本實用新型涉及一種轉(zhuǎn)子組件和一種壓縮機(jī)。

背景技術(shù)：

本部分的內(nèi)容僅提供了與本實用新型相關(guān)的背景信息，其可能并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械例如壓縮機(jī)中，常會經(jīng)受偏心載荷，此時需要用到平衡塊來平衡這種偏心載荷。例如，在渦旋壓縮機(jī)中，通過旋轉(zhuǎn)軸端部的偏心曲柄銷驅(qū)動動渦旋部件相對于定渦旋部件作軌道運(yùn)動。由于旋轉(zhuǎn)軸的端部的偏心設(shè)置，使得旋轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生不對稱的離心力(或偏心載荷)，并且由此引起旋轉(zhuǎn)軸自身的振動。為了盡可能地減小工作過程中的這種振動，通常會在與旋轉(zhuǎn)軸固定并一起旋轉(zhuǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝平衡塊來提供動態(tài)平衡力，從而抵消旋轉(zhuǎn)軸所受到的偏心載荷。

但在運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)子上的用于安裝平衡塊的安裝柱會承受較大的切向力和拉應(yīng)力，在某些情況(例如高轉(zhuǎn)速)下可能導(dǎo)致該安裝柱特別在其根部處發(fā)生斷裂。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

然而，目前還沒有能夠解決轉(zhuǎn)子的安裝柱易發(fā)生斷裂問題的有效技術(shù)手段。

本實用新型的一個或多個實施方式的一個目的是提供一種轉(zhuǎn)子組件，其中，所述轉(zhuǎn)子組件包括：

轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括本體和安裝柱，所述安裝柱從所述本體的軸向端面沿所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線延伸；以及

平衡塊，所述平衡塊包括配重部和與所述配重部連接的安裝部，所述安裝部構(gòu)造成與所述安裝柱配裝，從而將所述平衡塊固定至所述轉(zhuǎn)子，

其中，所述平衡塊還包括朝向所述本體延伸的凸部，并且所述轉(zhuǎn)子在所述軸向端面中還包括凹部，以容置所述凸部。

優(yōu)選地，所述凸部從所述安裝部延伸。

優(yōu)選地，所述凸部包括構(gòu)造成與所述凹部的側(cè)面接合的止擋面。

優(yōu)選地，所述凸部呈大致U形形狀且在遠(yuǎn)離所述配重部的一側(cè)圍繞所述安裝柱的根部設(shè)置。

優(yōu)選地，所述止擋面包括由所述凸部的內(nèi)周面構(gòu)成的止擋弧面和由所述凸部的周向端面構(gòu)成的止擋平面。

優(yōu)選地，所述凹部的所述側(cè)面包括與所述止擋弧面接合的側(cè)弧面和與所述止擋平面接合的側(cè)平面。

優(yōu)選地，所述止擋弧面和所述側(cè)弧面平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置。

優(yōu)選地，所述止擋平面相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線朝向所述配重部傾斜。

優(yōu)選地，所述側(cè)平面相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線朝向所述本體傾斜或平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線。

優(yōu)選地，所述凹部的所述側(cè)弧面與所述安裝柱的外周面在橫向方向上間隔開。

優(yōu)選地，所述凸部從所述配重部延伸。

優(yōu)選地，所述平衡塊一體成型。

優(yōu)選地，所述安裝部設(shè)置有允許所述安裝柱穿過的安裝孔。

優(yōu)選地，所述安裝部設(shè)置有允許所述安裝柱穿過的安裝孔，并且其中，在橫向方向上，所述凸部從所述安裝部的自由端延伸，且所述凸部的所述止擋平面大致延伸到所述安裝孔的中央位置。

本實用新型的一個或多個實施方式的另一個目的是提供一種壓縮機(jī)，其中，所述壓縮機(jī)包括文中所述的轉(zhuǎn)子組件。

優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)包括渦旋壓縮機(jī)。

根據(jù)本實用新型的一種或多種實施方式的轉(zhuǎn)子組件的優(yōu)點在于下述至少一者：能夠緩解轉(zhuǎn)子的安裝柱上的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而降低所述安裝柱發(fā)生斷裂的風(fēng)險；以及能夠在轉(zhuǎn)子的安裝柱(至少部分)失效的情況下防止平衡塊與轉(zhuǎn)子分離。根據(jù)本實用新型的一種或多種實施方式的包括文中所述的轉(zhuǎn)子組件的壓縮機(jī)同樣包括上述優(yōu)點中的至少一者。

