CN112324639B

CN112324639B - 配重块结构及具有其的压缩机

Info

Publication number: CN112324639B
Application number: CN202011211126.5A
Authority: CN
Inventors: 魏会军; 李亚荣; 黄传顺; 严耀宗; 徐敏; 朱咏杰
Original assignee: Gree Green Refrigeration Technology Center Co Ltd of Zhuhai
Current assignee: Gree Green Refrigeration Technology Center Co Ltd of Zhuhai
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2023-01-20
Anticipated expiration: 2040-11-03
Also published as: CN112324639A

Abstract

本发明提供了一种配重块结构及具有其的压缩机，配重块结构包括配重块本体，配重块本体的第一端与转子连接，配重块本体的第二端上设置排油结构，排油结构沿配重块本体的径向方向延伸设置。使用该配重块与转子连接，能够增加转子的安装高度，增加转子的转动惯量，有效地解决了具有该配重块结构的压缩机振动大的问题，有效地降低了压缩机的噪音。同时设置排油结构能够使得位于配重块内周侧的油体及时通过排油结构排出，有效地防止了在配重块处产生搅油，导致压缩机回油困难的问题。该配重块结构采用一体设置，结构简单、可靠。

Description

配重块结构及具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及电机设备技术领域，具体而言，涉及一种配重块结构及具有其的压缩机。

背景技术

电冰箱作为必备的生活电器，随着人们生活水平的日益提高，低噪声的电冰箱成为市场的主力军。冰箱用压缩机绝大部分都是往复式活塞压缩机，活塞压缩机在转动过程中，通过电机驱动带动曲轴旋转，连杆摆动带动活塞运动，在运动过程中，由于惯性力和力矩的作用，引起压缩机振动，产生噪音。为解决活塞压缩机低频振动大的问题，在电机的转子上增加配重块，以此来增加电机的转动惯量，减小低频振动。现有技术中，CN107707048A公开了一种无刷式电机及电机转子，该电机可以增加转动惯量，增加磁体所产生的磁通量，但是在实际试验测试的过程中，按照现有技术中的技术手段，可以采用转子外径与配重块外径尺寸相同的设置方式，也可以采用配重块外径大于转子外径的设置方式，两种方案均会造成压缩机在转动过程中，无法回油，出现严重搅油的情况，导致压缩机振动，造成较大的噪声。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种配重块结构及具有其的压缩机，以解决现有技术中压缩机噪音大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种配重块结构，包括：配重块本体，配重块本体的第一端与转子连接，配重块本体的第二端设置有排油结构，排油结构沿配重块本体的径向方向延伸设置。

进一步地，配重块结构为环形结构，排油结构包括漏油槽，漏油槽贯穿地开设于配重块结构的内表面和外表面上。

进一步地，配重块本体的外径小于转子的外径。

进一步地，转子的外径为L1，其中，51mm≤L1≤55mm，配重块本体的外径为L2，其中，47mm≤L2≤51mm。

进一步地，漏油槽为多个，多个漏油槽沿配重块本体的周向间隔设置。

进一步地，配重块本体的第一端的内周面上设置有环形台阶，环形台阶上设置有多个连接孔，多个连接孔沿环形台阶的轴向间隔地设置。

进一步地，配重块本体的内周面与连接孔相对的侧壁上设置有避让凹部。

进一步地，配重块本体的轴向高度为L3，其中，8mm≤L3≤12mm，环形台阶的表面至配重块本体的第二端之间的距离为L4，其中，0.6L3≤L4≤0.75L3。

进一步地，漏油槽的沿配重块本体的轴向方向的深度为L5，其中，L5＝L4。

进一步地，连接孔为螺纹孔。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，包括转子，转子的至少一端设置有配重块结构，配重块结构为上述的配重块结构。

进一步地，转子的转动惯量为J，其中，180Kg/mm³≤J≤220Kg/mm³。

进一步地，压缩机还包括：气缸座，气缸座位于转子的上方；曲轴，曲轴的第一端延伸至转子内，曲轴第二端穿设于气缸座上，曲轴的第一端的端部设置有配重块结构。

应用本发明的技术方案，使用该配重块与转子连接，能够增加转子的安装高度，增加转子的转动惯量，有效地解决了具有该配重块结构的压缩机振动大的问题，有效地降低了压缩机的噪音。同时设置排油结构能够使得位于配重块内周侧的油体及时通过排油结构排出，有效地防止了在配重块处产生搅油，导致压缩机回油困难的问题。该配重块结构采用一体设置，结构简单、可靠。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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示出了根据本发明的压缩机的第一实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的压缩机的转子的第一实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的压缩机的转子的第二实施例的结构示意图；

图4示出了根据本发明的配重块结构的第一实施例的结构示意图；

图5示出了根据本发明的配重块结构的实施例的剖视结构示意图；

图6示出了根据本发明的配重块结构的第二实施例的剖视结构示意图；

图7示出了根据本发明的配重块结构的第三实施例的剖视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、配重块本体；11、漏油槽；12、环形台阶；13、连接孔；14、避让凹部；15、轴承孔；

