本發(fā)明涉及加熱、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)。更具體地,公開了用于將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子安裝至壓縮機(jī)的軸上,以使發(fā)動(dòng)機(jī)可驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的方法、系統(tǒng)和裝置。
背景技術(shù):
HVAC系統(tǒng)通常使用壓縮機(jī)壓縮制冷劑。在一些情況下,壓縮機(jī)可以由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通常包括靜止定子和可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子可連接至壓縮機(jī)的軸,從而定子和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的扭矩可以從轉(zhuǎn)子傳遞到軸,然后可以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
描述了方法、系統(tǒng)和裝置,以幫助將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子安裝到例如HVAC系統(tǒng)的壓縮機(jī)的軸上。發(fā)動(dòng)機(jī)可用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī),例如螺桿式壓縮機(jī)。通常,軸可以包括在轉(zhuǎn)子的孔內(nèi)形成壓配合或過(guò)渡配合的第一部分,和可擴(kuò)展的第二部分。第二部分可以是軸的端部。當(dāng)沒有擴(kuò)展時(shí),第二部分可以與轉(zhuǎn)子的孔形成間隙配合。安裝時(shí),第一部分通??梢詫⑤S保持在轉(zhuǎn)子內(nèi)部,第二部分可以擴(kuò)展,以消除轉(zhuǎn)子與第二部分之間的間隙,從而使軸和轉(zhuǎn)子形成壓配合。本文中公開的實(shí)施例可以幫助減小/消除使用熱以將轉(zhuǎn)子安裝到軸上。
在一些實(shí)施例中,軸通常可以通過(guò)轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)子孔接納。在一些實(shí)施例中,軸的第一部分可以包括沿著軸的圓周的肋部,其可以配置為與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子孔形成壓配合或過(guò)渡配合。
在一些實(shí)施例中,軸的末端可以包括多個(gè)褶和一腔,該腔可以用于,例如容納連接裝置(例如螺釘)。在一些實(shí)施例中,該腔可以是可容納螺釘?shù)穆菁y孔。多個(gè)褶可以通過(guò)定位于由褶限定的凹部中的插塞,相對(duì)于中心線在徑向方向上擴(kuò)展。在一些實(shí)施例中,多個(gè)褶可以包括錐形內(nèi)表面。
在一些實(shí)施例中,軸可以包括延伸至軸末端的腔,其配置為與連接裝置接合。將連接裝置緊固至腔可以有助于將插塞推入凹部中。插塞可以與多個(gè)褶的錐形內(nèi)表面接合,并相對(duì)于軸的中心線在徑向擴(kuò)展多個(gè)褶。多個(gè)褶的徑向擴(kuò)展可以消除轉(zhuǎn)子和軸之間的間隙,并可以在軸和轉(zhuǎn)子孔之間形成壓配合。
在一些實(shí)施例中,軸可以包括相對(duì)靠近肋部的引導(dǎo)部。在一些實(shí)施例中,引導(dǎo)部可以配置為與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子孔形成間隙配合。在一些實(shí)施例中,軸可以包括研磨浮雕區(qū)(grind relief region),其可以配置為與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子孔形成間隙配合。在一些實(shí)施例中,研磨浮雕區(qū)的直徑可以比引導(dǎo)部的直徑小。
在一些實(shí)施例中,插塞可以配置為包括引導(dǎo)部,當(dāng)插塞的連接裝置與多個(gè)褶接合時(shí),多個(gè)引導(dǎo)部配置為與轉(zhuǎn)子孔的一部分形成間隙配合。
通過(guò)考慮以下詳細(xì)描述和附圖,實(shí)施例的其它特征和方面將變得顯而易見。
附圖說(shuō)明
現(xiàn)在參考附圖,其中相似的附圖標(biāo)記代表相應(yīng)的部件。
圖1A和1B展示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)和軸。圖1A為發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖。圖1B為與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子接合的壓縮機(jī)的軸的一部分的側(cè)剖視圖。
