CN206625977U - 转子组件和压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转子组件，其中，所述转子组件包括：转子(100)，所述转子(100)包括本体(120)和安装柱(110)，所述安装柱(110)从所述本体(120)的轴向端面(130)沿所述转子(100)的旋转轴线(X)延伸；以及平衡块(200)，所述平衡块(200)包括配重部(220)和与所述配重部(220)连接的安装部(210)，所述安装部(210)构造成与所述安装柱(110)配装，从而将所述平衡块(200)固定至所述转子(100)，其中，所述平衡块(200)还包括朝向所述本体(120)延伸的凸部(250)，并且所述转子(100)在所述轴向端面(130)中还包括凹部(150)，以容置所述凸部(250)。本实用新型还提供一种包括所述转子组件的压缩机。

Description

转子组件和压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种转子组件和一种压缩机。

背景技术

本部分的内容仅提供了与本实用新型相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。

在旋转机械例如压缩机中，常会经受偏心载荷，此时需要用到平衡块来平衡这种偏心载荷。例如，在涡旋压缩机中，通过旋转轴端部的偏心曲柄销驱动动涡旋部件相对于定涡旋部件作轨道运动。由于旋转轴的端部的偏心设置，使得旋转轴在旋转过程中产生不对称的离心力(或偏心载荷)，并且由此引起旋转轴自身的振动。为了尽可能地减小工作过程中的这种振动，通常会在与旋转轴固定并一起旋转的电机转子上安装平衡块来提供动态平衡力，从而抵消旋转轴所受到的偏心载荷。

但在运行过程中，转子上的用于安装平衡块的安装柱会承受较大的切向力和拉应力，在某些情况(例如高转速)下可能导致该安装柱特别在其根部处发生断裂。

实用新型内容

然而，目前还没有能够解决转子的安装柱易发生断裂问题的有效技术手段。

本实用新型的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种转子组件，其中，所述转子组件包括：

转子，所述转子包括本体和安装柱，所述安装柱从所述本体的轴向端面沿所述转子的旋转轴线延伸；以及

平衡块，所述平衡块包括配重部和与所述配重部连接的安装部，所述安装部构造成与所述安装柱配装，从而将所述平衡块固定至所述转子，

其中，所述平衡块还包括朝向所述本体延伸的凸部，并且所述转子在所述轴向端面中还包括凹部，以容置所述凸部。

优选地，所述凸部从所述安装部延伸。

优选地，所述凸部包括构造成与所述凹部的侧面接合的止挡面。

优选地，所述凸部呈大致U形形状且在远离所述配重部的一侧围绕所述安装柱的根部设置。

优选地，所述止挡面包括由所述凸部的内周面构成的止挡弧面和由所述凸部的周向端面构成的止挡平面。

优选地，所述凹部的所述侧面包括与所述止挡弧面接合的侧弧面和与所述止挡平面接合的侧平面。

优选地，所述止挡弧面和所述侧弧面平行于所述旋转轴线设置。

优选地，所述止挡平面相对于所述旋转轴线朝向所述配重部倾斜。

优选地，所述侧平面相对于所述旋转轴线朝向所述本体倾斜或平行于所述旋转轴线。

优选地，所述凹部的所述侧弧面与所述安装柱的外周面在横向方向上间隔开。

优选地，所述凸部从所述配重部延伸。

优选地，所述平衡块一体成型。

优选地，所述安装部设置有允许所述安装柱穿过的安装孔。

优选地，所述安装部设置有允许所述安装柱穿过的安装孔，并且其中，在横向方向上，所述凸部从所述安装部的自由端延伸，且所述凸部的所述止挡平面大致延伸到所述安装孔的中央位置。

本实用新型的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种压缩机，其中，所述压缩机包括文中所述的转子组件。

