CN110821792A - 一种曲轴动平衡自适应动平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曲轴动平衡自适应动平衡装置，包括曲轴和平衡块，所述平衡块上铆接有配重块；所述平衡块远离所述曲轴的外侧面设有凹槽，所述配重块靠近所述平衡块的一侧设有若干竖挡；所述平衡块的侧壁对应所述竖挡处设有内孔；所述配重块与所述平衡块之间还设有弹性连接件；所述弹性连接件包括设置在所述内孔中的拉簧或所述配重块上的板簧；当压缩机在运行的过程中，该动平衡装置能够根据不同的转速，自适应调整所述配重块在所述平衡块上的位置，从而改变曲轴的重心，从而抵消机构产生的惯性力，从而使得整个曲轴达到平衡，这种自适应动平衡装置能够降低压缩机运行过程中产生振动、噪音和疲劳破坏等现象。
Description
技术领域
本发明涉及到压缩机曲轴技术领域，具体涉及到一种曲轴动平衡自适应动平衡装置。
背景技术
冰箱压缩机通过电机带动曲轴旋转，曲轴通过连杆使活塞作往复运动，从而实现把低温低压的制冷剂蒸气变成高温高压的制冷剂，这样周而复始的推动工质就形成了制冷循环。在一切有质量、构件质心有加速度或构件有角加速度的机械中，都存在着惯性力。压缩机理论上为曲柄滑块机构，其在运动过程中，除了受到压缩机气缸内气体力等外载荷的作用外，还受到其各部件本身在运动状态下产生的惯性力作用，曲柄滑块机构所受的这种惯性力随机构周期性运转而周期性变化。由于曲轴高速运转，曲柄滑块机构本身的惯性力极大，如果这种不利的惯性力没有得到很好的平衡，这种强惯性力将导致压缩机产生振动、噪音和疲劳破坏等现象，因此，压缩机机构动力平衡设计校正显得尤为重要。
机构动力平衡的主要目的就是消除或减小机构的惯性力作用，而机构自身的惯性力是由其质量和运动产生的，其本身不能消除，因此，必须在机构上附加其他能产生惯性力的元件，以抵消原机构的惯性力，从而使整个机构达到新的平衡。目前，机构动力平衡的主要方法有：配重法、广义质量替代法、平衡机构平衡法、线性独立向量法等方法。在实际生产中，配重法和广义质量替代法由于其可操作性强而被广泛使用。即使理论上可以完全平衡惯性力，但由于机构受到各种各样实际条件的限制，机构惯性力的完全平衡是很难实现的。
传统的压缩机动平衡校正是通过理论计算，在曲轴平衡块上铆接一个近似接近平衡的配重块(粉末冶金件或冲压件)，以达到消除惯性力的目的。如中国实用新型专利(公告号:CN206206123U)在2017年公开了一种用于制冷压缩机的曲轴,该曲轴的平衡块上通过铆钉连接了1到2个配重块,以增加曲轴工作的稳定性；但是该配重块与平衡块相对固定,重心基本保持不变,不能根据曲轴转速的大小进行自适应匹配调整,惯性力的消除并不好。
也有通过在曲轴上增加自适应配重组件的方式改变曲轴配重，如中国实用新型专利(公告号：CN207728512U)在2018年公开了一种冰箱变频压缩机曲轴自适应配重组件，包括曲轴、圆柱壳体、配重块和弹簧，曲轴包括主轴和与主轴连接的偏心轴，圆柱壳体的一侧装配连接偏心轴，圆柱壳体与主轴同轴线布置，圆柱壳体的另一侧内部滑动连接有配重块，配重块经弹簧连接圆柱壳体；该自适应配重组件能够自适应平衡惯性力，但是结构复杂，相当于在原有的曲轴上增加了一个壳体，势必会影响压缩机内其它部件的布置并增大压缩机体积；而且在曲轴高速旋转和弹簧压缩变形的过程中，弹簧还有脱落的可能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种曲轴动平衡自适应动平衡装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种曲轴动平衡自适应动平衡装置，包括曲轴，所述曲轴上设有平衡块，所述平衡块上铆接有配重块；所述配重块上设有一对第一条形铆接孔，一对所述第一条形铆接孔对称的设置在所述配重块的两侧；所述平衡块上对应所述第一条形铆接孔处相应的设有第二铆接孔；所述第一条形铆接孔与所述第二铆接孔中设有连接铆钉，所述铆钉活动连接所述配重块与所述平衡块；
