专利名称：空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于空调滚动活塞压缩机技术领域，具体涉及一种结构优化的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块。
背景技术：
降低材料成本考虑，空调滚动活塞压缩机行业使用无磁高锰钢平衡块替代黄铜平衡块变得越来越普遍，如何在保证压缩机振动噪声水准一样的前提下完成无磁高锰钢平衡块替代黄铜平衡块开发存在平衡块材料密度差异引起的技术问题。无磁高锰钢平衡块和被替代对象黄铜材质平衡块相比，最大的不足是无磁高锰钢密度相对较小，只有约7. 5 7. 9g/cm3,而黄铜平衡块密度约8. 25 8. 5g/cm3,这意味着等同质量条件下，无磁高锰钢平衡块需要更大的体积，而空调滚动活塞压缩机结构空间设计紧凑，安装平衡块的空间有限，安装转子上面的平衡块在工作是旋转部件，其周围紧密分布着压缩机上法兰，电机定子及其定子绕组等部件，彼此之间需要保留一定空间间隔，以保证物理结构和电气安全。欲增大压缩机安装平衡块空间，势必引起压缩机结构改变，会给压缩机部件的设计、采购、制造、客户等环节带来很多影响，因此在不改变压缩机结构的前提下进行无磁高锰钢平衡块开发是首选，需要对无磁高锰平衡块进行结构优化设计以满足压缩机装配、动平衡等方面要求。图1为空调滚动活塞压缩机结构示意图，a为副平衡块，b为电机转子，c为电机定子，d为偏心曲轴，e为主平衡块，f为上法兰，g为滚动活塞，h为气缸，i为下法兰。所述副平衡块和主平衡块实质均是平衡块，为标明区分，特意添“主”、“副”以区分。电机定子c和电机转子b通过电磁反应使得电机转子b产生旋转运动,进而带动安装在电机转子b内的偏心曲轴d产生旋转运动 ，从而推动套在偏心曲轴d上的滚动活塞g在由上法兰f，下法兰i，气缸h共同组成的空腔内旋转运动。由于偏心曲轴d采用偏心结构设计，在旋转过程中偏心曲轴d会产生偏心力，会产生振动，需要设计安装平衡块加以平衡使压缩机振动最小化，因此设计使用安装在电机转子b上的主平衡块f，副平衡块f来进行力平衡和力矩平衡。空调滚动活塞压缩机平衡块在平衡偏心曲轴旋转产生的偏心力方面功能主要取决于平衡块的质量和平衡块的重心位置，图2为压缩机结构动平衡关系示意图。压缩机平衡力及力矩平衡方程F1=F2+F0F0*L0=F2*L1其中Fl=平衡块质量*旋转角速度ω *重心距RlF2=平衡块质量*旋转角速度ω *重心距R2FO=偏心轴质量*旋转角速度ω *重心距RO从上所列压缩机平衡力及力矩平衡方程可以看出平衡块质量及其重心是起到主要作用的，从图2可以看出平衡块重心优化对象具体就是尽量扩大平衡块重心Rl(即靠外径方向)和降低平衡块重心和底部距离RO。[0013]现有技术中，也存在一些平衡块的优化方案如发明专利200510014924. 8提供一种铜材质的平衡块重心优化设计方案，存在铜材料成本高，平衡块端面没有采用多级圆弧面设计，存在风磨损耗大的缺点；发明专利200510013439. 9提供平衡块设计，其平衡块迎风面采用流线型圆角，存在平衡块铆接孔与铆接转子安装干涉问题，同时平衡块重心没有做到最优化，材料浪费；实用新型专利200720109081. 4提供一种锻造工艺制造无磁高锰钢平衡块设计方案，受其制造工艺限制，该平衡块造型受到限制，其端面无法设计圆弧等优化方案，平衡块重心效果不理想。
实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于设计提供一种空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块的技术方案，该无磁高锰钢平衡块就着重从平衡块结构方面优化设计实现平衡块重心优化，使得该 无磁高锰钢平衡块在质量减少的情况下实现平衡块重心极大化，从而满足压缩机装配、动平衡等方面要求。所述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，包括半环形结构的平衡块主体，其特征在于所述平衡块主体的端面为圆弧结构。所述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，其特征在于所述平衡块主体至少为一级阶梯结构。所述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，其特征在于所述平衡块主体的内圆面径向方向为阶梯斜面结构，其斜度范围为2 30度。所述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，其特征在于所述平衡块主体的内圆面圆周方向为阶梯斜面结构，其斜度范围为O 15度。所述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，其特征在于所述平衡块主体的圆心角度为150 220度。上述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，结构简单，设计合理，该平衡块通过结构的优化，实现无磁高锰钢平衡块重心位置优化，使平衡块作用力臂极大化，在无磁高锰钢平衡块质量减少的情况下，实现和被替代对象黄铜平衡块等同的动平衡效果，甚至更好，同时还可以降低压缩机内部高压气流和平衡块端面部位的摩擦损耗，降低噪音。
