CN211351855U - 转子叠片、转子组件和涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转子叠片。该转子叠片具有非圆形中心孔(12，102)。该非圆形中心孔适于与曲轴(2，20)的外周面过盈配合，其特征在于，在所述中心孔的径向外侧设置有一个或多个应力卸载槽(13，103)，用以在径向方向上提供过盈变形空间。本实用新型还提供具有上述转子叠片的转子以及具有该转子的涡旋压缩机。通过设置所述应力卸载槽从而在径向方向上提供过盈变形空间，能够减小最大过盈力，减小装配所需的压入力，并且使各个转子叠片的中心孔相互重合，不需要旋转角度。因此，对于尺寸精度没有特殊的要求，模具相对简单，不需要加热，没有磁体退磁的风险。

Description

转子叠片、转子组件和涡旋压缩机

技术领域

本实用新型涉及转子叠片、转子组件和涡旋压缩机。

背景技术

在生产涡旋压缩机的过程中，为了实现转子和曲轴的连接，转子的中心孔和曲轴的外周面需要过盈配合。为了保证传递足够大的转矩，对最小过盈量有要求。然而，基于目前经济的加工精度等级条件，在最大过盈量下装配转子和曲轴的难度较大。

对于转子和曲轴的过盈连接，目前主要存在热装和压装等装配方式。然而，在热装过程中，当加热温度太高时会使磁体退磁。另外，在压装过程中，由于配合公差的影响，在最大过盈量下所需的压入力过大。

针对上述技术问题，目前的解决方案有：

1)将转子设计为多齿内径，各个叠片之间交错角度，互相提供变形空间，从而依靠变形容纳过大过盈量。

2)采用键连接。即，通过键的连接使转子和曲轴实现间隙配合。

然而，上述解决方案都存在一些问题。具体地说，对于解决方案1)而言，虽然依靠叠片交错角度能够容纳过盈量，但是模具成本高，交错结构也会缩短模具的使用寿命。对于解决方案2)而言，需要额外加工键组件。在装配过程中，增加了额外的轴向定位的补正和工装，因而制造成本较大，并且会增加压缩机的振动和噪音。

实用新型内容

【技术问题】

为了解决上述技术问题以及潜在的其他技术问题而做出了本实用新型。

【技术方案】

根据本实用新型的一个方面，提供一种转子叠片。该转子叠片具有非圆形中心孔。该非圆形中心孔适于与曲轴的外周面过盈配合。在所述中心孔的径向外侧设置有一个或多个应力卸载槽，用以在径向方向上提供过盈变形空间。

更具体地，所述应力卸载槽总体上呈平直的长条状或弯曲的弧状。

当沿着所述转子叠片的轴向方向观察所述转子叠片时，所述非圆形中心孔呈正多边形形状。在该正多边形的每一条边的径向外侧设置有相应的一个应力卸载槽。该应力卸载槽呈平直的长条状并与所述正多边形的边平行地延伸。

替代性地，当沿着所述转子叠片的轴向方向观察所述转子叠片时，所述非圆形中心孔的内壁由彼此交替地相连的n个形状相同的圆弧段和n个长度相同的直线段组成，其中，n是大于或等于3的整数。每一个圆弧段所对应的圆心角θ的大小为(360/n)度。在每一个直线段的径向外侧设置有相应的一个应力卸载槽。该应力卸载槽呈弯曲的弧状。

在所述非圆形中心孔呈正多边形形状的情况下，各个应力卸载槽的几何形状、尺寸均相同，并且满足下述关系式：

在所述非圆形中心孔的内壁由彼此交替地相连的n个形状相同的圆弧段和n个长度相同的直线段组成的情况下，各个应力卸载槽的几何形状、尺寸均相同。所述应力卸载槽的径向外侧边呈圆弧状，各个应力卸载槽的径向外侧边的圆弧段都位于以所述非圆形中心孔的中心为圆心的同一个圆上。优选地，所述应力卸载槽的径向内侧边呈圆弧状。各个应力卸载槽的径向内侧边的圆弧段的圆心都位于以所述非圆形中心孔的中心为圆心的同一个圆上。

