CN111089074A - 转轴锁定装置、压缩机、空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转轴锁定装置、压缩机、空调器。其中一种转轴锁定装置，用于与磁悬浮轴承配套使用，所述转轴锁定装置包括固定基座、卡盘，所述卡盘背离所述固定基座的一侧构造有第一凹槽，所述第一凹槽用于嵌装转子转轴的轴端，所述固定基座与所述卡盘之间设置有施力组件，当所述磁悬浮轴承失电时，所述施力组件失电迫使所述卡盘朝向所述转子转轴运动以压紧所述转子转轴的轴端，当所述磁悬浮轴承得电时，所述施力组件得电迫使所述卡盘远离所述转子转轴运动。本发明提供的一种转轴锁定装置、压缩机、空调器，能够在磁悬浮轴承失电时锁定转子转轴的径向及轴向位置，从而有效防止转子转轴与外部部件之间发生碰撞造成损坏。

Description

转轴锁定装置、压缩机、空调器

技术领域

本发明属于压缩机制造技术领域，具体涉及一种转轴锁定装置、压缩机、空调器。

背景技术

现有技术中，磁悬浮轴承转子系统基本结构如图8所示，包括光轴1、前径向位移传感器2、径向轴承转子3、径向轴承定子4、径向定子线圈5、电机转子6、后径向位移传感器7、轴向轴承定子8、轴向轴承线圈9、转子推力盘10和轴向位移传感器11。磁悬浮转子正常工作时为悬浮状态，由于悬浮时转子位置会发生波动，故需要转子外径与定子内径存在一定间隙，否则无法正常运行，具体的，在轴承的径向方向，该间隙一般为100～500μm，在轴承的轴向方向上该间隙一般为400～1200μm，前述的间隙远大于普通机械接触轴承的5～30μm游隙，因此在磁悬浮轴承断电运输的过程中，转子很可能因颠簸不断与保护轴承碰磨，进而使转子表面产生磨损，甚至导致保护轴承失效。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种转轴锁定装置、压缩机、空调器，能够在磁悬浮轴承失电时锁定转子转轴的径向及轴向位置，从而有效防止转子转轴与外部部件之间发生碰撞造成损坏。

为了解决上述问题，本发明提供一种转轴锁定装置，用于与磁悬浮轴承配套使用，所述转轴锁定装置包括固定基座、卡盘，所述卡盘背离所述固定基座的一侧构造有第一凹槽，所述第一凹槽用于嵌装转子转轴的轴端，所述固定基座与所述卡盘之间设置有施力组件，当所述磁悬浮轴承失电时，所述施力组件失电迫使所述卡盘朝向所述转子转轴运动以压紧所述转子转轴的轴端，当所述磁悬浮轴承得电时，所述施力组件得电迫使所述卡盘远离所述转子转轴运动。

