转子组件及压缩机的制作方法

1.本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种转子组件及压缩机。


背景技术：

2.相关技术中，压缩机的轴系振动会导致电机气隙不均，从而引起转子摆动振动加剧。因此，转子的减振对于提高压缩机的运行稳定性尤为重要。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种转子组件，能够有效降低转子的振动，提高压缩机的运行稳定性。
4.本发明还提出一种具有上述转子组件的压缩机。
5.根据本发明第一方面实施例的转子组件，包括：转子；平衡块，固定连接于所述转子沿轴向的至少一端，所述平衡块设有至少一个容腔；阻尼颗粒，容置于所述容腔内；盖板，与所述平衡块固定连接，以密封所述容腔。
6.根据本发明实施例的转子组件，至少具有如下有益效果：
7.通过设置包括平衡块、阻尼颗粒和盖板的转子组件，平衡块设有容腔且通过盖板密封，容腔内填充阻尼颗粒，转子组件运行时轴系振动而辐射至转子，并传递至平衡块内的阻尼颗粒，阻尼颗粒之间、阻尼颗粒与容腔的壁面之间相互碰撞和摩擦，从而消耗转子的振动能量，降低转子组件的振动，降低转子组件的摆动幅度，提高了压缩机的运行稳定性。
8.根据本发明的一些实施例，沿所述转子的轴向，所述容腔的深度为h，所述平衡块的厚度为h，满足：h≤0.8h。
9.根据本发明的一些实施例，所述平衡块设有第一安装孔，所述盖板设有第二安装孔，所述转子组件还包括紧固件，所述紧固件穿设于第一安装孔和第二安装孔，以使所述盖板和所述平衡块固定连接于所述转子。
10.根据本发明的一些实施例，所述容腔设有多个，多个所述容腔间隔设置，所述容腔内均填充所述阻尼颗粒。
11.根据本发明的一些实施例，所述平衡块设有两个第一安装孔，所述容腔位于两个所述第一安装孔之间。
12.根据本发明的一些实施例，所述容腔的开口形成于所述平衡块远离所述转子的一端的端面。
13.根据本发明的一些实施例，所述容腔的体积为v，所述阻尼颗粒的密度为ρ，所述平衡块的质量为m，满足：0.05≤ρv/m≤0.15。
14.根据本发明的一些实施例，所述容腔内的所述阻尼颗粒的总体积为v1，所述容腔的体积为v，满足：0.7≤v1/v≤0.9。
15.根据本发明的一些实施例，所述容腔的横截面积为s，所述阻尼颗粒的直径为d，满足：15≤4s/πd^2≤30。
16.根据本发明第二方面实施例的压缩机，包括以上实施例所述的转子组件。
17.根据本发明实施例的压缩机，至少具有如下有益效果：
18.采用第一方面实施例的转子组件，转子组件通过设置包括平衡块、阻尼颗粒和盖板的转子组件，平衡块设有容腔且通过盖板密封，容腔内填充阻尼颗粒，转子组件运行时轴系振动而辐射至转子，并传递至平衡块内的阻尼颗粒，阻尼颗粒之间、阻尼颗粒与容腔的壁面之间相互碰撞和摩擦，从而消耗转子的振动能量，降低转子组件的振动，降低转子组件的摆动幅度，提高了压缩机的运行稳定性。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
21.图1为本发明一种实施例的压缩机的局部结构示意图；
22.图2为本发明一种实施例的转子组件的结构示意图；
23.图3为图2的剖视图；
24.图4为图2的一个角度的爆炸图；
25.图5为图2的另一个角度的爆炸图；
26.图6为本发明另一种实施例的平衡块的结构示意图；
27.图7为本发明一种实施例的压缩机中阻尼颗粒的质量占平衡块的比值与压缩机的振动衰减比例和与成本增量的关系曲线图；
28.图8为本发明一种实施例的压缩机中阻尼颗粒的填充率与压缩机的振动衰减比例的关系曲线图；
29.图9为本发明一种实施例的压缩机中容腔的截面面积和阻尼颗粒的截面面积之比与压缩机的振动衰减比例的关系曲线图。
30.附图标号：
31.壳体100；
32.电机部件200；转子组件210；转子211；平衡块212；第一安装孔2121；容腔213；阻尼颗粒214；盖板215；第二安装孔2151；限位台2152；铆钉件216；定子组件220；
33.泵体部件300；气缸310；压缩腔311；主轴承320；副轴承330；曲轴340；活塞350。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分
技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
37.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
38.参照图1所示，本发明一种实施例的压缩机，用于制冷系统或者热泵系统中，例如空调器、冰箱、空气能热水器等。举例来说，在空调器的制冷系统循环中，压缩机作为冷媒循环的动力部件，压缩机将低温低压的气态冷媒压缩后形成高温高压的气态冷媒，并依次通过冷凝器放热，节流装置降压，蒸发器吸热后，再重新进入压缩机进行下一个冷媒循环。