所述应力卸载槽的周向长度W、所述非圆形中心孔的圆弧段的曲率半径R1以及所述直线段的长度L2满足下述关系式：

所述直线段与相应的应力卸载槽的径向内侧边之间的最大距离L3、所述应力卸载槽的最大宽度以及所述转子叠片的厚度满足下述关系式：

替代性地，当沿着所述转子叠片的轴向方向观察所述转子叠片时，所述非圆形中心孔的内壁由彼此交替地相连的n个形状相同的第一圆弧段和n个形状相同的第二圆弧段组成，其中，n是大于或等于3的整数。每一个第一圆弧段所对应的圆心角θ的大小为(360/n)度，所述第二圆弧段朝向所述非圆形中心孔的中心凸出。

另外，在所述转子叠片上开设有多个通孔和磁体安装槽。

根据本实用新型的另一方面，提供一种转子组件。所述转子组件包括：多个根据前文所述的转子叠片；以及曲轴。所述多个转子叠片彼此完全重合地叠置安装在所述曲轴上，其中，所述转子叠片的非圆形中心孔与所述曲轴的外周面过盈配合。

根据本实用新型的另一方面，提供一种涡旋压缩机。所述涡旋压缩机包括前文所述的转子组件。

【技术效果】

通过采用本实用新型的上述方案，尤其通过设置所述应力卸载槽从而在径向方向上提供过盈变形空间，能够减小最大过盈力，减小装配所需的压入力，并且使各个转子叠片的中心孔相互重合，不需要旋转角度。因此，本实用新型的上述方案对于尺寸精度没有特殊的要求，用于制作转子的模具相对简单，不需要加热，没有磁体退磁的风险。

附图说明

为了便于理解本实用新型，在下文中基于示例性实施例并结合附图来更详细地描述本实用新型。在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的构件。应当理解的是，附图仅是示意性的，附图中的构件的尺寸和比例不一定精确。

图1是现有技术中的电机转子的两种转子叠片的示意图。

图2是根据本实用新型的转子叠片的示意图。

图3是根据本实用新型的一个实施例的转子叠片的示意图。

图4是图3中的区域A的更详细的示意图。

图5是图4的示意图的左上角区域的放大图。

图6是图5中的区域B的放大图，不过，图6所示的结构是在图5所示的结构的基础上的变型。

具体实施方式

在下文中参考附图来详细描述本实用新型。

【总体概念】

图1是现有技术中的电机转子的两种转子叠片的示意图。例如，专利文献CN203243131U中公开了这两种形式的转子叠片。图1的(a)所示的转子叠片具有正八边形中心孔。图1的(b)所示的转子叠片具有椭圆形中心孔。当图1所示的两种转子叠片安装到转子轴上时，多个转子叠片以一个或更多个为一组的形式围绕转子叠片的轴线按照一定的相对角度叠置在一起，使得电机转子形成有沿电机转子的轴向方向看为基本圆形的转子轴安装孔。当将图1中的转子叠片过盈配合在圆柱形的转子(曲)轴上时，转子叠片的中心孔的内壁与转子轴的外周面之间会存在间隙，由此可以在周向上提供过盈变形空间。然而，即便如此，在目前经济的加工精度等级条件下，在最大过盈量下装配转子和曲轴的难度仍然较大，因为如果采用压装方式的话，转子叠片所需的压入力过大；而如果采用热装方式的话，又有可能使转子叠片上的磁体退磁。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新的解决方案。

图2是根据本实用新型的转子叠片的示意图。图2的(a)示出了根据本实用新型的转子叠片1的示意性平面图，该转子叠片1具有总体上呈圆形的片体11和位于片体11的中心的非圆形中心孔12。在该实施例中，非圆形中心孔12是正六边形中心孔。图2的(b)示出了圆柱形的曲轴2的横截面图。图2中的(c)示出了通过采用压装方式将转子叠片1装配在曲轴2上之后的情况，其中，曲轴2的外周面与转子叠片1的内壁过盈配合。

本实用新型的转子叠片1的特征在于，如图2中的(a)和(c)所示，在正六边形中心孔12的每一条边的径向外侧设置有相应的一个应力卸载槽13，用以在径向方向上提供过盈变形空间。在图2所示的实施例中，应力卸载槽13总体上呈平直的长条状并与该正多边形的边平行地延伸。

由于应力卸载槽13的存在，所以当将曲轴2过盈配合到中心孔12中时，片体11的位于应力卸载槽13与中心孔12的内壁之间部分由于受到曲轴2的外周面的推压而朝向应力卸载槽13变形。这样，能够减小最大过盈力，从而减小装配所需的压入力，降低装配难度。