通過本文提供的說明，其他的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。應(yīng)該理解，本部分中描述的特定示例和實施方式僅出于說明目的而不是試圖限制本實用新型的范圍。

附圖說明

這里所描述的附圖僅是出于說明目的而并非意圖以任何方式限制本實用新型的范圍，附圖并非按比例繪制，可放大或縮小一些特征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。在附圖中：

圖1是示出了轉(zhuǎn)子與平衡塊配裝在一起的立體圖；

圖2是示出了轉(zhuǎn)子與平衡塊的軸向分解立體圖；

圖3是示出了根據(jù)本申請的實施方式的轉(zhuǎn)子與平衡塊的軸向分解立體圖；

圖4是示出了根據(jù)本申請的實施方式的平衡塊的另一視角的立體圖；

圖5是示出了根據(jù)本申請的實施方式的轉(zhuǎn)子的局部放大立體圖；

圖6是示出了根據(jù)本申請的實施方式的轉(zhuǎn)子與平衡塊的軸向分解側(cè)視圖；

圖7是示出了根據(jù)本申請的另一實施方式的轉(zhuǎn)子與平衡塊的軸向分解側(cè)視圖。

應(yīng)當(dāng)理解，在所有這些附圖中，相應(yīng)的參考數(shù)字指示相似的或相應(yīng)的零件及特征。出于清楚的目的，未對附圖中的所有部件進(jìn)行標(biāo)記。

具體實施方式

下文對優(yōu)選實施方式的描述本質(zhì)上僅是示例性的而并非意圖限制本實用新型。

下面將參照圖1和圖2描述轉(zhuǎn)子與平衡塊的連接關(guān)系。

如圖1至圖2所示，轉(zhuǎn)子1可大致呈圓筒形結(jié)構(gòu)，并可以具有允許旋轉(zhuǎn)軸(未示出)延伸穿過的中心孔(未標(biāo)識)，以驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動例如渦旋壓縮機(jī)的壓縮機(jī)構(gòu)。由于轉(zhuǎn)子1自身或與之相連的旋轉(zhuǎn)軸的偏心特征，使得其二者在旋轉(zhuǎn)過程中會發(fā)生振動。為避免此振動，會選擇性地在轉(zhuǎn)子1上安裝平衡塊2，用于起到動平衡的作用。

通常情況下，平衡塊2可設(shè)置有安裝部21，該安裝部21構(gòu)造成配裝到轉(zhuǎn)子1的安裝柱11上，從而將平衡塊2固定至轉(zhuǎn)子1，并隨轉(zhuǎn)子1一起旋轉(zhuǎn)，其中，該安裝柱11從轉(zhuǎn)子1的本體12的軸向端面13沿轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)軸線X延伸。平衡塊2還可以包括與安裝部21相連的配重部22，該配重部22可以坐置在轉(zhuǎn)子1的軸向端面13上并相對于旋轉(zhuǎn)軸線X偏置。

當(dāng)平衡塊2隨轉(zhuǎn)子1繞旋轉(zhuǎn)軸線X旋轉(zhuǎn)時，由于配重部22相對于旋轉(zhuǎn)軸線X偏置，平衡塊2會受到從旋轉(zhuǎn)軸線X指向配重部22的離心力。該離心力經(jīng)由安裝部21作用到安裝柱11上，使得安裝柱11承受垂直于旋轉(zhuǎn)軸線X的切向力或橫向力。這會在安裝柱11的背向配重部22一側(cè)的根部A處形成應(yīng)力集中。當(dāng)轉(zhuǎn)子以高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致上述切向力過大時，安裝柱11有可能在該應(yīng)力集中處發(fā)生斷裂。

為此，本申請?zhí)岢隽艘环N由轉(zhuǎn)子和平衡塊構(gòu)成的轉(zhuǎn)子組件，以防止或至少緩解轉(zhuǎn)子的安裝柱出現(xiàn)斷裂的問題。

下面將參照圖3至圖6對根據(jù)本申請的實施方式的由轉(zhuǎn)子100和平衡塊200構(gòu)成的轉(zhuǎn)子組件進(jìn)行詳細(xì)描述。