优选地，所述固定基座上构造有第一滑槽，所述卡盘滑动设置于所述第一滑槽中且所述施力组件处于所述第一滑槽内。

优选地，所述施力组件包括第一弹性件，所述第一弹性件连接于所述卡盘及所述固定基座之间。

优选地，所述施力组件还包括第一形状记忆合金丝，所述第一形状记忆合金丝连接于所述卡盘及所述固定基座之间。

优选地，所述卡盘上还构造有第二凹槽，所述固定基座上设有锁定销，当所述卡盘远离所述固定基座运动并对所述转子转轴形成锁定时，所述锁定销插装于所述第二凹槽内。

优选地，所述固定基座上还构造有第二滑槽，所述锁定销滑动设置于所述第二滑槽中且能够沿着所述第二滑槽朝向或者远离所述卡盘运动。

优选地，所述第二滑槽中还具有第二弹性件，所述第二弹性件连接于所述锁定销及所述固定基座之间。

优选地，所述锁定销及所述固定基座之间还设有第二形状记忆合金丝。

优选地，第一形状记忆合金丝与供电部件电连接，和/或，第二形状记忆合金丝与供电部件电连接。

优选地，所述固定基座上构造有多个通孔，所述通孔沿着所述第一凹槽的延伸方向贯通所述固定基座的相对两侧。

本发明还提供一种压缩机，包括上述的转轴锁定装置。

本发明还提供一种空调器，包括上述的压缩机。

本发明提供的一种转轴锁定装置、压缩机、空调器，当所述磁悬浮轴承失电时，所述施力组件同步失电迫使所述卡盘朝向所述转子转轴运动以压紧所述转子转轴的轴端，自动实现对转子转轴的锁定(锁定转子转轴的径向及轴向位置)，当所述磁悬浮轴承得电时，所述施力组件同步得电迫使所述卡盘远离所述转子转轴运动，也即自动解除对所述转子转轴的锁定，从而有效防止在磁悬浮轴承失电(包括未通电，例如相应转子转轴与磁悬浮轴承装配后运输过程中)时部件位置变动、振动可能对磁悬浮轴承及其保护轴承造成的磨损现象发生，而由于该技术方案中的施力组件的得电或者失电工况与磁悬浮轴承的得电或者失电工况相对应，能够自动实现对转子转轴的锁定及解除锁定，机械自动化程度更高，较现有技术中的人工操作锁定可靠性更高。

附图说明

图1为本发明实施例的转轴锁定装置的正视结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为图1的分解结构示意图；

图4为图3中B处的局部放大图；

图5为采用图1所示的转轴锁定装置的磁悬浮轴承转子系统的结构示意图；

图6为图5中的转轴锁定装置处于转轴锁定状态的示意图；

图7为图5中的转轴锁定装置处于转轴解除锁定状态的示意图；

图8为现有技术中磁悬浮轴承转子系统的基本结构示意图。

附图标记表示为：

1、光轴；2、前径向位移传感器；3、径向轴承转子；4、径向轴承定子；5、径向定子线圈；6、电机转子；7、后径向位移传感器；8、轴向轴承定子；9、轴向轴承线圈；10、转子推力盘；11、轴向位移传感器；100、固定基座；101、第一滑槽；102、第二滑槽；103、通孔；110、卡盘；111、第一凹槽；112、第二凹槽；200、转子转轴；300、第一弹性件；400、第一形状记忆合金丝；500、锁定销；600、第二弹性件；700、第二形状记忆合金丝；800、磁悬浮轴承；801、径向磁悬浮轴承；802、轴向磁悬浮轴承；900、叶轮；901、轴端紧固螺钉。

具体实施方式

结合参见图1至图7所示，根据本发明的实施例，提供一种转轴锁定装置，用于与磁悬浮轴承800配套使用，所述转轴锁定装置包括固定基座100、卡盘110，所述卡盘110背离所述固定基座100的一侧构造有第一凹槽111，所述第一凹槽111用于嵌装转子转轴200的轴端，所述固定基座100与所述卡盘110之间设置有施力组件，当所述磁悬浮轴承800失电时，所述施力组件失电迫使所述卡盘110朝向所述转子转轴200运动以压紧所述转子转轴200的轴端，当所述磁悬浮轴承800得电时，所述施力组件得电迫使所述卡盘110远离所述转子转轴200运动。该技术方案中，当所述磁悬浮轴承800失电时，所述施力组件同步失电迫使所述卡盘110朝向所述转子转轴200运动以压紧所述转子转轴200的轴端，自动实现对转子转轴200的锁定(锁定转子转轴的径向及轴向位置)，当所述磁悬浮轴承800得电时，所述施力组件同步得电迫使所述卡盘110远离所述转子转轴200运动，也即自动解除对所述转子转轴200的锁定，从而有效防止在磁悬浮轴承800失电(包括未通电，例如相应转子转轴与磁悬浮轴承装配后运输过程中)时部件位置变动、振动可能对磁悬浮轴承及其保护轴承等外部部件造成的磨损、碰撞等损坏现象发生，而由于该技术方案中的施力组件的得电或者失电工况与磁悬浮轴承800的得电或者失电工况相对应，能够自动实现对转子转轴的锁定及解除锁定，机械自动化程度更高，较现有技术中的人工操作锁定可靠性更高。如前所述，本发明的转轴锁定装置与磁悬浮轴承之间配套使用，具体例如图3所示给出了其应用的一个具体实例，两组相同结构的所述转轴锁定装置被对称布置于转子转轴200的轴向两端，所述磁悬浮轴承800包括两组径向磁悬浮轴承801以及一组轴向磁悬浮轴承802，所述转子转轴200的径向与轴向位移被所述径向磁悬浮轴承801、轴向磁悬浮轴承802限定，所述转子转轴200的轴向两端还分别通过轴端紧固螺钉901连接有叶轮900，此时，前述的第一凹槽111则用于前传所述转子转轴200的轴端外侧的轴端紧固螺钉901，而可以理解的是，此时的轴端紧固螺钉901亦可以被理解成为前述的转子转轴200的轴端，此处仅给出了一种在转子转轴200轴端的一种具体结构型式，也即，发明人意欲表达的是，前述转子转轴200的轴端指代的可以是转子转轴200的直接轴端，也可以是广义理解的间接轴端(也即可能在转子转轴200的轴端进行的间接过渡处理，例如前述的轴端紧固螺钉901)。

