CN110953250A - 一种磁悬浮轴承转子结构、电机和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种磁悬浮轴承转子结构，包括：转轴组件；转子叠片相配合套设于该转轴组件外；周向限位结构设于该转轴组件的外侧上与该转子叠片的內圆之间；该周向限位结构包括定位凹槽和可相配合嵌入该定位凹槽内的定位凸起；该定位凸起的两侧与该定位凹槽的两侧相配合；该定位凸起两端的长度比该定位凹槽两端的长度小；在该定位凸起嵌入该定位凹槽后，该定位凸起的端面与该定位凹槽之间形成冷却流道。本发明可以在冷却流道通过冷却介质，起到冷却的作用，避免该磁悬浮轴承转子结构的工作性能降低，以及避免转子叠片与转轴组件发生相对转动，可以减小转子叠片与转轴组件的过盈量，提高安全性；还提供了一种具有该磁悬浮轴承转子结构的电机和空调。

Description

一种磁悬浮轴承转子结构、电机和空调器

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种磁悬浮轴承转子结构；还提供一种具有该磁悬浮轴承转子结构的电机和空调。

背景技术

磁悬浮轴承转子为磁悬浮轴承一部分，多装配在主轴上，它与磁悬浮轴承定子相配合，使得转子和主轴悬浮在中间位置。由于磁悬浮轴承工作原理是磁悬浮轴承定子线圈通电后产生磁通，从轴承定子铁芯、轴承转子，再回到轴承定子铁芯，形成环路，所以通常情况下磁悬浮轴承转子均采用导磁性能良好的材料制成，而另一方面为了减少铁损，通常采用导磁材料叠片，如硅钢片叠片，如图1所示。将转子冲片直接叠压至轴上，装配工艺困难，为保证转子冲片在高速运行状态下不发生相对旋转，过盈量需要设计较大，此时转子冲片收到的等效应力较大，易超过材料屈服强度，在高速状态下有爆裂危险。同时，为配合不同轴径，转子冲片需要重新开模，成本较高。

专利申请号为201710622554.9的专利文件公开了一种磁悬浮轴承的转子及其装配工装和装配方法，该专利文件通过增加套环零件，利用工装将转子叠片、挡板、套环装配成为一个整体磁悬浮轴承转子组件，再装配到主轴上。相对原有技术简化了装配工艺，与图1所示的技术相比，但仍存在过盈量较大，零件等效应力过大，在高速状态下有爆裂危险。同时，在磁悬浮轴承工作过程中，转子叠片会发热膨胀，也有可能造成转子叠片与套环发生相对旋转，进而导致磁悬浮轴承转子松脱的危险。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种磁悬浮轴承转子结构，该磁悬浮轴承转子结构可以改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低，以及避免了转子叠片与转轴组件发生相对转动，进而减小转子叠片与转轴组件的过盈量，降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性，还提供一种具有该磁悬浮轴承转子结构的电机和空调。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种磁悬浮轴承转子结构，包括：

转轴组件；

转子叠片，其相配合套设于所述转轴组件外；

周向限位结构，其设于所述转轴组件的外侧上与所述转子叠片的內圆之间，并在所述转子叠片套设于所述转轴组件外时，用于定位所述转子叠片于所述转轴组件上；

所述周向限位结构包括定位凹槽和可相配合嵌入所述定位凹槽内的定位凸起；所述定位凸起的两侧与所述定位凹槽的两侧相配合；所述定位凸起两端的长度比所述定位凹槽两端的长度小；