根據(jù)本申請的實施方式的轉(zhuǎn)子組件可以包括轉(zhuǎn)子100和平衡塊200。如圖3所示，轉(zhuǎn)子100可以包括本體120，該本體120可以大致呈圓筒形結(jié)構(gòu)并且設(shè)置有構(gòu)造成允許旋轉(zhuǎn)軸(未示出)延伸穿過的中心孔140。該旋轉(zhuǎn)軸延伸穿過中心孔140并固定至轉(zhuǎn)子100，從而被轉(zhuǎn)子100驅(qū)動以繞旋轉(zhuǎn)軸線X旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子100還可以包括從該本體120的軸向端面130沿旋轉(zhuǎn)軸線X延伸的安裝柱110。該安裝柱110可以構(gòu)造成與平衡塊200相配合，從而將平衡塊200固定至轉(zhuǎn)子100。需要指出的是，轉(zhuǎn)子100可以在兩個軸向端部上均安裝平衡塊200或僅在任一軸向端部上安裝平衡塊200。

仍參照圖3，平衡塊200可以包括安裝部210和連接至該安裝部210的配重部220。在優(yōu)選實施方式中，安裝部210和配重部220可以環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置，且安裝部210可以連接至配重部220的周向兩端。

特別地，平衡塊200的安裝部210可以限定有沿旋轉(zhuǎn)軸線X延伸的安裝孔230，以允許安裝柱110延伸穿過并與安裝柱110相配合。在優(yōu)選實施方式中，當(dāng)安裝柱110延伸穿過安裝孔230后，通過錘擊安裝柱110的自由端部并使該自由端部徑向延展而將安裝部210保持在安裝柱110上。當(dāng)然，在其他實施方式中，平衡塊200的安裝部210還可以采用其他方式(例如焊接方式)固定到安裝柱110上。

特別地，如圖3所示，平衡塊200還可以包括朝向轉(zhuǎn)子100或其本體120延伸的凸部250，從而在平衡塊200受離心力時與本體120相互干涉。相應(yīng)地，轉(zhuǎn)子100的本體120在軸向端面130中可以形成有用于容置該凸部250的凹部150，以在平衡塊200隨轉(zhuǎn)子100旋轉(zhuǎn)時通過與凸部250的干涉限制平衡塊200沿垂直于旋轉(zhuǎn)軸線X的橫向方向相對于轉(zhuǎn)子100移動。

具體地，圖4示出了平衡塊200的另一取向。如圖4所示，平衡塊200可以具有面向轉(zhuǎn)子100的接合面240，該接合面240可以構(gòu)造成在安裝后抵靠轉(zhuǎn)子100的軸向端面130。凸部250可以從該接合面240沿旋轉(zhuǎn)軸線X(見圖3)朝向轉(zhuǎn)子100的本體120延伸，從而在平衡塊200趨于橫向移動時在軸向端面130的轉(zhuǎn)子一側(cè)與本體120發(fā)生干涉以限制該橫向移動。

優(yōu)選地，如圖4所示，凸部250可以自平衡塊200的安裝部210延伸，使得凸部250與本體120的干涉界面位于安裝柱110附近，特別地位于安裝柱110的根部A(見圖5)處的應(yīng)力集中區(qū)附近，從而最大限度地緩解所述轉(zhuǎn)子的根部A處的應(yīng)力集中。

更優(yōu)選地，如圖4所示，凸部250可以呈大致U形形狀且在遠(yuǎn)離配重部220的一側(cè)圍繞安裝柱110的根部A或安裝孔230設(shè)置，從而能夠使安裝柱110所承受的切向力(均勻地)分布在安裝柱110的根部A附近。

如圖4所示，凸部250可以包括朝向并抵靠凹部150的側(cè)面152、154(見圖5)的止擋面252、254，其中，止擋面252、254可以包括止擋平面252和止擋弧面254，止擋平面252可以由呈U形的凸部250的兩個周向端面構(gòu)成，而止擋弧面254可以由凸部250的內(nèi)周面構(gòu)成。

