CN113700746A - 磁悬浮轴承、压缩机和空调器 - Google Patents

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CN113700746A CN202111116726.8A CN202111116726A CN113700746A CN 113700746 A CN113700746 A CN 113700746A CN 202111116726 A CN202111116726 A CN 202111116726A CN 113700746 A CN113700746 A CN 113700746A
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张芳
张超
王飞
陈艳霞
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Abstract

本申请提供一种磁悬浮轴承、压缩机和空调器。该磁悬浮轴承包括转轴(1)和设置在转轴(1)第一端的推力盘(2)，推力盘(2)的两端分别设置有轴向轴承(3)，推力盘(2)套设在转轴(1)外，转轴(1)上设置有轴肩(4)，推力盘(2)的轴向外侧设置有锁紧螺母(5)，锁紧螺母(5)能够将推力盘(2)轴向压紧在轴肩(4)上，锁紧螺母(5)设置有锁紧孔(6)，锁紧孔(6)内设置有能够将锁紧螺母(5)锁紧在转轴(1)上的锁紧结构。根据本申请的磁悬浮轴承，能够保证推力盘有效锁紧，避免推力盘发生松动，提高推力盘的稳定性。

Description

磁悬浮轴承、压缩机和空调器
技术领域
本申请涉及磁悬浮技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承、压缩机和空调器。
背景技术
与传统的滚动轴承和滑动轴承相比，磁悬浮轴承利用对转子的电磁力将转轴悬浮起来，转轴与定子保持非接触的状态，因此具有无磨损、高转速、高精度、长寿命等优点。然而磁悬浮轴向轴承实现转轴的轴向移动，转轴上就必不可少需要一个轴向受力部件，就是推力盘，所以推力盘与转轴必须是一体化的，推力盘的移动需带动转轴的移动，因此推力盘必须紧固于转轴上，不可发生松动。
现有技术中公开了一种磁悬浮轴承，推力盘将转轴端末包裹，内圈有螺纹与转轴配合，轴向与转轴又采用螺栓加固，但装配时推力盘旋紧需与螺栓配合使用，易导致推力盘无法锁紧。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种磁悬浮轴承、压缩机和空调器，能够保证推力盘有效锁紧，避免推力盘发生松动，提高推力盘的稳定性。
为了解决上述问题，本申请提供一种磁悬浮轴承，包括转轴和设置在转轴第一端的推力盘，推力盘的两端分别设置有轴向轴承，推力盘套设在转轴外，转轴上设置有轴肩，推力盘的轴向外侧设置有锁紧螺母，锁紧螺母能够将推力盘轴向压紧在轴肩上，锁紧螺母设置有锁紧孔，锁紧孔内设置有能够将锁紧螺母锁紧在转轴上的锁紧结构。
优选地，锁紧结构的数量为至少两个，至少两个锁紧结构沿锁紧螺母的周向排布。
优选地，锁紧结构能够从锁紧孔拆卸下来。
优选地，锁紧结构包括弹性件和固定件，固定件设置在弹性件的径向外侧，并将弹性件弹性压紧在转轴上。
优选地，弹性件为弹性块，固定件为螺钉，锁紧孔包括与螺钉配合的螺纹段。
优选地，弹性块的硬度低于锁紧螺帽的硬度。
优选地，锁紧螺母的外周设置有拆卸槽；和/或，锁紧螺母朝向推力盘的一端设置有环形凸起，锁紧螺母通过环形凸起压紧在推力盘上。
优选地，推力盘的内孔为光滑的孔，转轴与推力盘配合的轴段为光滑轴段。
优选地，推力盘的内孔包括环形凹槽，环形凹槽相对于推力盘两端的端面具有预设距离。
优选地，环形凹槽的轴向长度为x，推力盘的轴向长度为y，0.3y≤x≤0.7y。
优选地，位于环形凹槽两端外侧的内孔壁与转轴之间为间隙配合或者过渡配合；或，位于环形凹槽两端外侧的内孔壁与转轴之间为过盈配合，过盈配合的过盈量小于最小过盈量。
优选地，轴向轴承内设置有线圈，推力盘上设置有操作通孔，操作通孔位于推力盘两端的线圈之间。
根据本申请的另一方面，提供了一种压缩机，包括磁悬浮轴承，该磁悬浮轴承为上述的磁悬浮轴承。
根据本申请的另一方面，提供了一种空调器，包括磁悬浮轴承，该磁悬浮轴承为上述的磁悬浮轴承。