圖2A和2B展示了軸的第二部分的剖視圖,和軸/轉(zhuǎn)子組件的端視圖,其中軸安裝在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子孔內(nèi)。
圖3為圖1A的發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分的分解圖。
圖4A和4B展示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的插塞。圖4A展示了插塞的剖視圖。圖4B展示了圖4A中的區(qū)域B。
圖5展示了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)和軸的剖視圖。
圖6展示了可以與插塞和轉(zhuǎn)子一起使用的軸向偏置構(gòu)件的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖7展示了與插塞的一個(gè)實(shí)施例組裝在一起的軸向偏置構(gòu)件的實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施例的局部側(cè)剖視圖。
圖8展示了如圖7所示的實(shí)施方式的另一個(gè)局部側(cè)剖視圖。
圖9展示了如圖7和8所示的單獨(dú)的插塞的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)HVAC系統(tǒng)的壓縮機(jī)。通常,電動(dòng)機(jī)可以包括定子和轉(zhuǎn)子。在運(yùn)行時(shí),定子和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以相互作用,以產(chǎn)生扭矩。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩可經(jīng)保持或連接至軸的轉(zhuǎn)子從轉(zhuǎn)子傳遞至壓縮機(jī)。
已經(jīng)開發(fā)了各種方法和系統(tǒng),以將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子安裝至壓縮機(jī)的軸上。例如,在一些情況下,軸和轉(zhuǎn)子可以通過(guò)鍵連接。這種方法和系統(tǒng)可能導(dǎo)致問題,例如不平衡的轉(zhuǎn)子/軸組件。在一些情況下,軸可以通過(guò)軸向夾緊方法和/或在軸和轉(zhuǎn)子之間的壓配合保持在轉(zhuǎn)子上。軸向壓緊方法有時(shí)可能導(dǎo)致部件的破壞,例如轉(zhuǎn)子的彎曲,從而造成平衡問題。在一些情況下,熱量可用于使轉(zhuǎn)子的中心孔擴(kuò)展,以便于將轉(zhuǎn)子安裝至中心孔中的軸上。但是,當(dāng)使用具有永磁體的轉(zhuǎn)子時(shí),過(guò)多的熱量可能導(dǎo)致磁體的減糍??梢詫?duì)保持/安裝方法和系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),這些方法和系統(tǒng)有助于將轉(zhuǎn)子安裝到軸上并且有助于改善轉(zhuǎn)子/軸組件的平衡和/或減少加熱轉(zhuǎn)子以進(jìn)行安裝的需要。
公開了幫助將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子安裝到軸上的實(shí)施例。轉(zhuǎn)子可以包括配置為接納壓縮機(jī)的軸的中心轉(zhuǎn)子孔。軸可以包括圓周肋部,其可以與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子孔形成過(guò)渡配合或壓配合。肋部可以在軸的縱向相對(duì)短,以使當(dāng)轉(zhuǎn)子安裝至軸時(shí),轉(zhuǎn)子可首先相對(duì)容易地滑動(dòng)至軸上。軸的末端可以包括多個(gè)可擴(kuò)展部分,例如褶。在轉(zhuǎn)子最初安裝到軸上之后,多個(gè)褶通常與轉(zhuǎn)子形成間隙配合。然后多個(gè)褶可以徑向延展,以消除軸與轉(zhuǎn)子孔之間的間隙,從而與轉(zhuǎn)子形成壓配合。壓配合可以有助于將扭矩從轉(zhuǎn)子傳遞至軸。
參考形成其一部分的附圖,其中通過(guò)可以被實(shí)施的實(shí)施例的說(shuō)明示出。應(yīng)當(dāng)理解,此處使用的術(shù)語(yǔ)是為了描述附圖和實(shí)施例,而不應(yīng)該被視為限制本申請(qǐng)的范圍。