如圖5所示，形成在軸向端面130中的凹部150的側(cè)面可以包括分別與凸部250的止擋平面252和止擋弧面254對應(yīng)且抵靠的側(cè)平面152和側(cè)弧面154，其中，側(cè)平面152可以設(shè)置在安裝柱110的兩側(cè)，而側(cè)弧面154可以設(shè)置成在與軸向端面130相反的一側(cè)環(huán)繞安裝柱110的根部A。在平衡塊200旋轉(zhuǎn)從而趨于橫向移動時，止擋平面252抵靠側(cè)平面152且止擋弧面254抵靠側(cè)弧面154，從而限制平衡塊200相對于轉(zhuǎn)子100的(進(jìn)一步)橫向移動。

優(yōu)選地，凹部150的側(cè)面即側(cè)平面152和側(cè)弧面154可以設(shè)置成與安裝柱110在橫向方向上間隔開一段距離從而在側(cè)平面152和側(cè)弧面154與安裝柱110的外周面之間形成臺階部，由此進(jìn)一步增強(qiáng)安裝柱110的根部A處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

圖6示出了轉(zhuǎn)子100和平衡塊200的各部分的受力分析。如圖6所示，當(dāng)平衡塊200由于旋轉(zhuǎn)而趨向于(沿圖6所示的右側(cè)方向)橫向移動時，凸部250的止擋平面252和止擋弧面254可以分別抵靠凹部150的側(cè)平面152和側(cè)弧面154，以向轉(zhuǎn)子100的本體120施加向右的橫向力F2；相應(yīng)地，側(cè)平面152和側(cè)弧面154向平衡塊200的凸部250施加向左的橫向力F2’。同樣地，安裝部210向安裝柱110施加向右的橫向力F1，而安裝柱110向安裝部210施加向左的橫向力F1’。橫向力F1和F2與橫向力F1’和F2’各自互為作用力與反作用力。橫向力F1’和F2’可以在橫向方向上抵消平衡塊200所受到的離心力F，以使得平衡塊200(在橫向方向上)動態(tài)平衡。因而，上文所述的各力應(yīng)滿足如下等式1-3：

F1＝F1’……………………等式1

F2＝F2’……………………等式2

F1’+F2’＝F………………等式3

根據(jù)上文所述內(nèi)容并參照圖6可知，凸部250通過向本體120施加橫向力F2而將原本應(yīng)作用于安裝柱110的橫向力F(＝F1+F2)減小至橫向力F1，從而降低了安裝柱110發(fā)生斷裂的風(fēng)險。

優(yōu)選地，在橫向方向(如圖6所示的水平方向)上，凸部250可以從安裝部210的自由端(如圖6所示的左橫向端)(向右)延伸，直到使得凸部250的止擋平面252大致延伸到安裝孔230(見圖4)的中央位置。這可以使得上述橫向力F1和F2的作用點在橫向方向上大致對準(zhǔn)，從而優(yōu)化受力構(gòu)型。

優(yōu)選地，出于加工和安裝等目的，側(cè)平面152和側(cè)弧面154以及止擋平面252和止擋弧面254可以均平行于旋轉(zhuǎn)軸線X設(shè)置。然而，在本申請的其他實施方式中，側(cè)平面152和側(cè)弧面154以及止擋平面252和止擋弧面254中的至少一者可以相對于旋轉(zhuǎn)軸線X成角度設(shè)置。

具體地，如圖7所示，止擋平面252可以設(shè)置成相對于旋轉(zhuǎn)軸線X成角度且朝向平衡塊200的配重部220一側(cè)傾斜。這里需要指出的是，止擋平面252相對于旋轉(zhuǎn)軸線X朝向配重部220一側(cè)傾斜指的是：止擋平面252從平行于旋轉(zhuǎn)軸線X的位置傾斜成面向配重部220，即止擋平面252的法向量指向配重部220。相應(yīng)地，側(cè)平面152可以設(shè)置成相對于旋轉(zhuǎn)軸線X成角度且朝向轉(zhuǎn)子100例如其本體120一側(cè)傾斜，即側(cè)平面152從平行于旋轉(zhuǎn)軸線X的位置傾斜成面向本體120，即側(cè)平面152的法向量指向本體120。當(dāng)平衡塊200安裝至轉(zhuǎn)子100時，止擋平面252可以抵靠側(cè)平面152，使得凸部250可以(還在軸向方向上)與凹部150互鎖。這種互鎖可以減小安裝柱110所承受的由平衡塊200施加的軸向拉力(該軸向拉力沿圖7中所示的向上方向)，進(jìn)一步降低了安裝柱110發(fā)生斷裂的風(fēng)險。此外，根據(jù)本申請的此實施方式的凸部250與凹部150的互鎖還可以在使用中在安裝柱110完全或部分失效時防止平衡塊200與轉(zhuǎn)子100分離。