所述平衡块远离所述曲轴的外侧面设有凹槽，所述配重块靠近所述平衡块的一侧设有若干竖挡；所述竖挡设置在所述凹槽处和/或所述配重块的两端部；所述平衡块的侧壁对应所述竖挡处设有内孔；
所述配重块与所述平衡块在平行所述第一条形铆接孔的方向还设有弹性连接件；所述弹性连接件包括设置在所述内孔中的拉簧或所述配重块上的板簧。
所述弹性件还可以是碳素弹簧丝、弹性柱、弹性扣等。
本动平衡装置通过在所述平衡块上设置可活动的配重块，并通过拉簧或板簧连接，使所述配重块能够弹性往复运动，达到自适应状态；当压缩机在运行的过程中，该动平衡装置能够根据不同的转速，自适应调整所述配重块在所述平衡块上的位置，从而改变曲轴的重心，从而抵消机构产生的惯性力，从而使得整个曲轴达到平衡，这种自适应动平衡装置能够降低压缩机运行过程中产生振动、噪音和疲劳破坏等现象。
具体的，例如当压缩机转速增加，曲轴产生的离心力和惯性力增大，在所述板簧或所述拉簧的拉力作用下，所述配重块向曲轴的方向偏移，使所述平衡块的重心偏向曲轴，抵消部分向外的力，使曲轴达到平衡；例如当压缩机转速减小，曲轴产生的离心力和惯性力减小，在所述板簧或拉簧的弹簧力作用下，所述配重块向外偏移，使所述平衡块的重心远离曲轴，抵消部分向内的力，使曲轴达到平衡；在压缩机的持续运动过程中，所述拉簧和板簧产生的弹簧力持续作用于所述配重块，使所述配重块始终能够找到重心平衡点，使所述曲轴达到自适应的动平衡状态。
本动平衡装置主要是通过所述拉簧或所述板簧产生的弹簧力和弹性力对所述配重块的位置进行自适应调整，动平衡效果好于现有技术中在平衡块上铆接配重块的方式。
所述凹槽与所述竖挡的配合设置，为所述竖挡提供了一个径向的移动空间，起到导向和稳固所述配重块的作用；所述竖挡还能够防止所述拉簧从所述内孔中脱落；所述竖挡与所述配重块的外边缘呈“T”形。
本动平衡装置在整体结构上紧凑合理，平衡块和配重块也易于生产和加工，而且装配方式简单能够批量组装生产，没有大面积的改变原有的曲轴结构，不影响曲轴与压缩机内其它部件的配合，能够大范围推广使用，使用价值和效益较好。
采用本结构的铆接孔和铆钉，使得所述配重块能够在所述平衡块上沿径向移动，其移动的范围刚好为所述第一条形铆接孔的径向长度；所述第二铆接孔为圆形与所述铆钉尺寸相匹配，使得所述铆钉不会跟随所述配重块一起运动，保证了所述配重块与所述平衡块的相对运动。
进一步的，所述竖挡为三个分别设置在所述平衡块的两端部和所述凹槽处，所述内孔为一对分别设置在所述平衡块的两端部；两端部的所述竖挡与所述内孔一一对应设置；一对所述内孔中均设有所述拉簧，所述拉簧的一端位于所述内孔中，另一端固定连接所述竖挡。
进一步的，所述竖挡与所述内孔均为一个；一个所述竖挡对应所述凹槽处，所述凹槽设置在所述平衡块的中部，一个所述内孔位于所述凹槽内；所述拉簧的一端位于所述内孔中，另一端固定连接所述竖挡。
所述凹槽与所述内孔均设置在所述平衡块的中心部位，左右平分所述平衡块。该结构设置的内孔，安装拉簧后，能够保证配重块的左右平衡，配重块及平衡块的左右受力均衡，有利于消除惯性力，减少振动及噪音。
进一步的，所述配重块远离所述凹槽的一侧连接有所述板簧；所述平衡块上设有连接柱，所述连接柱垂直所述平衡块的表面设置；所述连接柱上设有弧形槽，所述弧形槽与所述板簧相匹配并卡合住所述板簧。所述连接柱的设置用于固定所述板簧，结构简单，固定效果好。而且刚好从所述板簧的中部起到固定作用，有利于所述板簧平衡释放弹簧力。