圖1展示了發(fā)動(dòng)機(jī)100的剖視圖,其可用于驅(qū)動(dòng),例如根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的HVAC系統(tǒng)的壓縮機(jī)112(僅展示了壓縮機(jī)112的端部)。發(fā)動(dòng)機(jī)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)外殼102,其容納定子110和被定子110包圍的轉(zhuǎn)子120。通常,定子110是靜止的,轉(zhuǎn)子120可在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼102內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子120安裝至軸130,其可配置為驅(qū)動(dòng),例如壓縮機(jī)112。
當(dāng)電力施加至發(fā)動(dòng)機(jī)100時(shí),定子110和轉(zhuǎn)子120可以共同工作以產(chǎn)生扭矩。扭矩可以傳遞至軸130,這隨后可用于驅(qū)動(dòng)軸130的轉(zhuǎn)動(dòng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)外殼102具有第一端102a和第二端102b。軸130具有第一端130a和第二端130b。軸130通常在第一端102a處由定位在軸130和電動(dòng)機(jī)外殼102之間的軸承140支撐,這可有助于減少軸130的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦。
發(fā)動(dòng)機(jī)100可以包括有助于將轉(zhuǎn)子120安裝至軸130的一個(gè)或多個(gè)特征,從而定子110和轉(zhuǎn)子120產(chǎn)生的扭矩可以傳遞至軸130。
通常,轉(zhuǎn)子120具有轉(zhuǎn)子孔122。轉(zhuǎn)子孔122通常沿轉(zhuǎn)子120的縱向中心線C位于轉(zhuǎn)子120中心。通常,中心線C可以是轉(zhuǎn)子120、定子110和軸130的公共中心線。軸130通常具有直徑D1,轉(zhuǎn)子孔122具有直徑D2。通常,軸直徑D1與轉(zhuǎn)子孔直徑D2大約相同或僅略小于轉(zhuǎn)子孔直徑D2,從而轉(zhuǎn)子120可以相對(duì)容易得滑動(dòng)至軸130上,以形成,例如緊密間隙配合。術(shù)語(yǔ)“緊密間隙配合”通常是指軸130組裝至具有略大一點(diǎn)的直徑的匹配轉(zhuǎn)子孔122內(nèi),以允許容易插入和/或移除軸(例如0.0005英寸或約0.0005英寸至0.002英寸或約0.002英寸松度)。
軸130的一部分可以具有沿軸130的圓周的肋部132。肋部132通常是沿著具有直徑D3的軸130的圓周的突出區(qū)域,直徑D3略大于軸130的直徑D1和轉(zhuǎn)子孔122的直徑D2,從而肋部132可與孔122形成壓配合(例如輕壓配合)。在一些實(shí)施例中,直徑D3比轉(zhuǎn)子孔122的直徑D2大0.002英寸,或約0.002英寸。在一些實(shí)施例中,肋部132和轉(zhuǎn)子孔122可形成緊密間隙配合或過(guò)渡配合。應(yīng)當(dāng)理解,精確的直徑可以變化,以便在公差范圍內(nèi)根據(jù)轉(zhuǎn)子孔122的制造尺寸實(shí)現(xiàn)壓配合、間隙配合或過(guò)渡配合。
肋部132通常比軸130的第二端130b更靠近軸130的第一端130a。當(dāng)轉(zhuǎn)子120在軸130上滑動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子孔122與肋部132可形成壓配合或過(guò)渡配合。術(shù)語(yǔ)“壓配合”通常指的是肋部132抵壓至轉(zhuǎn)子孔122,轉(zhuǎn)子孔122具有比肋部132的直徑略小的直徑D2(例如0.0005英寸或約0.0005英寸至0.0025英寸或約0.0025英寸緊度的直徑配合)。術(shù)語(yǔ)“過(guò)渡配合”通常指處于間隙配合與壓配合之間的配合類型,其中軸130可以通過(guò)肋部132與轉(zhuǎn)子120相對(duì)牢固地保持,但是不能太牢固使得軸130不能相對(duì)容易地拆卸(例如從0.001英寸或約0.001英寸松度到0.001英寸或約0.001英寸緊度)。通常,壓配合或過(guò)渡配合要求使用力將轉(zhuǎn)子孔122推動(dòng)至肋部132。在兩個(gè)壓配合的或過(guò)渡配合的部件之間,例如轉(zhuǎn)子120和肋部132之間產(chǎn)生摩擦力, 這可有助于將扭矩從轉(zhuǎn)子120傳遞至肋部132。在一些實(shí)施例中,可能需要從0 lbs或約0 lbs(滑移)到3500 lbs或約3500 lbs的壓力,以克服由壓配合和/或過(guò)渡配合產(chǎn)生的摩擦。在一些實(shí)施例中,用于壓配合的壓力可以從500 lbs或約500lbs至3500lbs或約3500lbs變化,其中在一些實(shí)施例中,用于過(guò)渡配合的壓力范圍為0 lbs或約0 lbs(滑移)到2000 lbs或約2000lbs。壓配合或過(guò)渡配合也可以有助于幫助將軸130居中和固定在轉(zhuǎn)子孔122內(nèi)部,以便有助于例如平衡轉(zhuǎn)子120和軸130。