20、转子；

30、曲轴；40、气缸座；50、螺钉。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请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术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如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。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图7所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种配重块结构。

具体地，如图3所示，该配重块结构包括：配重块本体10。配重块本体10的第一端与转子20连接，配重块本体10的第二端上设置有排油结构，排油结构沿配重块本体10的径向方向延伸设置。

在本实施例中，使用该配重块与转子连接，能够增加转子的安装高度，增加转子的转动惯量，有效地解决了具有该配重块结构的压缩机振动大的问题，有效地降低了压缩机的噪音。同时设置排油结构能够使得位于配重块内周侧的油体及时通过排油结构排出，有效地防止了在配重块处产生搅油，导致压缩机回油困难的问题。该配重块结构采用一体设置，结构简单、可靠。其中，排油结构可以是漏油槽也可以是漏油孔。

其中，配重块结构为环形结构，排油结构为漏油槽11，漏油槽11开设在配重块本体10的第二端的端面上，且贯穿地开设于配重块结构的内表面和外表面上。这样设置能够减小流体流动的阻力，方便油体的流动。

进一步地，配重块本体10的外径小于转子20的外径。具体地，转子20的外径为L1，其中，51mm≤L1≤55mm，配重块本体10的外径为L2，其中，47mm≤L2≤51mm。根据转动惯量计算公式J＝1/2*m*R²可得：转动惯量的大小主取决于半径R，半径R越大，转动惯量越大，同时考虑到压缩机装配时存在干涉的问题，主要是气缸底座与配重块的干涉，将配重设计为中间为圆形结构，既可以保证压缩机的转动惯量大，又有效的避免了气缸底座与配重块的干涉问题。在小型轻量化的压缩机中，转子外径设计通常为L1＝51～55mm，为防止压缩机在测试过程中出现液面波动较大以及搅油的问题，配重块外径应该小于转子外径L2＝47～51mm，配重块高度根据所需转动惯量的大小及安装空间决定，这样设置压缩机可正常运转，不会出现搅油现象。

在本申请中，漏油槽11为多个，多个漏油槽11沿配重块本体10的周向间隔设置。配重块本体10的第一端的内周面上设置有环形台阶12，环形台阶12上设置有多个连接孔13，多个连接孔13沿环形台阶12的轴向间隔地设置。配重块本体10的内周面与连接孔13相对的侧壁上设置有避让凹部14。如图4所示，图中示出了四个连接孔，以及两个相对设置的漏油槽11，各个连接孔13处均设置有一个避让凹部14，这样设置能够方便安装螺钉50，同时能够起到减小配重块的重量的作用。避让凹部14可以是弧形面结构，也可以是多个直面结合，例如图6中，避让凹部14由三个直面形成的凹槽结构。其中，连接孔13为螺纹孔。如图4所示，四个螺纹孔，呈对称分布，四个螺纹孔与转子20的螺纹孔对应。

具体地，配重块本体10的轴向高度为L3，其中，8mm≤L3≤12mm，环形台阶12的表面至配重块本体10的第二端之间的距离为L4即螺钉50的安装面的高度，其中，0.6L3≤L4≤0.75L3。漏油槽11的沿配重块本体10的轴向方向的深度为L5，其中，L5＝L4。本申请中配重块高度设计为L3＝8～12mm，螺钉50的安装面高度为L4，一字型横向油槽的深度与螺钉安装面高度L4相同，此高度既可以保证电机的转动惯量，又可以防止配重块与气缸底座碰撞，同时能够使润滑油顺利甩出，防止搅油。在本实施例中，压缩机转子的转动惯量值J＝180～220Kg/mm³时，对压缩机性能、噪音、振动性能最好。

上述实施例中的配重块结构，可以用于压缩机设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，包括转子20，转子20的至少一端设置有配重块结构，配重块结构为上述的配重块结构。优选地，转子20的两端各设置有一个配重块结构。

如图1所示，压缩机还包括气缸座40和曲轴30。气缸座40位于转子20的上方。曲轴30的第一端通过配重块的轴承孔15延伸至转子20内，曲轴30第二端穿设于气缸座40上，曲轴30的第一端的端部设置有配重块结构。在本实施例中，转子20的转动惯量为J，其中，180Kg/mm³≤J≤220Kg/mm³。将曲轴30安装于气缸座上，电机转子冷压在曲轴30上，电机带动曲轴30做往复运动。为解决低频振动大的问题，在转子20的上、下两个端面上安装两个配重块结构，两个配重块采用一体式结构。

由于气缸座与配重块距离较近，如果直接安装螺钉，会造成螺钉与气缸座碰撞，所以在本申请中将螺钉安装设计环形台阶，以使环形台阶面与配重块本体的内周面之间形成环形避让空间，完全避免了与气缸座碰撞的问题。若紧设置环形台阶，会造成配重块中心的避让空间内会储存润滑油，导致油量减少，无法满足润滑需求，所以在配重块上设置一字型结构的漏油槽，可使润滑油在运行过程中随油槽流出，保证润滑油的油量不会减少，同时又有利于回油。配重块与转子通过四组螺钉50定位安装，当环形台阶上储存有润滑油时，可通过一字型油槽将油甩出，避免压缩机搅油。