在所述定位凸起嵌入所述定位凹槽后，所述定位凸起的端面与所述定位凹槽之间形成冷却流道。

进一步地，所述定位凸起设于所述转子叠片的内圆上；所述定位凹槽设于所述转轴组件的外侧上；

在所述转子叠片套设于所述转轴组件外时，所述定位凸起相配合嵌设于所述定位凹槽内。

进一步地，所述定位凸起设于所述转轴组件的外侧上；所述定位凹槽设于所述转子叠片的内圆上；

在所述转子叠片套设于所述转轴组件外时，所述定位凸起相配合嵌设于所述定位凹槽内。

进一步地，所述转轴组件包括曲轴和相配合套设于所述曲轴上的套环；所述定位凹槽设于所述套环的外侧上；所述转子叠片相配合套设于所述套环外。

进一步地，所述转轴组件包括曲轴；所述定位凹槽设于所述曲轴的外侧上；所述转子叠片相配合套设于所述曲轴外。

进一步地，所述转子叠片具有多个；多个所述冷却流道相互连通。

进一步地，所述定位凹槽为稍微倾斜设置于所述转轴组件的倾斜槽。

进一步地，所述定位凹槽为直线槽。

进一步地，所述周向限位结构具有多个；多个所述周向限位结构均匀分布于所述转轴组件的外侧上与所述转子叠片的內圆之间。

进一步地，还包括第一挡板和第二挡板；所述第一挡板和第二挡板均套设于所述转轴组件上且分别位于所述转子叠片的两端。

本发明还提供一种电机，包括如上述所述的磁悬浮轴承转子结构。

以及提供一种空调，包括如上述所述的电机。

与现有的技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明的磁悬浮轴承转子结构通过在转轴组件的外侧上与所述转子叠片的內圆之间设置周向限位结构，起到周向限位的作用；再通过限定该定位凸起的两侧以及其两端的长度与定位凹槽之间的关系，以使定位凸起水平面积比定位凹槽的水平面积小，进而使定位凹槽与定位凸起的端面之间形成冷却流道，可以通过冷却介质，起到冷却该磁悬浮轴承转子结构的作用，改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低；以及可以避免转子叠片与转轴组件发生相对转动，可以减小转子叠片与转轴组件的过盈量，进而降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性。

2.本发明的磁悬浮轴承转子结构通过设置转轴组件、转子叠片和周向限位结构实现零件之间的稳定性，结构简单，简化装配工艺，降低制造成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

图1是本发明的现有技术的结构示意图。

图2是本发明的磁悬浮轴承转子结构拆除第一挡板和第二挡板后的结构示意图。

图3是本发明的磁悬浮轴承转子结构的剖视结构示意图。

图4是本发明的磁悬浮轴承转子结构实例1的转轴组件的结构示意图。

图5是本发明的磁悬浮轴承转子结构实例1的套环的侧视结构示意图。

图6是本发明的磁悬浮轴承转子结构实例1的转子叠片的结构示意图。

图7是本发明的磁悬浮轴承转子结构实施例2拆除第一挡板和第二挡板后的结构示意图。

图8是本发明的磁悬浮轴承转子结构实施例2的转轴组件的结构示意图。

图9是本发明的磁悬浮轴承转子结构实施例3拆除第一挡板和第二挡板后的结构示意图。

图10是本发明的磁悬浮轴承转子结构实施例3的转轴组件的结构示意图。

图11是本发明的磁悬浮轴承转子结构实施例4拆除第一挡板和第二挡板后的结构示意图。

图12是本发明的磁悬浮轴承转子结构实施例4的转轴组件的结构示意图。

图中包括：

转轴组件1、曲轴11、套环12、转子叠片2、周向限位结构3、定位凸起31、定位凹槽32、冷却流道4、第一挡板5、第二挡板6。

具体实施方式

结合以下实施例对本申请作进一步描述。

如图1至图12，一种磁悬浮轴承转子结构，包括转轴组件1、转子叠片2和周向限位结构3。其中，转子叠片2相配合套设于所述转轴组件1外；周向限位结构3设于所述转轴组件1的外侧上与所述转子叠片2的內圆之间，并在所述转子叠片2套设于所述转轴组件1外时，用于定位所述转子叠片2于所述转轴组件1上；所述周向限位结构3包括定位凹槽32和可相配合嵌入所述定位凹槽32内的定位凸起31；所述定位凸起31的两侧与所述定位凹槽32的两侧相配合；所述定位凸起31两端的长度比所述定位凹槽32两端的长度小；在所述定位凸起31嵌入所述定位凹槽32后，所述定位凸起31的端面与所述定位凹槽32之间形成冷却流道4。