在一些實(shí)施例中,肋部132在由中心線C限定的縱向方向上的長(zhǎng)度L3可以相對(duì)較短(例如,0.1英寸或約0.1英寸至0.5英寸或約0.5英寸)。在一些實(shí)施例中,肋部132的長(zhǎng)度L3可以是?英寸或約?英寸。肋部132的相對(duì)較短的長(zhǎng)度L3可有助于減少將轉(zhuǎn)子孔122裝配至肋部132所需的壓力。
通過(guò)使轉(zhuǎn)子孔122裝配到肋部132所需的壓力保持相對(duì)較低,可能不需要使用熱量擴(kuò)展轉(zhuǎn)子孔122以用于安裝。這可有助于防止當(dāng)使用永磁轉(zhuǎn)子時(shí),損壞轉(zhuǎn)子120。
軸130也可以包括其他特征,以有助于將轉(zhuǎn)子孔122安裝在軸130上。如圖1B所示,肋部132具有直徑D3(其可能略大于或約與圖1A中的軸130的直徑D1相同)。在一些實(shí)施例中,軸130也可以具有直徑為D4的引導(dǎo)區(qū)133,其通常定位于由中心線C限定的縱向上靠近肋部132處。在一些實(shí)施例中,引導(dǎo)區(qū)133可以定位為緊鄰肋部132。在一些實(shí)施例中,引導(dǎo)區(qū)133可以定位在距離肋部132不超過(guò)1英寸處。但是可以理解的是,引導(dǎo)區(qū)133可以進(jìn)一步遠(yuǎn)離肋部132。當(dāng)在安裝時(shí),轉(zhuǎn)子孔122滑動(dòng)到軸130上時(shí),轉(zhuǎn)子孔122通常在其到達(dá)肋部132之前滑動(dòng)到引導(dǎo)區(qū)133。直徑D4配置為非常接近轉(zhuǎn)子孔122的直徑D2,但是通常略小于肋部132的直徑D3。引導(dǎo)區(qū)133可以相對(duì)容易地安裝至轉(zhuǎn)子孔122,并在將肋部132推至肋部132的轉(zhuǎn)子孔122之前,有助于使軸130和轉(zhuǎn)子孔122對(duì)齊。
研磨浮雕區(qū)134通常可定位在由中心線C限定的縱向上靠近引導(dǎo)區(qū)133,但是與引導(dǎo)區(qū)133相比更遠(yuǎn)離肋部132。在一些實(shí)施例中,研磨浮雕區(qū)134可以定位于鄰近或靠近引導(dǎo)區(qū)133,但是應(yīng)該理解的是研磨浮雕區(qū)134可以與引導(dǎo)區(qū)133間隔開。參考圖1A,在一些實(shí)施例中,引導(dǎo)區(qū)133通??啥ㄎ辉谙鄬?duì)靠近所示實(shí)施例中的第二端130b。研磨浮雕區(qū)134具有直徑D5,直徑D5小于引導(dǎo)區(qū)133的直徑D4和轉(zhuǎn)子孔122的直徑D2。研磨浮雕區(qū)134可幫助接納在軸130和轉(zhuǎn)子孔122的壓配合和/或過(guò)渡配合過(guò)程中可能產(chǎn)生的碎片。研磨浮雕區(qū)134還可以幫助將轉(zhuǎn)子120從軸130中移除。研磨浮雕區(qū)134通常可位于任何在組裝或移除過(guò)程中可能具有產(chǎn)生碎片的傾向的區(qū)域附近。在一些實(shí)施例中,研磨浮雕區(qū)134可以不需要精密公差,這可幫助減少制造成本和時(shí)間。
當(dāng)將轉(zhuǎn)子孔122最初安裝到軸130上時(shí),第二端130b通常具有位于軸130和轉(zhuǎn)子120之間的間隙配合。軸130的第二端130b可以包括沉孔135,沉孔135可通過(guò)插塞150和連接裝置152,例如螺釘,相對(duì)于中心線C徑向擴(kuò)展,從而沉孔135可消除軸130和轉(zhuǎn)子120之間的間隙,并與轉(zhuǎn)子孔122形成壓配合。
圖2A和2B展示了包括沉孔135的軸130的第二端130b的更多細(xì)節(jié)。圖2A展示了靠近第二端130b的軸130的截面。圖2B展示了去除插塞150和連接裝置152的、如圖1A所示的軸130的第二端130b的端視圖。
如圖2A所示,第二端130b包括沉孔135。參考圖2B,第二端130b的沉孔135可以包括可擴(kuò)展結(jié)構(gòu),其可沿著軸130的第二端130b的圓周,相對(duì)于中心線C向外擴(kuò)展。在一些實(shí)施例中,沉孔135的第二端130b可以包括可擴(kuò)展結(jié)構(gòu),例如沿著軸130的第二端130b的圓周的多個(gè)褶135a。沉孔135通常限定凹陷到第二端130b中的凹部137。
在一些實(shí)施例中,褶135a的內(nèi)表面135b可以是錐形的。在從凹部137的內(nèi)側(cè)137a至凹部137的外側(cè)137b的方向上,錐形內(nèi)表面135b配置為相對(duì)于中心線C徑向向外傾斜。在一些實(shí)施例中,相對(duì)于由中心線C限定的縱向,錐形內(nèi)表面135b形成5度或大約5度的角度α,同時(shí)理解α可以是其他角度(例如2度或約2度至20度或約20度)。
