轴变形的影响，设置T向上平衡配重17-2，T向中平衡配重15-2，和T向下平衡配重16-2。T向上平衡配重17-2运转下产生的离心力为Ft1，T向中平衡配重15-2运转下产生的离心力为Ft2，T向下平衡配重16-2运转下产生的离心力为Ft3。T向上平衡配重17-2的离心力Ft1方向与Ft方向相反，T向中平衡配重15-2的离心力方向Ft2与Ft方向相同，T向下平衡配重16-2的离心力方向Ft3与Ft方向相反，其中Ft1、Ft2、Ft3在曲轴T向上满足力平衡、力矩平衡。图7是根据本发明实施例的T向离心力挠曲变形的示意图，如图7所示，同样采用简支梁结构，利用ANSYS软件计算曲轴T向的变形量趋势。图8是根据本发明实施例的T向离心力挠曲抑制变形计算值的折线图，如图8所示，随着Ft2/Ft比值增加，曲轴变形先减小后增加，当Ft2/Ft＝1.2倍时，电机段变形接近0，偏心部变形相对较小，当Ft2/Ft＞1.2倍时，产生‘过平衡’，同样的方向设置，中平衡配重的离心力增加，质量增加，加剧曲轴变形。本发明T向平衡配重的大小取值Ft2＝1～1.2Ft。

将R向和T向的平衡配重按照大小和方向集成，Fr1与Ft1集成为上平衡配重F1，Fr2与Ft2集成为上平衡配重F2，Fr3与Ft3集成为上平衡配重F3。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种曲轴，包括：曲轴上设置至少一个平衡配重，平衡配重按照如上述中任意一项的方法确定。

可选的，曲轴包括设置有偏心轴的偏心部，和电机配合段，偏心部设置有第一平衡配重，电机配合段设置第二平衡配重和第三平衡配重，在曲轴的曲轴偏心部方向上，第一平衡配重克服动盘离心力的离心分力与动盘离心力方向相反，第二平衡配重克服动盘离心力的离心分力与动盘离心力方向相同，第三平衡配重克服动盘离心力的离心分力与动盘离心力方向相反；在曲轴的曲轴偏心部垂直方向上，第一平衡配重克服气体力的离心分力与气体力方向相反，第二平衡配重克服气体力的离心分力与气体力方向相同，第三平衡配重克服气体力的离心分力与气体力方向相反。

可选的，第一平衡配重满足，Fr1＝1.2～1.5Fc，其中，Fr1为第一平衡配重克服动盘离心力的离心分力大小，Fc为动盘离心力的大小。

可选的，第二平衡配重满足，Ft2＝1～1.2Ft，其中，Ft2为第二平衡配重克服气体力的离心分力大小，Ft为气体力的大小。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种涡旋压缩机，包括如上述中任意一项的曲轴。

图9是根据本发明实施例的一种曲轴变形平衡装置的流程图，如图9所示，根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种曲轴变形平衡装置，包括：第一确定模块92和第二确定模块94，下面对该装置进行详细说明。

第一确定模块92，用于确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起曲轴的变形所需的离心分力；第二确定模块94，与上述第一确定模块92相连，用于根据离心分力确定平衡配重；平衡模块96，与上述第二确定模块94相连，用于通过平衡配重平衡曲轴的变形；其中，平衡配重设置在曲轴上。

通过上述装置，采用第一确定模块92确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起曲轴的变形所需的离心分力；第二确定模块94根据离心分力确定平衡配重；通过平衡配重平衡曲轴的变形，其中，平衡配重设置在曲轴上的方式，通过考虑动盘离心力和气体力的叠加作用对曲轴变形，从而确定平衡配重，达到了使平衡配重更准确的对曲轴进行变形平衡的目的，从而实现了提高平衡配重对曲轴变形的平衡效果的技术效果，进而解决了相关技术中仅考虑动盘离心力对曲轴的影响，平衡效果较差的技术问题。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述中任意一项的方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分力部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种曲轴变形平衡方法，其特征在于，包括：

确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力；

根据所述离心分力确定所述平衡配重；

通过所述平衡配重平衡所述曲轴的变形；

其中，所述平衡配重设置在所述曲轴上；

确定每个所述平衡配重克服所述动盘离心力和所述气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力之前包括：确定所述曲轴在曲轴偏心部方向上的动盘离心力对所述曲轴造成的第一变形量；以及，确定所述曲轴在曲轴偏心部的垂直方向上的气体力对所述曲轴造成的第二变形量；

确定每个所述平衡配重克服所述动盘离心力和所述气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力包括：根据所述动盘离心力或所述气体力，初步确定所述平衡配重克服所述动盘离心力，或克服所述气体力所需的所述离心分力的方向和大小；通过仿真软件进行仿真，通过调整所述离心分力的大小，改变所述仿真软件输出的所述第一变形量或所述第二变形量；在所述第一变形量或所述第二变形量达到预设值的情况下，确定所述动盘离心力或所述气体力对应的所述离心分力的大小。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定每个所述平衡配重克服所述动盘离心力和所述气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力之前还包括：