该磁悬浮轴承转子结构通过在转轴组件1的外侧上与所述转子叠片2的內圆之间设置周向限位结构3，起到周向限位的作用；再通过限定该定位凸起31的两侧以及其两端的长度与定位凹槽32之间的关系，以使定位凸起31水平面积比定位凹槽32的水平面积小，进而使定位凹槽32与定位凸起31的端面之间形成冷却流道4，可以通过冷却介质，起到冷却该磁悬浮轴承转子结构的作用，改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低；以及可以避免转子叠片2与转轴组件1发生相对转动，可以减小转子叠片2与转轴组件1的过盈量，进而降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性。

实施例1：

如图1至图6，所述周向限位结构3包括定位凸起31和定位凹槽32。其中，定位凸起31设于所述转子叠片2的内圆上；定位凹槽32设于所述转轴组件1的外侧上；在所述转子叠片2套设于所述转轴组件1外时，所述定位凸起31相配合嵌设于所述定位凹槽32内。在转子叠片2的內圆上设置定位凸起31，与转轴组件1上设置定位凹槽32相配合，起到周向限位作用，再与形成的冷却流道4相结合，不仅起到冷却该磁悬浮轴承转子结构的作用，改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低；而且可以避免转子叠片2与转轴组件1发生相对转动，可以减小转子叠片2与转轴组件1的过盈量，进而降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性。同时，转子叠片2上没有开槽，保证转子叠片2中的磁路结构完整，不会影响到磁路面积，进而不会影响到磁悬浮轴承性能。另外，转子叠片2为开模加工，该转子叠片2上的凸起通过模具即可实现，加工难度不大，从而实现磁悬浮轴承转子结构的零件之间的稳定性，结构简单，简化装配工艺，降低制造成本。

具体的，所述转轴组件1包括曲轴11和相配合套设于所述曲轴11上的套环12；所述定位凹槽32设于所述套环12的外侧上；所述转子叠片2相配合套设于所述套环12外。通过在套环12的外侧上设置定位凹槽32，在转子叠片2相配合套设于所述套环12外时，对应的定位凸起31与定位凹槽32相配合，使转子叠片2与套环12形成稳定的结构，起到周向限位作用，再与形成的冷却流道4相结合，不仅起到冷却该磁悬浮轴承转子结构的作用，改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低；而且可以避免转子叠片2与转轴组件1发生相对转动，可以减小转子叠片2与转轴组件1的过盈量，进而降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性。

所述周向限位结构3具有多个；多个所述周向限位结构3均匀分布于所述转轴组件1的外侧上与所述转子叠片2的內圆之间。在本具体实施方式中，优选的，所述周向限位结构3具有4个，则对应的定位凸起31和定位凹槽32的数量分别为4个，通过设置4个周向限位结构3可以起到良好的周向限位作用，再与形成的冷却流道4相结合，不仅起到冷却该磁悬浮轴承转子结构的作用，改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低；而且可以避免转子叠片2与转轴组件1发生相对转动，可以减小转子叠片2与转轴组件1的过盈量，进而降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性。当然，在某些具体实施方式中，所述周向限位结构3的数量可以为2个、3个、5个等。在本具体实施方式中，本申请的磁悬浮轴承转子结构应用于空调用磁悬浮离心压缩机及其冷水机组中，因此，该冷却介质为制冷剂。如该磁悬浮轴承结构应用于其他领域中，冷却介质也可以为水、油或者冷风等，以及可以通空气，也可以起到散热冷却作用。而且冷却通道没有直接设计在转子叠片2上，可以避免该磁悬浮轴承转子结构工作时的磁路受到影响，保证磁悬浮轴承转子结构的整体性能。

为了进一步加强冷却效果，所述定位凹槽32为稍微倾斜设置于所述转轴组件1的倾斜槽。通过按照转子叠片2的旋转方向优化转轴组件1上的定位凹槽32，将该定位凹槽32设置成倾斜槽，进而优化冷却流道4，加强该磁悬浮轴承转子结构的冷却效果。当然，在另一具体实施方式中，所述定位凹槽32为直线槽。通过将定位凹槽32设置成直线槽同样可以达到冷却该磁悬浮轴承转子结构的效果，但比倾斜槽达到效果略低。