凹部137朝向腔138打開,腔138沿中心線C延伸至軸130的第二端130b。當(dāng)連接裝置152供給到腔138中時(shí),腔138通常可配置為俘獲連接裝置152(例如見圖3)。在一些實(shí)施例中,腔138可以是帶螺紋的。
參考如圖2B所示的端視圖,第二端130b可以與轉(zhuǎn)子120的轉(zhuǎn)子孔122形成間隙配合。當(dāng)沉孔135的多個(gè)褶135a相對(duì)于中心線C徑向擴(kuò)展時(shí),褶135a可消除轉(zhuǎn)子孔122與軸130之間的間隙,并與轉(zhuǎn)子孔122形成壓配合,這可有助于將扭矩從轉(zhuǎn)子120傳遞至軸130。
在一些實(shí)施例中,轉(zhuǎn)子孔122和軸130也可以包括其他特征,以有助于將扭矩從轉(zhuǎn)子120傳遞至軸130,例如鍵結(jié)構(gòu)(例如,鍵或匹配的鍵槽)。例如,如圖5所示,在一些實(shí)施例中,轉(zhuǎn)子520的轉(zhuǎn)子孔522可以包括鍵槽523,其配置為在軸530上接納鍵524。鍵524和匹配鍵槽523可有助于在轉(zhuǎn)子520和軸530之間傳遞扭矩。
在如圖1至3所示的實(shí)施例中,具有沿著第二端130b的圓周平均分布的四個(gè)褶135a,可以理解的是,褶135a的數(shù)目?jī)H是示例性的。
參考圖3,展示了包括軸130的第二端130b的發(fā)動(dòng)機(jī)100的分解圖。插塞150配置為具有連接部151和引導(dǎo)部156,連接部151配置為接合沉孔135的褶135a,引導(dǎo)部156配置為接合轉(zhuǎn)子孔122并幫助使插塞150相對(duì)于中心線C居中。插塞150還配置為具有第一中心孔154。在一些實(shí)施例中,第一中心孔154可配置為具有相對(duì)于連接裝置152的間隙。插塞150還具有第二中心孔153,其配置為允許連接裝置152通過(guò)。在一些實(shí)施例中,第二中心孔153可配置為帶螺紋以接納用于拆卸的較大直徑的推出裝置(例如,推出螺釘,未示出)。
在安裝時(shí),插塞150可以從外殼102的第二端102b安裝。插塞150的連接部151由凹部137接納,并與褶135a的錐形內(nèi)表面135b接合。隨著插塞150前進(jìn)至凹部137內(nèi),連接部151可相對(duì)于中心線C的徑向方向向外推褶135a,以使褶135a可與轉(zhuǎn)子孔122形成壓配合。
如圖3所示,轉(zhuǎn)子孔122可配置為具有引導(dǎo)表面126,其可與插塞150的引導(dǎo)部156接合,以幫助使插塞150相對(duì)于中心線C居中。在一些實(shí)施例中,例如,引導(dǎo)表面126可配置為與引導(dǎo)部156的至少一部分形成間隙配合,以使插塞150可相對(duì)于中心線C相對(duì)居中。術(shù)語(yǔ)“間隙配合”通常指具有例如0.0005英寸或約0.0005英寸至0.012英寸或約0.012英寸的徑向間隙的間隙配合。
連接裝置152通常配置為協(xié)助使插塞150推進(jìn)至凹部137內(nèi)。連接裝置152可以是螺釘,并配置為具有螺紋155,且軸130的腔138可配置為具有匹配螺紋149。連接裝置152可以定位穿過(guò)插塞150的第二中心孔153,螺紋155可以與腔138內(nèi)的匹配螺紋嚙合。隨著連接裝置152推進(jìn)至腔138內(nèi),連接裝置152可將插塞150推進(jìn)至凹部137內(nèi)。連接部151可以相對(duì)于中心線C向外推動(dòng)褶135a,以消除軸130與轉(zhuǎn)子孔122之間的間隙,從而與轉(zhuǎn)子孔122形成壓配合。
參考圖4A和4B,進(jìn)一步展示了插塞150的細(xì)節(jié)。圖4A為插塞150的剖視圖,圖4B為圖4A的一部分的特寫。如圖4A所示,引導(dǎo)部156可配置為包括第一引導(dǎo)部156a和第二引導(dǎo)部156b。第二引導(dǎo)部156b的直徑可以大于第一引導(dǎo)部156a。第一引導(dǎo)部156a和第二引導(dǎo)部156b形成第一肩部157。
參考圖3,轉(zhuǎn)子120也可以配置為包括第二肩部139,其形成于轉(zhuǎn)子的引導(dǎo)表面126。引導(dǎo)表面126通常包括第一部分126a,其具有約等于轉(zhuǎn)子孔122的直徑D2的直徑(見圖1A);和第二部分126b,其具有大于直徑D2的直徑。第二肩部139在第一部分126a和第二部分126b之間形成。
當(dāng)轉(zhuǎn)子120安裝至軸130時(shí),第一引導(dǎo)部156a通常由轉(zhuǎn)子孔122的第一部分126a接納,第二引導(dǎo)部156b通常由轉(zhuǎn)子120的第二部分126b接納。形成于第一引導(dǎo)部156a和第二引導(dǎo)部156b之間的第一肩部157可以定位為相對(duì)靠近形成于轉(zhuǎn)子孔122的第一部分126a和第二部分126b之間的第二肩部139。在一些實(shí)施例中,當(dāng)轉(zhuǎn)子120安裝至軸130上時(shí),第一肩部157與第二肩部139之間的間隙可以是0.005英寸或約0.005英寸至0.035英寸或約0.035英寸。若轉(zhuǎn)子120和軸130在中心線C限定的縱向方向上具有相對(duì)運(yùn)動(dòng),則第一肩部157可以作為附加止擋件。