进一步地，本实用新型与现有技术的区别还在于，当多个转子叠片1安装在曲轴2上时，所述多个转子叠片是完全重合地叠置在一起的。例如，当转子叠片具有正六边形中心孔并且多个转子叠片叠置在一起安装到曲轴上时，相邻转子叠片的正六边形中心孔的同一侧边是沿着同一方向平行布置的，即沿着转子叠片轴线的方向观看，所述多个转子叠片的正六边形中心孔完全重合。

以上就是本实用新型的总体概念。当然，应力卸载槽13的形状和布局是比较关键的因素，稍后本文中将详细地描述。

可以理解的是，如果应力卸载槽13的尺寸过小或者距离中心孔12太远，那么应力卸载槽13将不能起到应力卸载和在径向上提供过盈变形空间的作用。

本实用新型的发明人经过验证发现，在非圆形中心孔12呈正多边形形状(例如图2所示的正六边形)的情况下，各个应力卸载槽13的几何形状、尺寸均相同，并且满足下述关系式：

【实施例】

下面将结合具体实施例来详细描述转子叠片的平面构造以及应力卸载槽13的形状和在转子叠片上的布局。

图3是根据本实用新型的一个实施例的转子叠片的示意图。

如图3所示，转子叠片10具有总体上呈圆形的片体101，最大直径为

另外，转子叠片10具有非圆形中心孔102。在中心孔102的周围均匀地分布有6个直径为

的通孔104和6个磁体安装槽105。每一个磁体安装槽105均设置在相邻的两个通孔104之间。这些通孔104的圆心等间隔地分布在以中心孔102的中心点O为圆心、直径为

的圆上。另外，在中心孔102的周围均匀地分布有6个应力卸载槽103。

在图3所示的视角下，最上方的通孔104的圆心与中心点O的连线与竖直参考线之间存在夹角δ，由此可以大致确定通孔104和应力卸载槽103的相对位置。

图4是图3中的区域A的更详细的示意图。如图4所示，非圆形中心孔102的内壁由彼此交替地相连的n个形状相同的圆弧段和n个长度相同的直线段组成。每一个圆弧段的曲率半径均为R1。n是大于或等于3的整数。每一个圆弧段所对应的圆心角θ的大小为(360/n)度。在图4所示的实施例中，n＝6，θ＝60°，图4中标出的圆心角θ所对应的圆心为点O’。

在每一个直线段的径向外侧设置有相应的一个应力卸载槽103。该应力卸载槽103总体上呈弯曲的弧状。各个应力卸载槽103的几何形状、尺寸均相同。应力卸载槽103的径向外侧边1031呈圆弧状，各个应力卸载槽103的径向外侧边1031的圆弧段都位于以中心孔102的中心点O为圆心、半径为R2的同一个圆上。

优选地，应力卸载槽103的径向内侧边1032呈圆弧状。各个应力卸载槽的径向内侧边1032的圆弧段的圆心(在图4所示的情况下是6个圆心)都位于以中心点O为圆半径为R3的同一个圆上。另外，应力卸载槽103的两端可以以半径R4进行修圆。

如图4所示，应力卸载槽103的周向长度W、非圆形中心孔102的圆弧段的曲率半径R1以及直线段(例如直线段

)的长度L2满足下述关系式：

所述直线段与相应的应力卸载槽的径向内侧边之间的最大距离L3、所述应力卸载槽的最大宽度以及所述转子叠片的厚度满足下述关系式：

另外，在中心孔102的径向上彼此相对的两个直线段之间的距离为L1。在图4所示的n＝6的情况下，

也就是说，在n、L2和R1的值已确定的情况下，L1的值也就确定了。在实际产品中，相关参数可以取下列值：

n＝6

θ＝60°

δ＝5°或10°或15°

L1＝43±0.05mm

L2＝1.73mm

L3＝2.3±0.2mm

R1＝20mm

R2＝25.5mm

R3＝40mm

R4＝0.74mm

W＝(11.0或12.0或13.0)±0.20mm

转子叠片的厚度为0.35mm

转子叠片的材料为硅钢。

图5是图4的示意图的左上角区域的放大图。在图5中额外地示出了假想地安装在中心孔102中的曲轴20的横截面，其中，曲轴20的半径为r。如图5所示，在过盈配合的情况下，曲轴20的外周面首先与中心孔102的内壁的直线段(例如