优选地，所述压缩机包括涡旋压缩机。

根据本实用新型的一种或多种实施方式的转子组件的优点在于下述至少一者：能够缓解转子的安装柱上的应力集中现象，从而降低所述安装柱发生断裂的风险；以及能够在转子的安装柱(至少部分)失效的情况下防止平衡块与转子分离。根据本实用新型的一种或多种实施方式的包括文中所述的转子组件的压缩机同样包括上述优点中的至少一者。

通过本文提供的说明，其他的应用领域将变得明显。应该理解，本部分中描述的特定示例和实施方式仅出于说明目的而不是试图限制本实用新型的范围。

附图说明

这里所描述的附图仅是出于说明目的而并非意图以任何方式限制本实用新型的范围，附图并非按比例绘制，可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。在附图中：

图1是示出了转子与平衡块配装在一起的立体图；

图2是示出了转子与平衡块的轴向分解立体图；

图3是示出了根据本申请的实施方式的转子与平衡块的轴向分解立体图；

图4是示出了根据本申请的实施方式的平衡块的另一视角的立体图；

图5是示出了根据本申请的实施方式的转子的局部放大立体图；

图6是示出了根据本申请的实施方式的转子与平衡块的轴向分解侧视图；

图7是示出了根据本申请的另一实施方式的转子与平衡块的轴向分解侧视图。

应当理解，在所有这些附图中，相应的参考数字指示相似的或相应的零件及特征。出于清楚的目的，未对附图中的所有部件进行标记。

具体实施方式

下文对优选实施方式的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本实用新型。

下面将参照图1和图2描述转子与平衡块的连接关系。

如图1至图2所示，转子1可大致呈圆筒形结构，并可以具有允许旋转轴(未示出)延伸穿过的中心孔(未标识)，以驱动该旋转轴旋转，进而驱动例如涡旋压缩机的压缩机构。由于转子1自身或与之相连的旋转轴的偏心特征，使得其二者在旋转过程中会发生振动。为避免此振动，会选择性地在转子1上安装平衡块2，用于起到动平衡的作用。

通常情况下，平衡块2可设置有安装部21，该安装部21构造成配装到转子1的安装柱11上，从而将平衡块2固定至转子1，并随转子1一起旋转，其中，该安装柱11从转子1的本体12的轴向端面13沿转子1的旋转轴线X延伸。平衡块2还可以包括与安装部21相连的配重部22，该配重部22可以坐置在转子1的轴向端面13上并相对于旋转轴线X偏置。

当平衡块2随转子1绕旋转轴线X旋转时，由于配重部22相对于旋转轴线X偏置，平衡块2会受到从旋转轴线X指向配重部22的离心力。该离心力经由安装部21作用到安装柱11上，使得安装柱11承受垂直于旋转轴线X的切向力或横向力。这会在安装柱11的背向配重部22一侧的根部A处形成应力集中。当转子以高的转速旋转而导致上述切向力过大时，安装柱11有可能在该应力集中处发生断裂。

为此，本申请提出了一种由转子和平衡块构成的转子组件，以防止或至少缓解转子的安装柱出现断裂的问题。

下面将参照图3至图6对根据本申请的实施方式的由转子100和平衡块200构成的转子组件进行详细描述。

根据本申请的实施方式的转子组件可以包括转子100和平衡块200。如图3所示，转子100可以包括本体120，该本体120可以大致呈圆筒形结构并且设置有构造成允许旋转轴(未示出)延伸穿过的中心孔140。该旋转轴延伸穿过中心孔140并固定至转子100，从而被转子100驱动以绕旋转轴线X旋转。转子100还可以包括从该本体120的轴向端面130沿旋转轴线X延伸的安装柱110。该安装柱110可以构造成与平衡块200相配合，从而将平衡块200固定至转子100。需要指出的是，转子100可以在两个轴向端部上均安装平衡块200或仅在任一轴向端部上安装平衡块200。

仍参照图3，平衡块200可以包括安装部210和连接至该安装部210的配重部220。在优选实施方式中，安装部210和配重部220可以环绕旋转轴设置，且安装部210可以连接至配重部220的周向两端。