參考圖4B,展示了連接部151的一部分。連接部151可以配置為包括前部151a和接合部151b。接合部151b通常配置為具有大致與沉孔135的內(nèi)表面135b匹配的錐形形狀。當(dāng)組裝時(shí),錐形接合部151b通常接合沉孔135的內(nèi)表面135b,從而以相對(duì)于中心線C的徑向向外推動(dòng)沉孔135的褶135a。
前部151a通常配置為具有比接合部151b更陡的錐形形狀。在一些實(shí)施例中,在接合部分151b的延伸部分和前部151a之間形成的角度β可以為10度或約10度至30度或約30度。參考圖3和4B,前部151a可有助于將插塞150導(dǎo)入凹部137。
參考圖3和4A,為了將軸130從轉(zhuǎn)子120拆下,插塞150的第二中心孔153可以是帶螺紋的,以使第二中心孔153的直徑D7可以是到連接裝置152的間隙。第一中心孔154的直徑D6可以略大于帶螺紋的第二中心孔153。然后推出裝置(未示出)可以擰入插塞150的第二中心孔153,以將插塞150推離凹部底部137a和多個(gè)褶135a。插塞150從多個(gè)褶135a上的脫離使得多個(gè)褶135a在相對(duì)于中心線C的徑向方向向內(nèi)縮回,從而釋放了多個(gè)褶135a與轉(zhuǎn)子孔122之間的壓配合。然后可以相對(duì)容易地拆卸軸130和轉(zhuǎn)子120。
此處公開的實(shí)施例通常相對(duì)容易地使轉(zhuǎn)子120滑動(dòng)到軸130上。在將軸130的肋部132裝配到轉(zhuǎn)子120的轉(zhuǎn)子孔122中之后,插塞150和連接裝置152可用于擴(kuò)展褶136b,以消除軸130與轉(zhuǎn)子孔122之間的間隙,從而在軸130與轉(zhuǎn)子孔122之間形成壓配合。此處公開的實(shí)施例通常相對(duì)容易地使轉(zhuǎn)子120安裝到軸130上。此處公開的實(shí)施例可適用于將軸安裝至具有永磁體的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上,因?yàn)榇颂幑_的實(shí)施例可減少/消除加熱轉(zhuǎn)子120以安裝轉(zhuǎn)子120和軸130的需要。肋部132與轉(zhuǎn)子120之間的壓配合/過(guò)渡配合,以及軸130的第二部分136b與轉(zhuǎn)子120的壓配合還可以有助于將扭矩從轉(zhuǎn)子120傳遞至軸130,從而消除對(duì)其他安裝技術(shù)如軸向夾緊的需要。
此處公開的實(shí)施例可有助于確保轉(zhuǎn)子120和軸130是同心的,這可以有助于平衡轉(zhuǎn)子/軸組件。
在一些實(shí)施例中,預(yù)加載軸向力可以施加至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子,以便穿過(guò)轉(zhuǎn)子并且夾緊壓縮機(jī)的其它部分,例如但不限于套筒和/或軸承的部分。圖6和8展示了例如在完成將插塞組裝到軸之前,預(yù)加載軸向力的實(shí)施方式的示例性實(shí)施例。
圖6展示了可以與插塞和轉(zhuǎn)子一起使用的軸向偏置構(gòu)件660的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖7展示了與插塞650的一個(gè)實(shí)施例組裝的軸向偏置構(gòu)件660的實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施例的局部側(cè)剖視圖。圖8展示了如圖7所示的實(shí)施方式的另一個(gè)局部側(cè)剖視圖。圖9展示了如圖7和8所示的單獨(dú)的插塞650。
參考圖6,在一些實(shí)施例中,軸向偏置構(gòu)件660是彈簧。在一些實(shí)施例中,彈簧可以是波形彈簧,其可以構(gòu)造為線型壓縮彈簧。應(yīng)該理解,軸向偏置構(gòu)件的特定結(jié)構(gòu)并不意味著是限制,而是可以合適地構(gòu)造為和配置為提供理想、合適、和/或需要的軸向力的量。還應(yīng)該理解,除了軸向偏置構(gòu)件660之外,可以采用預(yù)設(shè)的加載機(jī)構(gòu),例如一旦插塞以松動(dòng)型配合安裝,機(jī)構(gòu)將向發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子施加軸向載荷。一旦利用該機(jī)構(gòu)施加預(yù)加載,保持器隨后向下緊固,以創(chuàng)造可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的徑向擴(kuò)展。這種機(jī)構(gòu)將具有合適的、理想的、和/或需要的調(diào)節(jié)量,以補(bǔ)償軸向偏置構(gòu)件將施加的軸向公差。軸向力可允許軸向運(yùn)動(dòng),這在發(fā)生公差疊加時(shí)可能有用;還可以在插塞向下緊固時(shí)提供相對(duì)恒定的軸向力,這提供了更受控的施加力。