所述磁悬浮轴承转子结构还包括第一挡板5和第二挡板6；所述第一挡板5和第二挡板6均套设于所述转轴组件1上且分别位于所述转子叠片2的两端。该磁悬浮轴承转子结构由转轴组件1、转子叠片2、定位凸起31、定位凹槽32、曲轴11、套环12、第一挡板5和第二挡板6组成。在装配时，首先利用工装将转子叠片2、和转子叠片2两端的第一挡板5和第二挡板6叠压套设在套环12外，同时，对应的定位凸起31与定位凹槽32相配合，进而使得转子叠片2、套环12、第一挡板5和第二挡板6之间形成一体结构，将该一体结构进行加热，然后套设在转轴上，待该磁悬浮轴承转子结构冷却后即可完成装配。该磁悬浮轴承转子结构通过该方式装配，一方面避免在曲轴11转动时，转子叠片2与转轴组件1发生相对转动，进而减小转子叠片2与转轴组件1的过盈量，降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性；另一方面，简化了转子叠片2的装配操作，并使得转子叠片2易于装配，操作难度较低。同时，转子叠片2一般为开模制作，为配合不同轴径，更改套环12尺寸即可满足装配要求，无需重复开模，降低制造成本。

实施例2：

在本实施例2中，本实施的磁悬浮轴承转子结构与实施例基本相同，不同在于，如图7和图8，所述转轴组件1包括曲轴11；所述定位凹槽32设于所述曲轴11的外侧上；所述转子叠片2相配合套设于所述曲轴11外。该磁悬浮轴承转子结构由转轴组件1、转子叠片2、定位凸起31、定位凹槽32、曲轴11、第一挡板5和第二挡板6组成。相比实施例，本实施例的磁悬浮轴承转子结构没有套环12。在装配时，首先利用工装将转子叠片2和转子叠片2两端的第一挡板5和第二挡板6叠压在一起，形成一体结构，将该一体结构进行加热，然后套设在转轴上，同时，对应的定位凸起31与定位凹槽32相配合，待该磁悬浮轴承转子结构冷却后即可完成装配。该磁悬浮轴承转子结构通过该方式装配，再与形成的冷却流道4相结合，一方面，不仅起到冷却该磁悬浮轴承转子结构的作用，改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低；而且可以避免转子叠片2与转轴组件1发生相对转动，可以减小转子叠片2与转轴组件1的过盈量，进而降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性；另一方面，简化了转子叠片2的装配操作，并使得转子叠片2易于装配，操作难度较低。同时，转子叠片2一般为开模制作，为配合不同轴径，更改套环12尺寸即可满足装配要求，无需重复开模，降低制造成本。

实施例3：

在本实施例3中，本实施的磁悬浮轴承转子结构与实施例基本相同，不同在于，所述定位凸起31设于所述转轴组件1的外侧上；定位凹槽32设于所述转子叠片2的内圆上；在所述转子叠片2套设于所述转轴组件1外时，所述定位凸起31相配合嵌设于所述定位凹槽32内。具体的，如图9和图10，定位凹槽32设于所述转子叠片2的内圆上；定位凸起31设于所述套环12的外侧上；在所述转子叠片2套设于所述套环12外时，所述定位凸起31相配合嵌设于所述定位凹槽32内。定位凸起31与定位凹槽32在转子叠片2与套环12上的位置发生了改变，在转子叠片2的內圆上设置定位凹槽32，与套环12上设置定位凸起31相配合，起到周向限位作用，虽然转子叠片2的对磁路面积有一定影响，但影响不大，也可以避免转子叠片2与转轴组件1发生相对转动，进而减小转子叠片2与转轴组件1的过盈量，降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性，同时，与形成的冷却流道4相结合，起到冷却该磁悬浮轴承转子结构的作用，改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低。