所述固定基座100在所述施力组件施力时保持位置的固定不变，如此保证所述卡盘110在受力时的运动顺畅性和位置的可控性，所述固定基座100的具体安装型式与所述转轴锁定装置的应用工况相适应，例如图3中与叶轮900相适应的，所述固定基座100的外缘周壁可以与相应的风道内壁连接；再例如，当所述转轴锁定装置及磁悬浮轴承被应用于电机中时，所述固定基座100则被固定连接于电机壳体上。

所述施力组件在具体的选择上可以是多样的，例如采用相应的液压控制系统或者气动控制系统，所述液压控制系统或者气动控制系统依据其系统得电或者失电状态驱动所述卡盘110的运动，但是，可以理解的，前述两种方式在结构上、控制上皆较为复杂，而作为一种更加紧凑、简单的实施方式，最好的，所述固定基座100上构造有第一滑槽101，所述卡盘110滑动设置于所述第一滑槽101中且所述施力组件处于所述第一滑槽101内，所述施力组件包括第一弹性件300，所述第一弹性件300连接于所述卡盘110及所述固定基座100之间，所述施力组件还包括第一形状记忆合金丝400，所述第一形状记忆合金丝400连接于所述卡盘110及所述固定基座100之间。该技术方案中，利用形状记忆合金丝的物理特性，当温度升高时，其材料晶相发生变化时所述第一形状记忆合金丝400的长度变短，变短的所述第一形状记忆合金丝400将拉动卡盘110朝向所述固定基座100运动形成对转子转轴200的解锁，这个过程中对所述第一弹性件300进行压缩；当其温度降低时，其材料晶相发生变化时所述第一形状记忆合金丝400的长度变长，变长的所述第一形状记忆合金丝400将释放对所述卡盘110的拉力，在所述第一弹性件300的恢复力的作用向所述卡盘110远离所述固定基座100运动形成对转子转轴200的锁定，这个过程所述第一弹性件300压紧所述卡盘110。由此可见，该技术方案中充分利用了形状记忆合金丝的物理特性，对施力组件进行实现，使所述转轴锁定装置的结构、控制得到最大程度的简化。前述的形状记忆合金丝的晶相的变化与温度的变化直接相关，作为一种更为优选地实施方式，此时，将所述第一形状记忆合金丝400与供电部件电连接形成相应的电路，进而利用在形状记忆合金丝得电时产生的热量及失电时的热量减少实现前述的晶相的变化，前述的供电部件最好的采用与所述磁悬浮轴承800电连接的控制电路板，如此能够精确保证两者在得电、失电的同步性。

为了保证所述卡盘110处于对所述转子转轴200的锁定状态的可靠性，优选地，所述卡盘110上还构造有第二凹槽112，所述固定基座100上设有锁定销500，当所述卡盘110远离所述固定基座100运动并对所述转子转轴200形成锁定时，所述锁定销500插装于所述第二凹槽112内，由此，有效防止在转子转轴200轴向窜动时可能存在的解除锁定的隐患。进一步地，所述固定基座100上还构造有第二滑槽102，所述锁定销500滑动设置于所述第二滑槽102中且能够沿着所述第二滑槽102朝向或者远离所述卡盘110运动，所述锁定销500的头部被设计成楔形，以便于在锁定所述卡盘110时能够更为顺畅地进入所述第二凹槽112内。同样道理的，所述第二滑槽102中还具有第二弹性件600，所述第二弹性件600连接于所述锁定销500及所述固定基座100之间，所述锁定销500及所述固定基座100之间还设有第二形状记忆合金丝700，所述第二形状记忆合金丝700的控制原理同于所述第一形状记忆合金丝400，也即其在得电时长度变短实现对卡盘110的解锁，在失电时长度变长实现对卡盘110的锁定。