參考圖7和8,軸向偏置構(gòu)件660可以裝載在插塞650的凸緣658與轉(zhuǎn)子的肩部659之間。圖7和圖8展示了轉(zhuǎn)子620、軸630、具有可擴(kuò)展機(jī)構(gòu)635的沉孔、插塞650、連接裝置652和軸向偏置構(gòu)件660的組件的局部側(cè)視圖。在組裝時(shí),轉(zhuǎn)子620可以安裝在軸630上,插塞650插入轉(zhuǎn)子孔和軸的沉孔。在插入插塞650時(shí),軸向偏置構(gòu)件660對(duì)轉(zhuǎn)子施加軸向力,并通過(guò)轉(zhuǎn)子施加至壓縮機(jī)的其他部件。在一些實(shí)施例中,軸向力可以用于將部件夾緊,例如轉(zhuǎn)子620、套筒662和/或軸承664的部分。見圖8。
參考圖7,展示了插塞650、軸向偏置構(gòu)件660、轉(zhuǎn)子620、和軸630的組件的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。軸向偏置構(gòu)件660可設(shè)置在插塞650的凸緣658與轉(zhuǎn)子的肩部或表面659之間。插塞650在功能上與插塞150類似,但是結(jié)構(gòu)上有一些不同。見圖9。
插塞650具有第一開口653,連接裝置652可插入第一開口653,以接近軸630的開口638,例如以螺紋接合方式。第一開口653也可以配置為支持旋入第一開口653的推出裝置。插塞650包括第二開口654,連接裝置可以插入第二開口654,且該第二開口包括表面或肩部,連接裝置152的一部分可以緊靠該表面或肩部。插塞650外表面651和656,肩部位于二者之間。在一些實(shí)施例中,表面651為連接部,其與軸630的可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)635接合,并可以徑向向外推動(dòng)或擴(kuò)展可擴(kuò)展結(jié)構(gòu),以與轉(zhuǎn)子620配合。外表面651可以在插塞的末端產(chǎn)生配合部,該配合部在內(nèi)部配合,且當(dāng)插入時(shí),擴(kuò)大了可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)635內(nèi)的區(qū)域。肩部657可接合或抵靠住可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)635的末端并用作插入插塞650的止擋件。表面656可與轉(zhuǎn)子620的內(nèi)表面626a接合,而內(nèi)表面626b可用作可供插塞650插入的腔或凹部,在有些情況下,如圖所示,插塞650凹進(jìn)由內(nèi)表面626創(chuàng)建的凹部中。應(yīng)該理解的是,插塞650及其結(jié)構(gòu)可以提供與上述插塞150類似的功能,例如, 相對(duì)于軸和轉(zhuǎn)子的理想配件。
利用軸向預(yù)加載或夾緊(例如通過(guò)軸向偏置構(gòu)件)的結(jié)構(gòu)以及可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的軸向擴(kuò)展在很多應(yīng)用中可能是有用的,例如在使用感應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的螺桿式壓縮機(jī)中,其具有例如用鋁鑄造在一起的堆疊的金屬疊層。可以避免發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的變形,這又防止了由于變形導(dǎo)致的不理想和/或不可接受的發(fā)動(dòng)機(jī)的偏轉(zhuǎn)。例如,首先將套筒(例如662)安裝在如公壓縮轉(zhuǎn)子上,然后相對(duì)于公吸入軸承內(nèi)圈(例如664)向上滑動(dòng)。接下來(lái)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(例如620)安裝在公壓縮轉(zhuǎn)子上。插塞或保持器(例如650)抵靠至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子,最后用穿過(guò)它并擰入至軸的末端(例如620)的螺栓(例如連接裝置)安裝。通過(guò)擰入轉(zhuǎn)子末端的螺栓將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、插塞和套筒組件向下緊固至抵靠公吸入軸承內(nèi)圈,然后可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)徑向擴(kuò)展,以使軸配合至轉(zhuǎn)子。
方面