特别地，平衡块200的安装部210可以限定有沿旋转轴线X延伸的安装孔230，以允许安装柱110延伸穿过并与安装柱110相配合。在优选实施方式中，当安装柱110延伸穿过安装孔230后，通过锤击安装柱110的自由端部并使该自由端部径向延展而将安装部210保持在安装柱110上。当然，在其他实施方式中，平衡块200的安装部210还可以采用其他方式(例如焊接方式)固定到安装柱110上。

特别地，如图3所示，平衡块200还可以包括朝向转子100或其本体120延伸的凸部250，从而在平衡块200受离心力时与本体120相互干涉。相应地，转子100的本体120在轴向端面130中可以形成有用于容置该凸部250的凹部150，以在平衡块200随转子100旋转时通过与凸部250的干涉限制平衡块200沿垂直于旋转轴线X的横向方向相对于转子100移动。

具体地，图4示出了平衡块200的另一取向。如图4所示，平衡块200可以具有面向转子100的接合面240，该接合面240可以构造成在安装后抵靠转子100的轴向端面130。凸部250可以从该接合面240沿旋转轴线X(见图3)朝向转子100的本体120延伸，从而在平衡块200趋于横向移动时在轴向端面130的转子一侧与本体120发生干涉以限制该横向移动。

优选地，如图4所示，凸部250可以自平衡块200的安装部210延伸，使得凸部250与本体120的干涉界面位于安装柱110附近，特别地位于安装柱110的根部A(见图5)处的应力集中区附近，从而最大限度地缓解所述转子的根部A处的应力集中。

更优选地，如图4所示，凸部250可以呈大致U形形状且在远离配重部220的一侧围绕安装柱110的根部A或安装孔230设置，从而能够使安装柱110所承受的切向力(均匀地)分布在安装柱110的根部A附近。

如图4所示，凸部250可以包括朝向并抵靠凹部150的侧面152、154(见图5)的止挡面252、254，其中，止挡面252、254可以包括止挡平面252和止挡弧面254，止挡平面252可以由呈U形的凸部250的两个周向端面构成，而止挡弧面254可以由凸部250的内周面构成。

如图5所示，形成在轴向端面130中的凹部150的侧面可以包括分别与凸部250的止挡平面252和止挡弧面254对应且抵靠的侧平面152和侧弧面154，其中，侧平面152可以设置在安装柱110的两侧，而侧弧面154可以设置成在与轴向端面130相反的一侧环绕安装柱110的根部A。在平衡块200旋转从而趋于横向移动时，止挡平面252抵靠侧平面152且止挡弧面254抵靠侧弧面154，从而限制平衡块200相对于转子100的(进一步)横向移动。

优选地，凹部150的侧面即侧平面152和侧弧面154可以设置成与安装柱110在横向方向上间隔开一段距离从而在侧平面152和侧弧面154与安装柱110的外周面之间形成台阶部，由此进一步增强安装柱110的根部A处的结构强度。

图6示出了转子100和平衡块200的各部分的受力分析。如图6所示，当平衡块200由于旋转而趋向于(沿图6所示的右侧方向)横向移动时，凸部250的止挡平面252和止挡弧面254可以分别抵靠凹部150的侧平面152和侧弧面154，以向转子100的本体120施加向右的横向力F2；相应地，侧平面152和侧弧面154向平衡块200的凸部250施加向左的横向力F2’。同样地，安装部210向安装柱110施加向右的横向力F1，而安装柱110向安装部210施加向左的横向力F1’。横向力F1和F2与横向力F1’和F2’各自互为作用力与反作用力。横向力F1’和F2’可以在横向方向上抵消平衡块200所受到的离心力F，以使得平衡块200(在横向方向上)动态平衡。因而，上文所述的各力应满足如下等式1-3：