)的中点T₁、T₂等接触。

【变型例】

图6是图5中的区域B的放大图，不过，图6所示的结构是在图5所示的结构的基础上的变型。

具体地说，在本变型例中，非圆形中心孔102的内壁由彼此交替地相连的6个形状相同的第一圆弧段和6个形状相同的第二圆弧段(例如圆弧段

)组成。第二圆弧段朝向中心孔102的中心点O凸出，并且具有曲率半径R5。可以根据实际情况来设定曲率半径R5的值。除此之外，本变型例中涉及的其他参数值与图4和图5所示的情况下的参数值相同。

由于第二圆弧段朝向中心孔102的中心点O凸出，所以曲轴20的外周面首先与第二圆弧段

的中点(例如图6中的点T₁’)接触。

【工业实用性】

根据本实用新型的转子叠片适于被应用在诸如电机、压缩机(尤其是涡旋压缩机)等机械的转子上。

虽然在上文中参考具体的实施例对本实用新型的技术目的、技术方案和技术效果进行了详细的说明，但是应当理解的是，上述实施例仅是示例性的，而不是限制性的。在本实用新型的实质精神和原则之内，本领域的技术人员做出的任何修改、等同替换、改进均被包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种转子叠片，该转子叠片具有非圆形中心孔(12，102)，该非圆形中心孔适于与曲轴(2，20)的外周面过盈配合，

其特征在于，在所述中心孔的径向外侧设置有一个或多个应力卸载槽(13，103)，用以在径向方向上提供过盈变形空间。

2.根据权利要求1所述的转子叠片，其特征在于，

所述应力卸载槽总体上呈平直的长条状或弯曲的弧状。

3.根据权利要求1或2所述的转子叠片，其特征在于，

当沿着所述转子叠片的轴向方向观察所述转子叠片时，所述非圆形中心孔呈正多边形形状，

在该正多边形的每一条边的径向外侧设置有相应的一个应力卸载槽，该应力卸载槽呈平直的长条状并与所述正多边形的边平行地延伸。

4.根据权利要求1或2所述的转子叠片，其特征在于，

当沿着所述转子叠片的轴向方向观察所述转子叠片时，所述非圆形中心孔的内壁由彼此交替地相连的n个形状相同的圆弧段和n个长度相同的直线段(MN，M’N’)组成，n是大于或等于3的整数，每一个圆弧段所对应的圆心角θ的大小为(360/n)度，

在每一个直线段的径向外侧设置有相应的一个应力卸载槽，该应力卸载槽呈弯曲的弧状。

5.根据权利要求3所述的转子叠片，其特征在于，

各个应力卸载槽的几何形状、尺寸均相同，并且满足下述关系式：

6.根据权利要求4所述的转子叠片，其特征在于，

各个应力卸载槽的几何形状、尺寸均相同；

所述应力卸载槽的径向外侧边(1031)呈圆弧状，各个应力卸载槽的径向外侧边的圆弧段都位于以所述非圆形中心孔的中心(O)为圆心的同一个圆上。

7.根据权利要求6所述的转子叠片，其特征在于，

所述应力卸载槽的径向内侧边(1032)呈圆弧状，各个应力卸载槽的径向内侧边的圆弧段都位于以所述非圆形中心孔的中心(O)为圆心的同一个圆上。

8.根据权利要求6或7所述的转子叠片，其特征在于，

所述应力卸载槽的周向长度W、所述非圆形中心孔的圆弧段的曲率半径R1以及所述直线段的长度L2满足下述关系式：

所述直线段与相应的应力卸载槽的径向内侧边之间的最大距离L3、所述应力卸载槽的最大宽度以及所述转子叠片的厚度满足下述关系式：

9.根据权利要求1或2所述的转子叠片，其特征在于，

当沿着所述转子叠片的轴向方向观察所述转子叠片时，所述非圆形中心孔的内壁由彼此交替地相连的n个形状相同的第一圆弧段和n个形状相同的第二圆弧段

组成，n是大于或等于3的整数，每一个第一圆弧段所对应的圆心角θ的大小为(360/n)度，所述第二圆弧段朝向所述非圆形中心孔的中心(O)凸出。

10.一种转子组件，其特征在于，所述转子组件包括：

多个根据前述权利要求1-9中任一项所述的转子叠片；以及

曲轴(2，20)，多个所述转子叠片彼此完全重合地叠置安装在所述曲轴上，其中，所述转子叠片的非圆形中心孔与所述曲轴的外周面过盈配合。

11.一种涡旋压缩机，其特征在于，所述涡旋压缩机包括根据权利要求10所述的转子组件。

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