根据所述曲轴的工作情况，确定所述曲轴上的平衡配重数量和位置；

其中，所述工作情况包括下列至少之一：实际工作环境，曲轴的种类。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述动盘离心力或所述气体力，初步确定所述平衡配重克服所述动盘离心力，或克服所述气体力所需的所述离心分力的方向和大小包括：

根据所述动盘离心力或者所述气体力确定所述离心分力的方向，其中，在曲轴偏心部方向上，所述动盘离心力的方向，与相邻的平衡配重的离心分力的方向相反，且相邻的两个平衡配重的离心分力的方向相反；在曲轴偏心部的垂直方向上，所述气体力的方向，与相邻的平衡配重的离心分力的方向相反，且相邻的两个平衡配重的离心分力相反；

根据所述动盘离心力与所述离心分力的力矩平衡和力平衡，或者，所述气体力与所述离心分力的力矩平衡和力平衡，初步确定所述平衡配重克服所述动盘离心力或所述气体力所需的所述离心分力的大小。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过仿真软件进行仿真，通过调整所述离心分力的大小，改变所述仿真软件输出的所述第一变形量或所述第二变形量包括：

通过调整所述离心分力与所述动盘离心力或者所述气体力的比，调整所述离心分力的大小；

根据调整的所述离心分力，改变输出的所述第一变形量或所述第二变形量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一变形量或所述第二变形量达到预设值的情况下，确定所述动盘离心力或所述气体力对应的所述离心分力的大小包括：

判断所述第一变形量或所述第二变形量是否处于预设阈值范围；

在所述第一变形量或所述第二变形量处于预设阈值范围的情况下，确定所述动盘离心力或所述气体力对应的所述离心分力的大小。

6.一种曲轴，其特征在于，包括：所述曲轴上设置至少一个平衡配重，所述平衡配重按照如权利要求1至5中任意一项所述的方法确定。

7.根据权利要求6所述的曲轴，其特征在于，所述曲轴包括设置有偏心轴的偏心部，和电机配合段，所述偏心部设置有第一平衡配重，所述电机配合段设置第二平衡配重和第三平衡配重，

在所述曲轴的曲轴偏心部方向上，所述第一平衡配重克服所述动盘离心力的离心分力与所述动盘离心力方向相反，所述第二平衡配重克服所述动盘离心力的离心分力与所述动盘离心力方向相同，所述第三平衡配重克服所述动盘离心力的离心分力与所述动盘离心力方向相反；

在所述曲轴的曲轴偏心部垂直方向上，所述第一平衡配重克服所述气体力的离心分力与所述气体力方向相反，所述第二平衡配重克服所述气体力的离心分力与所述气体力方向相同，所述第三平衡配重克服所述气体力的离心分力与所述气体力方向相反。

8.根据权利要求7所述的曲轴，其特征在于，所述第一平衡配重满足，Fr1＝1.2～1.5Fc，其中，Fr1为所述第一平衡配重克服所述动盘离心力的离心分力大小，Fc为所述动盘离心力的大小。

9.根据权利要求7所述的曲轴，其特征在于，所述第二平衡配重满足，Ft2＝1～1.2Ft，其中，Ft2为所述第二平衡配重克服所述气体力的离心分力大小，Ft为所述气体力的大小。

10.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括如权利要求6至9中任意一项所述的曲轴。

11.一种曲轴变形平衡装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定每个平衡配重克服动盘离心力和气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力；

第二确定模块，用于根据所述离心分力确定所述平衡配重；

平衡模块，用于通过所述平衡配重平衡所述曲轴的变形；

其中，所述平衡配重设置在所述曲轴上；

确定每个所述平衡配重克服所述动盘离心力和所述气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力之前包括：确定所述曲轴在曲轴偏心部方向上的动盘离心力对所述曲轴造成的第一变形量；以及，确定所述曲轴在曲轴偏心部的垂直方向上的气体力对所述曲轴造成的第二变形量；

确定每个所述平衡配重克服所述动盘离心力和所述气体力共同作用下引起所述曲轴的变形所需的离心分力包括：根据所述动盘离心力或所述气体力，初步确定所述平衡配重克服所述动盘离心力，或克服所述气体力所需的所述离心分力的方向和大小；通过仿真软件进行仿真，通过调整所述离心分力的大小，改变所述仿真软件输出的所述第一变形量或所述第二变形量；在所述第一变形量或所述第二变形量达到预设值的情况下，确定所述动盘离心力或所述气体力对应的所述离心分力的大小。

12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至5中任意一项所述的方法。

13.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至5中任意一项所述的方法。

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