实施例4：

在本实施例4中，本实施的磁悬浮轴承转子结构与实施例基本相同，不同在于，如图11和图12，定位凹槽32设于所述转子叠片2的内圆上；定位凸起31设于所述曲轴11的外侧上；在所述转子叠片2套设于所述曲轴11外时，所述定位凸起31相配合嵌设于所述定位凹槽32内。定位凸起31与定位凹槽32在转子叠片2与曲轴11上的位置发生了改变，在转子叠片2的內圆上设置定位凹槽32，与曲轴11上设置定位凸起31相配合，起到周向限位作用，虽然转子叠片2的对磁路面积有一定影响，但影响不大，也可以避免转子叠片2与转轴组件1发生相对转动，进而减小转子叠片2与转轴组件1的过盈量，降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性；同时，与形成的冷却流道4相结合，起到冷却该磁悬浮轴承转子结构的作用，改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低。

因此，本发明的该磁悬浮轴承转子结构通过在转轴组件1的外侧上与所述转子叠片2的內圆之间设置周向限位结构3，起到周向限位的作用；再通过限定该定位凸起31的两侧以及其两端的长度与定位凹槽32之间的关系，以使定位凸起31水平面积比定位凹槽32的水平面积小，进而使定位凹槽32与定位凸起31的端面之间形成冷却流道4，可以通过冷却介质，起到冷却该磁悬浮轴承转子结构的作用，改善该磁悬浮轴承转子结构工作过程中转子发热问题，避免该磁悬浮轴承转子结构工作过程中的工作性能降低；以及可以避免转子叠片2与转轴组件1发生相对转动，可以减小转子叠片2与转轴组件1的过盈量，进而降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性。

本发明还提供一种电机，包括如上述所述的磁悬浮轴承转子结构。通过在电机上设置该磁悬浮轴承转子结构降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高安全性。

以及提供一种空调，包括如上述所述的电机。通过在空调上设置该类型电机，具体的，将电机设置压缩机上，可以降低高速旋转时零件发生爆裂的可能，提高空调的整体安全性能和可靠性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。

Claims (12)

1.一种磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，包括：

转轴组件；

转子叠片，其相配合套设于所述转轴组件外；

周向限位结构，其设于所述转轴组件的外侧上与所述转子叠片的內圆之间，并在所述转子叠片套设于所述转轴组件外时，用于定位所述转子叠片于所述转轴组件上；

所述周向限位结构包括定位凹槽和可相配合嵌入所述定位凹槽内的定位凸起；所述定位凸起的两侧与所述定位凹槽的两侧相配合；所述定位凸起两端的长度比所述定位凹槽两端的长度小；

在所述定位凸起嵌入所述定位凹槽后，所述定位凸起的端面与所述定位凹槽之间形成冷却流道。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，所述定位凸起设于所述转子叠片的内圆上；所述定位凹槽设于所述转轴组件的外侧上；

在所述转子叠片套设于所述转轴组件外时，所述定位凸起相配合嵌设于所述定位凹槽内。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，所述定位凸起设于所述转轴组件的外侧上；所述定位凹槽设于所述转子叠片的内圆上；

在所述转子叠片套设于所述转轴组件外时，所述定位凸起相配合嵌设于所述定位凹槽内。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，所述转轴组件包括曲轴和相配合套设于所述曲轴上的套环；所述定位凹槽设于所述套环的外侧上；所述转子叠片相配合套设于所述套环外。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，所述转轴组件包括曲轴；所述定位凹槽设于所述曲轴的外侧上；所述转子叠片相配合套设于所述曲轴外。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，所述转子叠片具有多个；多个所述冷却流道相互连通。

7.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，所述定位凹槽为稍微倾斜设置于所述转轴组件的倾斜槽。

8.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，所述定位凹槽为直线槽。

9.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，所述周向限位结构具有多个；多个所述周向限位结构均匀分布于所述转轴组件的外侧上与所述转子叠片的內圆之间。

10.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子结构，其特征在于，还包括第一挡板和第二挡板；所述第一挡板和第二挡板均套设于所述转轴组件上且分别位于所述转子叠片的两端。

11.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1至10任意一项所述的磁悬浮轴承转子结构。

12.一种空调，其特征在于，包括如权利要求11所述的电机。

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