进一步的，所述板簧具有一体成型的弯曲部、竖直部和勾部；所述弯曲部的轮廓与所述配重块靠近所述曲轴一侧的外轮廓相适配，所述弯曲部卡合固定在所述平衡块上；所述竖直部和所述勾部均为一对，对称的卡合并勾住所述配重块；所述弯曲部与所述竖直部均为弧形过渡。
采用本结构的板簧能够拉住所述配重块，在配重块的内侧形成均匀平衡的拉力或弹力，有利于配重块的自适应调整；所述板簧的轴向厚度不超过所述配重块的轴向厚度，有利于曲轴上其它组件的安装，不产生干涉影响。
进一步的，一对所述勾部相向设置。使得连接稳定和受力均匀平衡。
进一步的，所述凹槽沿轴向贯穿所述平衡块；所述凹槽沿径向的深度大于或等于所述第一条形铆接孔的长度。
进一步的，一对所述第一条形铆接孔平行于所述平衡块的水平中轴线设置。
进一步的，所述平衡块与所述配重块均为扇形，所述配重块的外轮廓尺寸小于或等于所述平衡块的外轮廓尺寸。
进一步的，所述平衡块与所述曲轴一体成型；所述配重块为金属材质，通过冲压、锻造、粉末冶金或铸造形成。所述拉簧和所述板簧均采用弹簧钢材质制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、当压缩机在运行的过程中，本动平衡装置能够根据不同的转速，自适应调整所述配重块在所述平衡块上的位置，从而改变曲轴的重心，从而抵消机构产生的惯性力，从而使得整个曲轴达到平衡，这种自适应动平衡装置能够降低压缩机运行过程中产生振动、噪音和疲劳破坏等现象；2、本动平衡装置主要是通过所述拉簧或所述板簧产生的弹簧力和弹性力对所述配重块的位置进行自适应调整，动平衡效果好于现有技术中在平衡块上铆接配重块的方式；3、本动平衡装置在整体结构上紧凑合理，平衡块和配重块也易于生产和加工，而且装配方式简单能够批量组装生产，不影响曲轴与压缩机内其它部件的配合，能够大范围推广使用，使用价值和效益较好；4、所述凹槽与所述竖挡的配合设置，为所述竖挡提供了一个径向的移动空间，起到导向和稳固所述配重块的作用；所述竖挡还能够防止所述拉簧从所述内孔中脱落。
附图说明
图1为本发明一种曲轴动平衡自适应动平衡装置的立体结构示意图；
图2为本发明一种曲轴动平衡自适应动平衡装置的俯视结构示意图；
图3为本发明一种曲轴动平衡自适应动平衡装置的A-A截面局部剖视示意图；
图4为本发明另一种曲轴动平衡自适应动平衡装置的剖视结构示意图；
图5为本发明又一种曲轴动平衡自适应动平衡装置的俯视结构示意图；
图中：1、曲轴；2、平衡块；3、配重块；4、第一条形铆接孔；5、铆钉；6、凹槽；7、竖挡；8、第二铆接孔；9、内孔；10、拉簧；11、弯曲部；12、竖直部；13、勾部；14、连接柱；15、弧形槽。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一：
如图1～图3所示，一种曲轴动平衡自适应动平衡装置，包括曲轴1，所述曲轴1上设有平衡块2，所述平衡块2上铆接有配重块3；所述配重块3上设有一对第一条形铆接孔4，一对所述第一条形铆接孔4对称的设置在所述配重块3的两侧；所述平衡块2上对应所述第一条形铆接孔4处相应的设有第二铆接孔8；所述第一条形铆接孔4与所述第二铆接孔8中设有连接铆钉5，所述铆钉5活动连接所述配重块3与所述平衡块2；
所述平衡块2远离所述曲轴1的外侧面设有凹槽6，所述配重块3朝向所述平衡块2的一面设有三个竖挡7；所述竖挡7设置在所述凹槽6处和所述配重块3的两端部；所述平衡块2的侧壁设有内孔9；
所述内孔9为一对分别设置在所述平衡块2的两端部；两端部的所述竖挡7与所述内孔9一一对应设置；一对所述内孔9中均设有拉簧10，所述拉簧10的一端位于所述内孔9中，另一端固定连接所述竖挡7。