39.参照图1所示，本发明一种实施例的压缩机，包括壳体100、电机部件200和泵体部件300。电机部件200和泵体部件300位于壳体100的内部。可以理解的是，电机部件200包括转子组件210和定子组件220，定子组件220和泵体部件300固定于壳体100内壁。泵体部件300包括气缸310、主轴承320、副轴承330和曲轴340。气缸310形成有压缩腔311，主轴承320和副轴承330分别连接于气缸310沿轴向的两端，从而封盖压缩腔311沿轴向的两端。储液器为泵体部件300提供气态冷媒，转子组件210与曲轴340连接，从而通过电机部件200驱动曲轴340旋转，曲轴340在主轴承320和副轴承330的支撑作用下稳定地旋转，曲轴340外套设有活塞350，活塞350设于气缸310内并相对于气缸310的中心作偏心旋转运动，从而使压缩腔311产生周期性变化，泵体部件300完成吸气、压缩和排气的过程，压缩后的气态冷媒通过排气管进入制冷系统循环。
40.参照图2和图3所示，本发明一种实施例的转子组件210，包括转子211和平衡块212，平衡块212可以通过铆钉件216固定于转子211。平衡块212设有两个，两个平衡块212分别与转子211沿轴向的两端连接，两个平衡块212中的一个设有容腔213，或者两个平衡块212均设有容腔213。每个平衡块212设置容腔213的数量可以为一个，两个或更多个。可以理解的是，本发明一种实施例的转子组件210也可以只设置一个平衡块212，平衡块212可以设置于转子211沿轴向的其中一端，平衡块212设有至少一个容腔213。
41.参照图2和图3所示，本发明一种实施例的转子组件210，还包括阻尼颗粒214和盖板215，阻尼颗粒214填充于容腔213内。阻尼颗粒214可以为金属颗粒或者非金属颗粒，又或者为金属颗粒和非金属颗粒的集合。阻尼颗粒214的大小可以相同，也可以不相同，在此不再具体限定。盖板215固定连接于平衡块212朝向容腔213的开口的一端，对容腔213的开口进行覆盖，从而实现容腔213的密封，避免阻尼颗粒214从容腔213内脱离，影响压缩机运行安全。可以理解的是，盖板215可以通过焊接、铆接、螺接等方式连接于平衡块212。当容腔213设有多个时，可以采用盖板215同时覆盖多个容腔213的方式，也可以采用多个盖板215和多个容腔213一一对应覆盖的方式。
42.本发明实施例的转子组件210，通过设置包括平衡块212、阻尼颗粒214和盖板215，平衡块212设有容腔213且通过盖板215密封，容腔213内填充阻尼颗粒214，转子组件210运行时轴系振动而辐射至转子211，并传递至平衡块212内的阻尼颗粒214，阻尼颗粒214之间、阻尼颗粒214与容腔213的壁面之间相互碰撞和摩擦，从而消耗转子211的振动能量，降低转子组件210的振动，降低转子组件210的摆动幅度，提高了压缩机运行的稳定性。
43.可以理解的是，为了在有限空间获得较佳的减振效果，阻尼颗粒214采用金属颗
粒，金属颗粒的密度大于或等于2
×
10^3kg/m^3。平衡块212的减振效果随着金属颗粒的密度的增大而增大，金属颗粒的密度越大，碰撞与摩擦损耗的能量越大，从而确保了阻尼颗粒214的减振效果。
44.可以理解的是，平衡块212设有两个，两个平衡块212分别固定连接于转子211沿轴向的两端，且两个平衡块212均设有容腔213，容腔213内均填充有阻尼颗粒214，从而能够进一步提高转子组件210的减振性能，进一步提高压缩机运行的稳定性。
45.参照图3所示，可以理解的是，定义容腔213沿转子211的轴向的深度为h，平衡块212沿转子211的轴向的厚度为h，容腔213的深度h小于或者等于0.8倍的平衡块212的厚度h。满足h≤0.8h的关系式时，平衡块212能够满足强度的要求，进一步保证了转子组件210的可靠性。而且在满足h≤0.8h的关系式的前提下，容腔213沿转子211的轴向的深度h越大，可填充的阻尼颗粒214的数量越多，阻尼颗粒214之间、阻尼颗粒214与容腔213的壁面之间相互碰撞和摩擦越剧烈，从而消耗越多转子211的振动能量，进一步降低转子组件210的振动，提高了压缩机运行的稳定性。
46.参照图4和图5所示，可以理解的是，平衡块212设有两个第一安装孔2121，盖板215设有两个第二安装孔2151，两个第一安装孔2121和两个第二安装孔2151分别对应设置。转子组件210通过设置两个铆钉件216等紧固件，两个铆钉件216分别穿设于对应的第一安装孔2121和第二安装孔2151，使得盖板215和平衡块212能够固定连接于转子211，其安装更加方便，结构更加稳定。容腔213位于两个第一安装孔2121之间，使得盖板215对容腔213的密封效果更好。