在本申請的其他實施方式中，可以僅將止擋平面252設(shè)置成相對于旋轉(zhuǎn)軸線X成角度，而將相應(yīng)的側(cè)平面152設(shè)置成平行于旋轉(zhuǎn)軸線X。例如，由于構(gòu)成側(cè)平面152的材料相對于構(gòu)成止擋平面252的材料往往具有更小的強(qiáng)度，因而即使側(cè)平面152未構(gòu)造成與止擋平面252完全匹配，也會在止擋平面252與側(cè)平面152接合時，迫使側(cè)平面152發(fā)生形變而實現(xiàn)二者之間的匹配。

此外，在其他實施方式中，側(cè)平面152和側(cè)弧面154以及止擋平面252和止擋弧面254中的至少一者上可以設(shè)置有用于增大摩擦力的特征，如波浪線等，以進(jìn)一步防止在旋轉(zhuǎn)中平衡塊200與轉(zhuǎn)子100發(fā)生(軸向)分離。

在本申請的其他實施方式中，替代性地或附加地，平衡塊可以包括從平衡塊的配重部延伸的凸部。由于配重部通常具有比安裝部更大的截面面積，因而增大了所述凸部的強(qiáng)度。

需要指出的是，在本申請的優(yōu)選實施方式中，平衡塊200可以一體成型，例如，可以通過鑄造和/或車削加工一體地形成平衡塊200。但在其他實施方式中，根據(jù)本申請的凸部250可以通過焊接或緊固件連接的方式固定至平衡塊200的安裝部210和/或配重部220。

此外，本申請還提供了一種包括上述轉(zhuǎn)子組件的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸(未示出)可以延伸穿過轉(zhuǎn)子100的中心孔140從而被轉(zhuǎn)子100旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，進(jìn)而驅(qū)動壓縮機(jī)的壓縮機(jī)構(gòu)。特別地，該壓縮機(jī)可以包括渦旋壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)構(gòu)可以包括定渦旋部件和動渦旋部件，該旋轉(zhuǎn)軸可以驅(qū)動所述動渦旋部件相對于所述定渦旋部件作軌道運(yùn)動。

需要指出的是，與根據(jù)本申請的實施方式的轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子組件相匹配的定子可以設(shè)置在轉(zhuǎn)子的徑向外側(cè)或徑向內(nèi)側(cè)，從而構(gòu)成根據(jù)本申請的實施方式的電機(jī)。

需要指出的是，本申請所述的轉(zhuǎn)子組件并不局限于壓縮機(jī)領(lǐng)域，而是可以適用于任何領(lǐng)域中的適當(dāng)應(yīng)用。

需要指出的是，文中諸如前、后、左、右、上、下等方位術(shù)語的參考僅出于描述的目的，并不對本實用新型的實施方式在實際應(yīng)用中的方向和取向構(gòu)成限制。

盡管在此已詳細(xì)描述了本實用新型的各種實施方式，但是應(yīng)該理解，本實用新型并不局限于這里詳細(xì)描述和示出的具體實施方式，在不偏離本實用新型的實質(zhì)精神和范圍的情況下可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員實現(xiàn)其它的變型和改型。所有這些變型和改型均落入本實用新型的范圍內(nèi)。

附圖標(biāo)記列表

1 轉(zhuǎn)子

11 安裝柱

12 本體

13 軸向端面

2 平衡塊

21 安裝部

22 配重部

A 安裝柱的根部

X 旋轉(zhuǎn)軸線

100 轉(zhuǎn)子

110 安裝柱

120 本體

130 軸向端面

140 中心孔

150 凹部

152 側(cè)平面

154 側(cè)弧面

200 平衡塊

210 安裝部

220 配重部

230 安裝孔

240 接合面

250 凸部

252 止擋平面

254 止擋弧面

F 離心力

F1 安裝柱所承受的橫向力

F1’ 安裝部所承受的橫向力

F2 本體所承受的橫向力

F2’ 凸部所承受的橫向力。