本动平衡装置通过在所述平衡块2上设置可活动的配重块3，并通过一对拉簧10连接，使所述配重块3能够弹性往复运动，达到自适应状态；当压缩机在运行的过程中，该动平衡装置能够根据不同的转速，自适应调整所述配重块3在所述平衡块2上的位置，从而改变曲轴1的重心，从而抵消机构产生的惯性力，从而使得整个曲轴1达到平衡，这种自适应动平衡装置能够降低压缩机运行过程中产生振动、噪音和疲劳破坏等现象。
本动平衡装置主要是通过所述拉簧10簧产生的弹簧力和弹性力对所述配重块3的位置进行自适应调整，动平衡效果好于现有技术中在平衡块上铆接配重块的方式。
弧形部分的所述凹槽6与所述竖挡7的配合设置，为该处竖挡7提供了一个径向的移动空间，起到导向和稳固所述配重块3的作用；两端部的竖挡7还能够防止所述拉簧10从所述内孔9中脱落；所述竖挡7与所述配重块3的外边缘呈“T”形。
本动平衡装置在整体结构上紧凑合理，平衡块2和配重块3也易于生产和加工，而且装配方式简单能够批量组装生产，没有大面积的改变原有的曲轴结构，不影响曲轴与压缩机内其它部件的配合，能够大范围推广使用，使用价值和效益较好。
采用本结构的铆接孔和铆钉，使得所述配重块3能够在所述平衡块2上沿径向移动，其移动的范围刚好为所述第一条形铆接孔4的径向长度；所述第二铆接孔8为圆形与所述铆钉5的尺寸相匹配，通过铆压的方式装配到所述平衡块2上，使得所述铆钉5不会跟随所述配重块3一起运动，保证了所述配重块3与所述平衡块2的相对运动。
进一步的，所述凹槽6沿轴向贯穿所述平衡块2；所述凹槽6沿径向的深度大于所述第一条形铆接孔4的长度。
进一步的，一对所述第一条形铆接孔4平行于所述平衡块2的水平中轴线(垂直所述曲轴1的中轴线)设置。
进一步的，所述平衡块2与所述配重块3均为扇形，所述配重块3的外轮廓尺寸小于所述平衡块2的外轮廓尺寸。
进一步的，所述平衡块2与所述曲轴1一体成型；所述配重块3为金属材质，通过冲压、锻造、粉末冶金或铸造形成。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于，所述内孔设置在所述凹槽处，两侧端部不设置内孔。
具体的如图4所示，一种曲轴动平衡自适应动平衡装置，包括曲轴1，所述曲轴1上设有平衡块2，所述平衡块2上通过铆钉5铆接有配重块3；
所述竖挡7与所述内孔9均为一个；所述竖挡7对应所述凹槽6处，所述凹槽6设置在所述平衡块2的中部，所述内孔9位于所述凹槽6内；所述拉簧10的一端位于所述内孔9中，另一端固定连接所述竖挡7。
本结构的拉簧设置，同样能够使所述配重块3起到自适应动平衡的作用。
所述凹槽6与所述内孔9均设置在所述平衡块2的中心部位，左右平分所述平衡块2。该结构设置的内孔9，安装拉簧后，能够保证配重块3的左右平衡，配重块3及平衡块2的左右受力均衡，有利于消除惯性力，减少振动及噪音。
同时减少了内孔和竖挡的设置，进一步简化了本动平衡装置的结构，降低了零件加工成本和装配难度，进一步的提高了经济效益和使用价值。
实施例三：
如图5所示，一种曲轴动平衡自适应动平衡装置，包括曲轴1，所述曲轴1上设有平衡块2，所述平衡块2上铆接有配重块3；所述配重块3上设有一对第一条形铆接孔4，一对所述第一条形铆接孔4对称的设置在所述配重块3的两侧；所述平衡块2上对应所述第一条形铆接孔4处相应的设有第二铆接孔；所述第一条形铆接孔4与所述第二铆接孔中设有连接铆钉5，所述铆钉5活动连接所述配重块3与所述平衡块2；
所述配重块3远离所述凹槽6的一侧连接有板簧；所述平衡块2上设有连接柱14，所述连接柱14垂直所述平衡块2的表面设置；所述连接柱14上设有弧形槽15，所述弧形槽15与所述板簧相匹配并卡合住所述板簧。所述连接柱14的设置用于固定所述板簧，结构简单，固定效果好。而且刚好从所述板簧的中部起到固定作用，有利于所述板簧平衡释放弹簧力。