F1＝F1’……………………等式1

F2＝F2’……………………等式2

F1’+F2’＝F………………等式3

根据上文所述内容并参照图6可知，凸部250通过向本体120施加横向力F2而将原本应作用于安装柱110的横向力F(＝F1+F2)减小至横向力F1，从而降低了安装柱110发生断裂的风险。

优选地，在横向方向(如图6所示的水平方向)上，凸部250可以从安装部210的自由端(如图6所示的左横向端)(向右)延伸，直到使得凸部250的止挡平面252大致延伸到安装孔230(见图4)的中央位置。这可以使得上述横向力F1和F2的作用点在横向方向上大致对准，从而优化受力构型。

优选地，出于加工和安装等目的，侧平面152和侧弧面154以及止挡平面252和止挡弧面254可以均平行于旋转轴线X设置。然而，在本申请的其他实施方式中，侧平面152和侧弧面154以及止挡平面252和止挡弧面254中的至少一者可以相对于旋转轴线X成角度设置。

具体地，如图7所示，止挡平面252可以设置成相对于旋转轴线X成角度且朝向平衡块200的配重部220一侧倾斜。这里需要指出的是，止挡平面252相对于旋转轴线X朝向配重部220一侧倾斜指的是：止挡平面252从平行于旋转轴线X的位置倾斜成面向配重部220，即止挡平面252的法向量指向配重部220。相应地，侧平面152可以设置成相对于旋转轴线X成角度且朝向转子100例如其本体120一侧倾斜，即侧平面152从平行于旋转轴线X的位置倾斜成面向本体120，即侧平面152的法向量指向本体120。当平衡块200安装至转子100时，止挡平面252可以抵靠侧平面152，使得凸部250可以(还在轴向方向上)与凹部150互锁。这种互锁可以减小安装柱110所承受的由平衡块200施加的轴向拉力(该轴向拉力沿图7中所示的向上方向)，进一步降低了安装柱110发生断裂的风险。此外，根据本申请的此实施方式的凸部250与凹部150的互锁还可以在使用中在安装柱110完全或部分失效时防止平衡块200与转子100分离。

在本申请的其他实施方式中，可以仅将止挡平面252设置成相对于旋转轴线X成角度，而将相应的侧平面152设置成平行于旋转轴线X。例如，由于构成侧平面152的材料相对于构成止挡平面252的材料往往具有更小的强度，因而即使侧平面152未构造成与止挡平面252完全匹配，也会在止挡平面252与侧平面152接合时，迫使侧平面152发生形变而实现二者之间的匹配。

此外，在其他实施方式中，侧平面152和侧弧面154以及止挡平面252和止挡弧面254中的至少一者上可以设置有用于增大摩擦力的特征，如波浪线等，以进一步防止在旋转中平衡块200与转子100发生(轴向)分离。

在本申请的其他实施方式中，替代性地或附加地，平衡块可以包括从平衡块的配重部延伸的凸部。由于配重部通常具有比安装部更大的截面面积，因而增大了所述凸部的强度。

需要指出的是，在本申请的优选实施方式中，平衡块200可以一体成型，例如，可以通过铸造和/或车削加工一体地形成平衡块200。但在其他实施方式中，根据本申请的凸部250可以通过焊接或紧固件连接的方式固定至平衡块200的安装部210和/或配重部220。

此外，本申请还提供了一种包括上述转子组件的压缩机，该压缩机的旋转轴(未示出)可以延伸穿过转子100的中心孔140从而被转子100旋转驱动，进而驱动压缩机的压缩机构。特别地，该压缩机可以包括涡旋压缩机，所述压缩机构可以包括定涡旋部件和动涡旋部件，该旋转轴可以驱动所述动涡旋部件相对于所述定涡旋部件作轨道运动。