本申请提供的磁悬浮轴承，包括转轴和设置在转轴第一端的推力盘，推力盘的两端分别设置有轴向轴承，推力盘套设在转轴外，转轴上设置有轴肩，推力盘的轴向外侧设置有锁紧螺母，锁紧螺母能够将推力盘轴向压紧在轴肩上，锁紧螺母设置有锁紧孔，锁紧孔内设置有能够将锁紧螺母锁紧在转轴上的锁紧结构。该磁悬浮轴承在推力盘外设置锁紧螺母，通过锁紧螺母对推力盘进行轴向固定，同时在锁紧螺母上设置锁紧结构，能够在锁紧螺母对推力盘进行轴向固定之后，锁定锁紧螺母在转轴上的轴向位置，从而通过锁紧螺母有效避免推力盘发生轴向松动，提高推力盘的稳定性，杜绝轴向轴承和转轴的损坏，降低磁悬浮压缩机的故障返包率。
附图说明
图1为本申请一个实施例的磁悬浮轴承的立体剖视示意图；
图2为本申请一个实施例的磁悬浮轴承的锁紧螺母的立体结构示意图；
图3为本申请一个实施例的磁悬浮轴承的推力盘的立体结构示意图；
图4为本申请一个实施例的磁悬浮轴承的推力盘的剖视结构示意图。
附图标记表示为：
1、转轴；2、推力盘；3、轴向轴承；4、轴肩；5、锁紧螺母；6、锁紧孔；7、弹性件；8、固定件；9、拆卸槽；10、环形凹槽；11、线圈；12、操作通孔；13、环形凸起。
具体实施方式
结合参见图1至图4所示，根据本申请的实施例，磁悬浮轴承包括转轴1和设置在转轴1第一端的推力盘2，推力盘2的两端分别设置有轴向轴承3，推力盘2套设在转轴1外，转轴1上设置有轴肩4，推力盘2的轴向外侧设置有锁紧螺母5，锁紧螺母5能够将推力盘2轴向压紧在轴肩4上，锁紧螺母5设置有锁紧孔6，锁紧孔6内设置有能够将锁紧螺母5锁紧在转轴1上的锁紧结构。
该磁悬浮轴承在推力盘2外设置锁紧螺母5，通过锁紧螺母5对推力盘2进行轴向固定，同时在锁紧螺母5上设置锁紧结构，能够在锁紧螺母5对推力盘2进行轴向固定之后，锁定锁紧螺母5在转轴1上的轴向位置，从而通过锁紧螺母5有效避免推力盘2发生轴向松动，提高推力盘2的稳定性，杜绝轴向轴承3和转轴1的损坏，降低磁悬浮压缩机的故障返包率。
锁紧孔6可以沿径向贯穿锁紧螺母5，也可以沿轴向方向设置，还可以相对于锁紧螺母5的径向或者轴向方向倾斜设置，从而使得锁紧结构能够沿着不同方向对锁紧螺母5进行锁紧，防止锁紧螺母5发生松脱。
在本实施例中，设置锁紧结构的锁紧孔6沿锁紧螺母5的径向贯穿锁紧螺母5，因此使得锁紧结构的锁紧作用力来自于径向方向，能够起到更加良好的锁紧作用，更加有效地防止锁紧螺母发生松动问题，提高锁紧螺母5的可靠性。
本申请实施例的推力盘2完全套设在转轴1外，没有位于转轴1的轴端外的部分，因此减少了转轴1运行时的不稳定性。
在一个实施例中，锁紧螺母5与转轴1之间通过细牙螺纹连接，能够具有自锁性能，可以与锁紧结构配合，进一步提高锁紧螺母5与转轴1之间的锁紧作用力，更加有效地实现防脱作用。
在一个实施例中，锁紧结构的数量为至少两个，至少两个锁紧结构沿锁紧螺母5的周向均匀排布。在本实施例中，锁紧结构的数量可以为三个，能够从周向方向的不同位置对转轴1施加径向锁紧力，位置分布更加合理，受力更加均衡，能够起到更加有效的锁紧作用。
在一个实施例中，锁紧结构能够从锁紧孔6拆卸下来，能够方便锁紧结构的拆卸，方便进行锁紧结构的维修和更换，降低维修成本。
在一个实施例中，锁紧结构包括弹性件7和固定件8，固定件8设置在弹性件7的径向外侧，并将弹性件7弹性压紧在转轴1上。在本实施例中，可以通过固定件8对弹性件7进行限位的方式，使得弹性件7在锁紧螺母5到达安装位置后，对转轴1上的外螺纹施加锁紧作用力，弹性压紧在转轴1的外螺纹上，从而增大锁紧螺母5与转轴1之间的摩擦作用力，防止锁紧螺母5从转轴1上松脱，进而保证了推力盘2在转轴1上的轴向位置的稳定性。
在一个实施例中，弹性件7为弹性块，固定件8为螺钉，锁紧孔6包括与螺钉配合的螺纹段。弹性块的形状与锁紧孔6的形状相适配，能够使得弹性块与转轴1的外螺纹之间具有更大的摩擦力，更加有效地防止锁紧螺母5从转轴1上松脱。固定件8采用螺钉结构，使得固定结构简单，加工方便，而且螺钉结构的紧固效果好，能够对弹性块施加足够的压紧作用力，且可以通过调节螺钉的旋进深度来调节弹性块的压紧作用力，适应性更好。
在一个实施例中，弹性块的硬度低于锁紧螺母5的硬度。在本实施例中，弹性块采用硬度比锁紧螺母5低的金属，例如合金、铜、铝等，能够减小弹性块与锁紧螺母5之间的磨损，提高锁紧螺母5的耐用性。