47.可以理解的是，第一安装孔2121和第二安装孔2151还可以对应设置有一个，三个或更多个。
48.参照图4和图5所示，可以理解的是，盖板215朝向容腔213开口的一端设有限位台2152，盖板215可以通过限位台2152与容腔213的定位连接实现定位，进一步提高了容腔213的密封性，且提高了盖板215装配的效率。
49.参照图3和图4所示，可以理解的是，平衡块212远离转子211的一端的端面设有容腔213的开口，从而进一步提高阻尼颗粒214的填充效率，而且提高盖板215的安装便利性。
50.参照图6所示，本发明另一种实施例的转子组件210，平衡块212设有多个容腔213，多个容腔213相互间隔设置，且多个容腔213相互独立。多个容腔213可以分别填充不同密度的阻尼颗粒214，从而使平衡块212能够消除更宽频的振动，并且使得平衡块212能够消除更广域的振动噪声，提高了压缩机的静音性能。
51.可以理解的是，定义阻尼颗粒214的密度为ρ，平衡块212的质量为m。容腔213内的阻尼颗粒214的质量与对应的平衡块212的质量比值，可以通过ρv/m表示，且该比值设定在0.05至0.15的范围内。参照图7所示，图7为本发明一种实施例的压缩机中阻尼颗粒214的质量占平衡块212的比值与压缩机的振动衰减比例和与成本增量的关系曲线图。从图中可以示出，成本增量曲线沿阻尼颗粒214的质量占比增加而逐渐增加的直线，而振动衰减比例曲线沿阻尼颗粒214的质量占比增加而逐渐增加的曲线，而且曲线的斜率逐渐减小。因此，通过权衡振动衰减比例和成本增量，将ρv/m设定在0.05至0.15的范围内，压缩机的减振效果较好，而且平衡块212的容腔213占用的空间和阻尼颗粒214的成本相对友好，性价比较高。
52.参照图8所示，图8为本发明一种实施例的压缩机中阻尼颗粒214的填充率与压缩
机的振动衰减比例的关系曲线图。可以理解的是，定义容腔213内的阻尼颗粒214的总体积为v1，容腔213内的阻尼颗粒214的总体积v1和容腔213的体积v之间的比值设定在0.7至0.9的范围内，能够保证阻尼颗粒214的填充率，使得阻尼颗粒214有足够的空间进行碰撞与摩擦，同时阻尼颗粒214的填充率也不能过小，否则会影响减振效果。从图中可以示出，在其他条件不变的情况下，上述比值在0.7-0.9的范围内，压缩机的振动衰减比例相对较高，压缩机的稳定性更高。当上述比值小于0.7，压缩机的振动衰减比例随着填充率的减少而减少。当上述比值大于0.9，压缩机的振动衰减比例随着填充率的增加而减少，由于容腔213的空间受限，导致阻尼颗粒214没有足够的运动空间，无法保证阻尼颗粒214能够通过摩擦或碰撞损耗振动的能量。
53.参照图9所示，图9为本发明一种实施例的压缩机中容腔213的截面面积和阻尼颗粒214的截面面积之比与压缩机的振动衰减比例的关系曲线图。可以理解的是，定义容腔213的横截面积为s，阻尼颗粒214的直径为d，阻尼颗粒214的横截面积可以通过1/4*πd^2表示。可以理解的是，当阻尼颗粒214为不规则的球状结构时，此时阻尼颗粒214的直径d应当理解为阻尼颗粒214的外表面上任意两点相连所构成的线段中最长的线段。容腔213的截面面积和阻尼颗粒214的截面面积之比设定在15至30的范围内，保证了阻尼颗粒214能够在容腔213内形成层流状态，并且在此状态下平衡块212的减振效果最优。从图中可以示出，在其他条件不变的情况下，上述比值在15-30的范围内，压缩机的振动衰减比例相对较高，压缩机的稳定性更高。当上述比值小于15，压缩机的振动衰减比例随着阻尼颗粒214的横截面积的减少而减少。当上述比值大于30，压缩机的振动衰减比例随着阻尼颗粒214的横截面积的增加而减少。
54.参照图1所示，本发明一种实施例的压缩机，包括以上实施例的转子组件210。压缩机可以为旋转式压缩机，或者涡旋压缩机等，在此不再具体限定。本发明实施例的压缩机采用第一方面实施例的转子组件210，转子组件210通过设置包括平衡块212、阻尼颗粒214和盖板215的转子组件210，平衡块212设有容腔213且通过盖板215密封，容腔213内填充阻尼颗粒214，转子组件210运行时轴系振动而辐射至转子211，并传递至平衡块212内的阻尼颗粒214，阻尼颗粒214之间、阻尼颗粒214与容腔213的壁面之间相互碰撞和摩擦，从而消耗转子211的振动能量，降低转子组件210的振动，降低转子组件210的摆动幅度，提高了压缩机的运行稳定性。
55.由于压缩机采用了上述实施例的转子组件210的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。
56.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。