前述的第一弹性件300及第二弹性件600例如可以采用弹簧即可。

优选地，所述固定基座100上构造有多个通孔103，所述通孔103沿着所述第一凹槽111的延伸方向贯通所述固定基座100的相对两侧，多个所述通孔103的设计，一方面能够降低所述转轴锁定装置的重量，另一方面则尤其适用于所述转轴锁定装置被应用于风道工况时，对气流的导流作用。

根据本发明的实施例，还提供一种压缩机，包括上述的转轴锁定装置。

根据本发明的实施例，还提供一种空调器，包括上述的压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种转轴锁定装置，其特征在于，用于与磁悬浮轴承(800)配套使用，所述转轴锁定装置包括固定基座(100)、卡盘(110)，所述卡盘(110)背离所述固定基座(100)的一侧构造有第一凹槽(111)，所述第一凹槽(111)用于嵌装转子转轴(200)的轴端，所述固定基座(100)与所述卡盘(110)之间设置有施力组件，当所述磁悬浮轴承(800)失电时，所述施力组件失电迫使所述卡盘(110)朝向所述转子转轴(200)运动以压紧所述转子转轴(200)的轴端，当所述磁悬浮轴承(800)得电时，所述施力组件得电迫使所述卡盘(110)远离所述转子转轴(200)运动。

2.根据权利要求1所述的转轴锁定装置，其特征在于，所述固定基座(100)上构造有第一滑槽(101)，所述卡盘(110)滑动设置于所述第一滑槽(101)中且所述施力组件处于所述第一滑槽(101)内。

3.根据权利要求2所述的转轴锁定装置，其特征在于，所述施力组件包括第一弹性件(300)，所述第一弹性件(300)连接于所述卡盘(110)及所述固定基座(100)之间。

4.根据权利要求3所述的转轴锁定装置，其特征在于，所述施力组件还包括第一形状记忆合金丝(400)，所述第一形状记忆合金丝(400)连接于所述卡盘(110)及所述固定基座(100)之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转轴锁定装置，其特征在于，所述卡盘(110)上还构造有第二凹槽(112)，所述固定基座(100)上设有锁定销(500)，当所述卡盘(110)远离所述固定基座(100)运动并对所述转子转轴(200)形成锁定时，所述锁定销(500)插装于所述第二凹槽(112)内。

6.根据权利要求5所述的转轴锁定装置，其特征在于，所述固定基座(100)上还构造有第二滑槽(102)，所述锁定销(500)滑动设置于所述第二滑槽(102)中且能够沿着所述第二滑槽(102)朝向或者远离所述卡盘(110)运动。

7.根据权利要求6所述的转轴锁定装置，其特征在于，所述第二滑槽(102)中还具有第二弹性件(600)，所述第二弹性件(600)连接于所述锁定销(500)及所述固定基座(100)之间。

8.根据权利要求7所述的转轴锁定装置，其特征在于，所述锁定销(500)及所述固定基座(100)之间还设有第二形状记忆合金丝(700)。

9.根据权利要求4或8所述的转轴锁定装置，其特征在于，第一形状记忆合金丝(400)与供电部件电连接，和/或，第二形状记忆合金丝(700)与供电部件电连接。

10.根据权利要求1所述的转轴锁定装置，其特征在于，所述固定基座(100)上构造有多个通孔(103)，所述通孔(103)沿着所述第一凹槽(111)的延伸方向贯通所述固定基座(100)的相对两侧。

11.一种压缩机，包括转轴锁定装置，其特征在于，所述转轴锁定装置为权利要求1至10中任一项所述的转轴锁定装置。

12.一种空调器，包括压缩机，其特征在于，所述空调器为权利要求11所述的压缩机。

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