方面1-9中的任意一個(gè)可以與方面10-11中的任意一個(gè)結(jié)合。
方面1. 壓縮機(jī)的軸,其包括:
肋部,其沿著所述軸的圓周;
軸的末端,其包括可擴(kuò)展結(jié)構(gòu),其中,所述可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)包括凹部,其配置為接納插塞;
腔,其延伸至所述軸的末端,并配置為與連接裝置接合;
其中,當(dāng)所述凹部接納所述插塞時(shí),所述可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)配置為通過(guò)所述插塞在相對(duì)于所述軸的中心線的徑向方向擴(kuò)展。
方面2. 根據(jù)方面1所述的軸,其中,所述肋部的直徑配置為與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子孔形成壓配合。
方面3. 根據(jù)方面1至2中任一項(xiàng)所述的軸,其中,所述肋部的直徑配置為與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子孔形成過(guò)渡配合。
方面4. 根據(jù)方面1至3中任一項(xiàng)所述的軸,進(jìn)一步包括:靠近所述肋部的引導(dǎo)部,其中所述引導(dǎo)部配置為與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子孔形成間隙配合。
方面5. 根據(jù)方面4所述的軸,進(jìn)一步包括:研磨浮雕區(qū),其中所述研磨浮雕區(qū)配置為與所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)子孔形成間隙配合,所述研磨浮雕區(qū)的直徑小于所述引導(dǎo)部的直徑。
方面6. 根據(jù)方面1至5中任一項(xiàng)所述的軸,其中,當(dāng)所述可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)通過(guò)所述插塞在相對(duì)于所述軸的中心線的徑向方向擴(kuò)展時(shí),多個(gè)褶配置為與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子孔形成壓配合。
方面7. 根據(jù)方面1至6中任意一項(xiàng)所述的軸,其中,所述可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)包括錐形內(nèi)表面,其配置為與所述插塞接合。
方面8. 根據(jù)方面1至7中任意一項(xiàng)所述的軸,其中,所述可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)包括多個(gè)褶。
方面9. 根據(jù)方面1至8中任意一項(xiàng)所述的軸,其中,所述插塞包括引導(dǎo)部,當(dāng)所述插塞的連接部與所述可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)接合時(shí),所述引導(dǎo)部配置為與所述轉(zhuǎn)子孔的一部分形成間隙配合。
方面10. 轉(zhuǎn)子和軸組件,包括:
轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子包括中心轉(zhuǎn)子孔;
軸,所述軸被轉(zhuǎn)子孔接納;以及
插塞和連接裝置;
其中,所述軸的一部分包括沿所述軸的圓周的肋部,所述肋部配置為與所述轉(zhuǎn)子孔形成壓配合或過(guò)渡配合;
所述軸的末端包括可擴(kuò)展結(jié)構(gòu),其中所述可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)包括凹部,其配置為接納所述插塞;
開口延伸至所述軸的末端,所述開口配置為與所述連接裝置接合;和
所述連接裝置配置為將所述插塞推入所述凹部,這導(dǎo)致當(dāng)所述連接裝置緊固至所述開口內(nèi)時(shí),所述可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在相對(duì)于所述軸的中心線的徑向方向的擴(kuò)展。
方面11. 根據(jù)方面10所述的轉(zhuǎn)子和軸組件,其中,所述可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)包括多個(gè)褶。
關(guān)于前面描述,應(yīng)該理解,在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下,可以對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改。說(shuō)明書和所描述的實(shí)施例僅旨在舉例說(shuō)明,本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神由權(quán)利要求寬泛含義所限定。