需要指出的是，与根据本申请的实施方式的转子或转子组件相匹配的定子可以设置在转子的径向外侧或径向内侧，从而构成根据本申请的实施方式的电机。

需要指出的是，本申请所述的转子组件并不局限于压缩机领域，而是可以适用于任何领域中的适当应用。

需要指出的是，文中诸如前、后、左、右、上、下等方位术语的参考仅出于描述的目的，并不对本实用新型的实施方式在实际应用中的方向和取向构成限制。

尽管在此已详细描述了本实用新型的各种实施方式，但是应该理解，本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本实用新型的实质精神和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和改型。所有这些变型和改型均落入本实用新型的范围内。

附图标记列表

1 转子

11 安装柱

12 本体

13 轴向端面

2 平衡块

21 安装部

22 配重部

A 安装柱的根部

X 旋转轴线

100 转子

110 安装柱

120 本体

130 轴向端面

140 中心孔

150 凹部

152 侧平面

154 侧弧面

200 平衡块

210 安装部

220 配重部

230 安装孔

240 接合面

250 凸部

252 止挡平面

254 止挡弧面

F 离心力

F1 安装柱所承受的横向力

F1’ 安装部所承受的横向力

F2 本体所承受的横向力

F2’ 凸部所承受的横向力。

Claims (16)

1.一种转子组件，其特征在于，所述转子组件包括：

转子(100)，所述转子(100)包括本体(120)和安装柱(110)，所述安装柱(110)从所述本体(120)的轴向端面(130)沿所述转子(100)的旋转轴线(X)延伸；以及

平衡块(200)，所述平衡块(200)包括配重部(220)和与所述配重部(220)连接的安装部(210)，所述安装部(210)构造成与所述安装柱(110)配装，从而将所述平衡块(200)固定至所述转子(100)，

其中，所述平衡块(200)还包括朝向所述本体(120)延伸的凸部(250)，并且所述转子(100)在所述轴向端面(130)中还包括凹部(150)，以容置所述凸部(250)。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述凸部(250)从所述安装部(210)延伸。

3.根据权利要求2所述的转子组件，其中，所述凸部(250)包括构造成与所述凹部(150)的侧面接合的止挡面。

4.根据权利要求3所述的转子组件，其中，所述凸部(250)呈大致U形形状且在远离所述配重部(220)的一侧围绕所述安装柱(110)的根部(A)设置。

5.根据权利要求4所述的转子组件，其中，所述止挡面包括由所述凸部(250)的内周面构成的止挡弧面(254)和由所述凸部(250)的周向端面构成的止挡平面(252)。

6.根据权利要求5所述的转子组件，其中，所述凹部(150)的所述侧面包括与所述止挡弧面(254)接合的侧弧面(154)和与所述止挡平面(252)接合的侧平面(152)。

7.根据权利要求6所述的转子组件，其中，所述止挡弧面(254)和所述侧弧面(154)平行于所述旋转轴线(X)设置。

8.根据权利要求7所述的转子组件，其中，所述止挡平面(252)相对于所述旋转轴线(X)朝向所述配重部(220)倾斜。

9.根据权利要求8所述的转子组件，其中，所述侧平面(152)相对于所述旋转轴线(X)朝向所述本体(120)倾斜或平行于所述旋转轴线(X)。

10.根据权利要求6所述的转子组件，其中，所述凹部(150)的所述侧弧面(154)与所述安装柱(110)的外周面在横向方向上间隔开。

11.根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述凸部(250)从所述配重部(220)延伸。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的转子组件，其中，所述平衡块(200)一体成型。

13.根据权利要求1至11中的任一项所述的转子组件，其中，所述安装部(210)设置有允许所述安装柱(110)穿过的安装孔(230)。

14.根据权利要求5所述的转子组件，其中，所述安装部(210)设置有允许所述安装柱(110)穿过的安装孔(230)，并且

其中，在横向方向上，所述凸部(250)从所述安装部(210)的自由端延伸，且所述凸部(250)的所述止挡平面(252)大致延伸到所述安装孔(230)的中央位置。

15.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括根据权利要求1至14中的任一项所述的转子组件。

16.根据权利要求15所述的压缩机，其中，所述压缩机包括涡旋压缩机。