在一个实施例中，锁紧螺母5的外周设置有拆卸槽9，由于锁紧螺母5本身的结构受限，体积较小，将拆卸槽9设置在锁紧螺母5的内部，一方面不容易加工，另一方面会对锁紧螺母5的结构强度造成较大的不利影响，而将拆卸槽9设置在锁紧螺母5的外周，则能够有效改善此情况，同时能够满足锁紧螺母5的安装和拆卸过程中的力矩使用要求。
在一个实施例中，锁紧螺母5朝向推力盘2的一端设置有环形凸起13，锁紧螺母5通过环形凸起13压紧在推力盘2上，可以通过环形凸起13方便对锁紧螺母5进行定位，同时更加方便将锁紧螺母5的锁紧作用传递至推力盘2。
在一个实施例中，推力盘2的内孔为光滑的孔，转轴1与推力盘2配合的轴段为光滑轴段。在本实施例中，推力盘2的内孔采用光滑的孔结构，从而无需对推力盘2的内孔进行螺纹加工，结构更加简单，使得推力盘2为一整块圆盘结构，更加方便进行多次装配和拆卸，无损伤且维修方便。
在一个实施例中，推力盘2的内孔包括环形凹槽10，环形凹槽10相对于推力盘2两端的端面具有预设距离。在本实施例中，通过在推力盘2的内孔设置环形凹槽10，能够有效减少推力盘2与转轴1之间的接触面积，降低推力盘2在转轴1上的安装难度，更加方便进行安装和拆卸。
在一个实施例中，环形凹槽10的轴向长度为x，推力盘2的轴向长度为y，0.3y≤x≤0.7y，从而能够设置合适的环形凹槽10的轴向长度，既能够避免环形凹槽10的轴向长度过长导致两端与转轴1配合的内孔壁的轴向长度过短，影响两端的内孔壁与转轴1的配合强度，又能够避免环形凹槽10长度过短而无法有效地降低推力盘2与转轴1之间的接触面积，增加过盈装配推力盘的拆卸难度，影响推力盘多次拆装工艺。
在一个实施例中，位于所述环形凹槽(10)两端外侧的内孔壁与所述转轴(1)之间为过盈配合，能够使得推力盘2与转轴1之间实现精确的径向定位，保证推力盘2的径向定位精度，使得推力盘2在工作过程中不易发生径向窜动，提高推力盘2的稳定性。
在一个实施例中，位于环形凹槽10两端外侧的内孔壁与转轴1之间为间隙配合或者过渡配合，也可以小过盈配合，此时过盈配合的过盈量需要小于最小过盈量，从而能够降低推力盘2在转轴1上的装拆难度，在拆卸时只需要稍稍加热便可借助工装将推力盘2取出，方便多次安装与拆卸。由于推力盘2外还设置有锁紧螺母5对推力盘2进行锁紧，因此即使推力盘2与转轴1之间为间隙配合或者过渡配合，或者为小过盈配合，也可以通过锁紧螺母5对推力盘2进行轴向限位，能够在方便推力盘2的多次拆装的同时，有效避免推力盘2在工作过程中发生松脱，提高推力盘2在转轴1上的轴向位置的稳定性。
在一个实施例中，轴向轴承3内设置有线圈11，推力盘2上设置有操作通孔12，操作通孔12位于推力盘2两端的线圈11之间。
在一个实施例中，操作通孔12的数量为3至6个，操作通孔12沿推力盘2的周向均匀排布。操作通孔12例如为螺纹孔。
操作通孔12的数量为2个时，数量太少，不便使用工装拆卸推力盘，操作通孔12的数量超出6个时，会影响推力盘结构稳定性。操作通孔12需位于两个线圈11之间的位置，且沿周向均布，如果位于线圈11的径向内侧，则会影响推力盘2的轴向受力位置，如果位于线圈11的径向外侧，则会导致使用工装时推力盘无法受力。
在一个实施例中，操作通孔12也可以位于轴向轴承3与锁紧螺母5之间的位置。
在本实施例中，对于推力盘2的轴向限位具体为，在转轴1上留有轴肩4，用于对推力盘2进行轴向定位，在推力盘2远离轴肩4的一端设置有锁紧螺母5，锁紧螺母5的内孔具有内螺纹，转轴1的相应位置具有外螺纹，两者配合，通过锁紧螺母5端部的环形凸起13抵住推力盘2进行轴向旋紧，形成第一次固定作用；在锁紧螺母5的周向方向上设置有三个径向螺纹孔，在孔内装配有弹性块，采用三个螺钉径向旋紧抵住弹性块，弹性块压缩抵紧转轴1上的外螺纹，防止锁紧螺母5松动，对推力盘2起到二次轴向限位作用，从而有效地减小了推力盘2松动的可能性。
在进行拆卸时，先用力矩将螺钉松开，之后弹性块松掉三个螺纹紧固支点，解除锁紧螺母5对转轴1的径向锁定，之后用力矩将锁紧螺母5的拆卸槽9进行固定，之后将锁紧螺母5旋出来，然后利用推力盘2上的三个操作通孔12将推力盘2拆卸下来。
本实施例中的磁悬浮轴承，推力盘2采用过渡或小过盈配合，固定方式采用锁紧螺母5旋紧和径向螺钉加固，能够避免在高转速下离心率及热膨胀的环境下出现过盈量消失的现象，防止推力盘2发生轴向松动，损坏轴向轴承3；且与螺栓结构相比，固定作用更强，能够避免在较高的转速下，推力盘2的螺栓松动，发生推力盘2轴向串动或共振的现象。