进一步的，所述板簧具有一体成型的弯曲部11、竖直部12和勾部13；所述弯曲部11的轮廓与所述配重块3靠近所述曲轴1一侧的外轮廓相适配，所述弯曲部11卡合固定在所述连接柱14上；所述竖直部12和所述勾部13均为一对，对称的卡合并勾住所述配重块3；所述弯曲部11与所述竖直部12均为弧形过渡。
采用本结构的板簧能够拉住所述配重块3，在配重块3的内侧形成均匀平衡的拉力或弹力，有利于配重块3的自适应调整；所述板簧的轴向厚度不超过所述配重块3的轴向厚度，有利于曲轴1上其它组件的安装，不产生干涉影响。
进一步的，一对所述勾部13相向设置。使得连接稳定和受力均匀平衡。
本结构中取消了内孔设置，进一步简化了本动平衡装置的结构，降低了零件加工成本和装配难度，进一步的提高了经济效益和使用价值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种曲轴动平衡自适应动平衡装置，包括曲轴，所述曲轴上设有平衡块，所述平衡块上铆接有配重块；其特征在于，所述配重块上设有一对第一条形铆接孔，一对所述第一条形铆接孔对称的设置在所述配重块的两侧；所述平衡块上对应所述第一条形铆接孔处相应的设有第二铆接孔；所述第一条形铆接孔与所述第二铆接孔中设有连接铆钉，所述铆钉活动连接所述配重块与所述平衡块；
所述平衡块远离所述曲轴的外侧面设有凹槽，所述配重块靠近所述平衡块的一侧设有若干竖挡；所述竖挡设置在所述凹槽处和/或所述配重块的两端部；所述平衡块的侧壁对应所述竖挡处设有内孔；
所述配重块与所述平衡块在平行所述第一条形铆接孔的方向还设有弹性连接件；所述弹性连接件包括设置在所述内孔中的拉簧或所述配重块上的板簧。
2.根据权利要求1所述的曲轴动平衡自适应动平衡装置，其特征在于，所述竖挡为三个分别设置在所述平衡块的两端部和所述凹槽处，所述内孔为一对分别设置在所述平衡块的两端部；两端部的所述竖挡与所述内孔一一对应设置；一对所述内孔中均设有所述拉簧，所述拉簧的一端位于所述内孔中，另一端固定连接所述竖挡。
3.根据权利要求1所述的曲轴动平衡自适应动平衡装置，其特征在于，所述竖挡与所述内孔均为一个；一个所述竖挡对应所述凹槽处，所述凹槽设置在所述平衡块的中部，一个所述内孔位于所述凹槽内；所述拉簧的一端位于所述内孔中，另一端固定连接所述竖挡。
4.根据权利要求1所述的曲轴动平衡自适应动平衡装置，其特征在于，所述配重块远离所述凹槽的一侧连接有所述板簧；所述平衡块上设有连接柱，所述连接柱垂直所述平衡块的表面设置；所述连接柱上设有弧形槽，所述弧形槽与所述板簧相匹配并卡合住所述板簧。
5.根据权利要求4所述的曲轴动平衡自适应动平衡装置，其特征在于，所述板簧具有一体成型的弯曲部、竖直部和勾部；所述弯曲部的轮廓与所述配重块靠近所述曲轴一侧的外轮廓相适配，所述弯曲部卡合固定在所述平衡块上；所述竖直部和所述勾部均为一对，对称的卡合并勾住所述配重块；所述弯曲部与所述竖直部均为弧形过渡。
6.根据权利要求5所述的曲轴动平衡自适应动平衡装置，其特征在于，一对所述勾部相向设置。
7.根据权利要求1所述的曲轴动平衡自适应动平衡装置，其特征在于，所述凹槽沿轴向贯穿所述平衡块；所述凹槽沿径向的深度大于或等于所述第一条形铆接孔的长度。
8.根据权利要求1所述的曲轴动平衡自适应动平衡装置，其特征在于，一对所述第一条形铆接孔平行于所述平衡块的水平中轴线设置。
9.根据权利要求1所述的曲轴动平衡自适应动平衡装置，其特征在于，所述平衡块与所述配重块均为扇形，所述配重块的外轮廓尺寸小于或等于所述平衡块的外轮廓尺寸。
10.根据权利要求1所述的曲轴动平衡自适应动平衡装置，其特征在于，所述平衡块与所述曲轴一体成型；所述配重块为金属材质，通过冲压、锻造、粉末冶金或铸造形成。
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