如下表所示，为本申请的试验数据对比：

1、性能测试对比

未加配重块

增加配重块

2、噪音测试对比

未加配重块

增加配重块

3、振动测试对比

未加配重块

增加配重块

运行频率(Hz)	22	33
			上盖X	0.18	0.23
上盖Y	0.32	0.07
			上盖Z	0.96	0.04
缸头X	0.83	0.03
			缸头Y	0.29	0.03
缸头Z	0.23	0.22
			右侧X	0.55	0.56
右侧Y	0.67	0.52
			右侧Z	0.5	0.48
左侧X	0.44	0.54
			左侧Y	0.65	0.57
左侧Z	0.44	0.41

本申请为往复式活塞压缩机电机转子的配重块，主要由活塞压缩机用转子、上下安装配重块、曲轴和气缸座组成，传统的压缩机电机上并无配重块，转动惯量小导致压缩机电机驱动不稳，电流峰值较多，电机的效率下降，轴承受力不断变化，造成压缩机低频性能较低、振动和噪音较大。小型化压缩机重量较轻，常规压缩机的转动惯量仅有170Kg/mm³。本专利在电机上设计了两块单独的配重块，配重块采用一体式结构，置于电机的上下两侧，配重块的外径小于转子外径，以此增加了电机的转动惯量，使转动惯量达到210Kg/mm³。因此提高了低频性能，降低了压缩机的低频噪音和振动。同时又在配重块上设计了漏油槽，防止压缩机在运行过程中因回油困难出现搅油。采用该结构的配置块结构，可提高压缩机性能，使压缩机低频振动、噪音减小，电机效率得到提升，电流峰值稳定。

通过减小配重块外径，使配重块外径小于转子外径，并在配重块上增加漏油孔，解决压缩机回油困难，出现搅油的问题。通过设置避让凹部，使得配重块结构边缘厚，中间薄，可降低螺钉的安装高度。

通过多次试验测试得出以上数据，通过性能、噪音和振动的测试数据分析可得：压缩机低频22HZ性能提高0.15，噪音减小2dB，低频振动全部符合国标要求。电机转动惯量小是造成压缩机低频振动大的主要原因，在电机上增加配重块，增大转动惯量；此方案可通过调节配重块的高度，有效地调节电机的转动惯量，不仅可以大幅度地减弱变频压缩机各个频率段的振动加速度和振动速度，而且可以显著地降低压缩机低速运行时的整机振动，对低频性能、噪音和振动都有明显提升。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种配重块结构，其特征在于，包括：

配重块本体（10），所述配重块本体（10）的第一端与转子（20）连接，所述配重块本体（10）的第二端设置有排油结构，所述排油结构沿所述配重块本体（10）的径向方向延伸设置；

所述配重块本体（10）的第一端的内周面上设置有环形台阶（12），所述环形台阶（12）上设置有多个连接孔（13），多个所述连接孔（13）沿所述环形台阶（12）的周向间隔地设置，所述配重块本体（10）的内周面与所述连接孔（13）相对的侧壁上设置有避让凹部（14）；

所述配重块本体（10）为环形结构，漏油槽（11）开设在配重块本体（10）的第二端的端面上，且所述排油结构包括漏油槽，所述漏油槽（11）贯穿地开设于所述配重块本体（10）的内周面和外周面上；

所述配重块本体（10）的轴向高度为L3，其中，8mm≤L3≤12mm，所述环形台阶（12）的表面至所述配重块本体（10）的第二端之间的距离为L4，其中，0.6L3≤L4≤0.75L3；

所述漏油槽（11）的沿所述配重块本体（10）的轴向方向的深度为L5，其中，L5=L4。

2.根据权利要求1所述的配重块结构，其特征在于，所述配重块本体（10）的外径小于所述转子（20）的外径。

3.根据权利要求2所述的配重块结构，其特征在于，所述转子（20）的外径为L1，其中，51mm≤L1≤55mm，所述配重块本体（10）的外径为L2，其中，47mm≤L2≤51mm。

4.根据权利要求1所述的配重块结构，其特征在于，所述漏油槽（11）为多个，多个所述漏油槽（11）沿所述配重块本体（10）的周向间隔设置。

5.根据权利要求4所述的配重块结构，其特征在于，所述连接孔（13）为螺纹孔。

6.一种压缩机，包括转子（20），所述转子（20）的至少一端设置有配重块结构，其特征在于，所述配重块结构为权利要求1至5中任一项所述的配重块结构。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述转子（20）的转动惯量为J，其中，180Kg/mm³≤J≤220Kg/mm³。

8.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括：

气缸座（40），所述气缸座（40）位于所述转子（20）的上方；

曲轴（30），所述曲轴（30）的第一端延伸至所述转子（20）内，所述曲轴（30）第二端穿设于所述气缸座（40）上，所述曲轴（30）的第一端的端部设置有所述配重块结构。