[0024]图[0025]图[0026]图[0027]图[0028]图[0029]图[0030]图[0031]图[0032]图1为空调滚动活塞压缩机结构示意2为压缩机结构动平衡关系示意3为实施例1中常规端面设计的平衡块结构示意图；4为实施例1中端面弧形设计的平衡块结构示意图；5为实施例2中平衡块的立体图6为实施例2中平衡块的主视图7为实施例2中平衡块的侧视图8、9分别为实施例3中平衡块的侧视10为实施例4中平衡块的立体图；[0033]图11为实施例4中平衡块的主视图；图12为实施例4中平衡块的侧视图。图中1-平衡块主体；101-端面；102-内圆面。
具体实施方式以下结合说明书附图来进一步说明本实用新型。实施例1如图4所示，空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块包括半环形结构的平衡块主体1，平衡块主体I的圆心角度为150 220度，平衡块主体I的两端面101设置成圆弧结构，该圆弧结构可以为正圆弧、近似圆弧或椭圆弧结构。该空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块与图3中的常规平衡块相比，水平截面内外径尺寸一样，只是端面的形状不一样，本实用新型的重心明显向外，平衡效果更佳，材料用量更少。平衡块的材料成分为Mn9% 22%, Cr6% 15%, CuO 3%，NiO 2%，CO.1 1%，余量是铁和微量不可避免杂质。实施例2如图5、6和7所示，空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块包括半环形结构的平衡块主体1，平衡块主体I的圆心角度为150 220度，平衡块主体I至少设置成一级阶梯结构，并且平衡块主体I的端面101为圆弧结构。平衡块的优选结构为设计成三级结构，其各级台阶端面均为圆弧结构，其平衡块外径范围是Φ64ι πι Φ68ι πι,内径范围是Φ36ι πι Φ 40mm,其第二级台阶高度范围10. O 27. Omm,其第一级台阶厚度1. 5 3. 5mm,底部台阶超过半圆，其突出部位角度Θ I角度范围10 15度，优选12. 5度。平衡块的材料成分为Mn9% 22%, Cr6% 15%, CuO 3%，NiO 2%，CO.1 1%，余量是铁和微量不可避免杂质。本实施例中的平衡块也能达到与实施例1相同的技术效果。实施例3如图8和9所示，空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块在实施例2的基础上，将平衡块主体I的内圆面102按圆周方向为阶梯斜面结构，其斜度范围为O 15度。本实施例中的平衡块也能达到与实施例1相同的技术效果。实施例4如图10、11和12所示，空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块在实施例2的基础上，将平衡块主体I的内圆面102按径向方向为阶梯斜面结构，其斜度范围为2 30度。优选结构为每个斜面倾斜角度是10 15度，最优选为10. 4度，斜度高是13 20mm，其平衡块外径范围是Φ60ι πι Φ63ι πι,优选Φ61·68ι πι，其平衡块内径范围是Φ 30mm Φ 33mm,优选 Φ31ι πι。
权利要求1.空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，包括半环形结构的平衡块主体(1)，其特征在于所述平衡块主体(I)的端面(101)为圆弧结构，所述平衡块主体(I)的内圆面(102)径向方向为阶梯斜面结构，其斜度范围为2 30度。
2.如权利要求1所述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，其特征在于所述平衡块主体(I)至少为ー级阶梯结构。
3.如权利要求1或2所述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，其特征在于所述平衡块主体(I)的内圆面(102)圆周方向为阶梯斜面结构，其斜度范围为0 15度。
4.如权利要求1或2所述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，其特征在于所述平衡块主体(I)的圆心角度为150 220度。
专利摘要空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，属于空调滚动活塞压缩机技术领域。其包括半环形结构的平衡块主体，所述平衡块主体的端面为圆弧结构。上述的空调滚动活塞压缩机用无磁高锰钢平衡块，结构简单，设计合理，该平衡块通过结构的优化，实现无磁高锰钢平衡块重心位置优化，使平衡块作用力臂极大化，在无磁高锰钢平衡块质量减少的情况下，实现和被替代对象黄铜平衡块等同的动平衡效果，甚至更好，同时还可以降低压缩机内部高压气流和平衡块端面部位的摩擦损耗，降低噪音。
文档编号F04C29/00GK202867222SQ20122034603
公开日2013年4月10日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者冯智琴 申请人:富阳环通电力器材有限公司