根据本申请的实施例，压缩机包括磁悬浮轴承，该磁悬浮轴承为上述的磁悬浮轴承。
根据本申请的实施例，空调器包括磁悬浮轴承，该磁悬浮轴承为上述的磁悬浮轴承。
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。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (14)

1.一种磁悬浮轴承，其特征在于，包括转轴(1)和设置在所述转轴(1)第一端的推力盘(2)，所述推力盘(2)的两端分别设置有轴向轴承(3)，所述推力盘(2)套设在所述转轴(1)外，所述转轴(1)上设置有轴肩(4)，所述推力盘(2)的轴向外侧设置有锁紧螺母(5)，所述锁紧螺母(5)能够将所述推力盘(2)轴向压紧在所述轴肩(4)上，所述锁紧螺母(5)设置有锁紧孔(6)，所述锁紧孔(6)内设置有能够将所述锁紧螺母(5)锁紧在所述转轴(1)上的锁紧结构。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述锁紧结构的数量为至少两个，至少两个所述锁紧结构沿所述锁紧螺母(5)的周向排布。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述锁紧结构能够从所述锁紧孔(6)拆卸下来。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述锁紧结构包括弹性件(7)和固定件(8)，所述固定件(8)设置在所述弹性件(7)的径向外侧，并将所述弹性件(7)弹性压紧在所述转轴(1)上。
5.根据权利要求4所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述弹性件(7)为弹性块，所述固定件(8)为螺钉，所述锁紧孔(6)包括与所述螺钉配合的螺纹段。
6.根据权利要求4所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述弹性块的硬度低于所述锁紧螺母(5)的硬度。
7.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述锁紧螺母(5)的外周设置有拆卸槽(9)；和/或，所述锁紧螺母(5)朝向所述推力盘(2)的一端设置有环形凸起(13)，所述锁紧螺母(5)通过所述环形凸起(13)压紧在所述推力盘(2)上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述推力盘(2)的内孔为光滑的孔，所述转轴(1)与所述推力盘(2)配合的轴段为光滑轴段。
9.根据权利要求8所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述推力盘(2)的内孔包括环形凹槽(10)，所述环形凹槽(10)相对于所述推力盘(2)两端的端面具有预设距离。
10.根据权利要求9所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述环形凹槽(10)的轴向长度为x，所述推力盘(2)的轴向长度为y，0.3y≤x≤0.7y。
11.根据权利要求9所述的磁悬浮轴承，其特征在于，位于所述环形凹槽(10)两端外侧的内孔壁与所述转轴(1)之间为间隙配合或者过渡配合；或，位于所述环形凹槽(10)两端外侧的内孔壁与所述转轴(1)之间为过盈配合，过盈配合的过盈量小于最小过盈量。
12.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于，所述轴向轴承(3)内设置有线圈(11)，所述推力盘(2)上设置有操作通孔(12)，所述操作通孔(12)位于所述推力盘(2)两端的所述线圈(11)之间。
13.一种压缩机，其特征在于，包括磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承为权利要求1至12中任一项所述的磁悬浮轴承。
14.一种空调器，其特征在于，包括磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承为权利要求1至12中任一项所述的磁悬浮轴承。
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