一种压缩机曲轴配重自动调节装置、制冷设备及减振方法

申请号 CN202311371330.7 申请日 2023-10-23 公开(公告)号 CN117627895A 公开(公告)日 2024-03-01
申请人 青岛万宝压缩机有限公司; 发明人 张亚飞; 赵松柏; 孙晓东; 史海娟; 高儒兵;
摘要 本 发明 提供了一种 压缩机 曲轴 配重 自动调节 装置、 制冷设备 及减振方法,涉及压缩机降噪技术领域。本发明的压缩机曲轴配重自动调节装置、制冷设备及减振方法,压缩机处于不同转速下,随着压缩机转速变化,配重 块 在离心 力 作用下,配重块相对于曲轴移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心,以平衡不同转速下的旋转 惯性力 和往复惯性力,实现配重块的自适应调节;同时,在压缩机转速 频率 和不同方向共振模态频率重合时,供电单元改变向电磁 铁 的线圈输出的 电流 ,由电 磁铁 通过磁力推动配重块移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心,以平衡不同方向的往复惯性力和旋转惯性力等 不平衡 力,减小 机芯 向不同方向传递的激振力,进而降低在不同方向的振动。
权利要求

1.一种压缩机曲轴配重自动调节装置,其特征在于:
包括机体、曲轴、配重、电磁和供电单元;
所述曲轴的主轴转动连接机体,所述曲轴上设置所述配重块和所述电磁铁
所述配重块活动连接所述曲轴;
所述曲轴转动,配重块在离心作用下,配重块相对于曲轴移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心;
所述配重块设置为永磁铁,所述供电单元电性连接所述电磁铁的线圈,所述电磁铁磁力连接所述配重块;
在压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,供电单元改变向电磁铁的线圈输出的电流,由电磁铁通过磁力推动配重块移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心。
2.根据权利要求1所述的一种压缩机曲轴配重自动调节装置,其特征在于:
所述曲轴上设置有圆柱套筒,所述圆柱套筒与所述曲轴的主轴同轴线布置,所述圆柱套筒侧壁上设置有呈环形布置的导电环;
所述电磁铁的线圈的接线端经线缆连接所述导电环;
所述供电单元连接有导电刷,所述导电刷接触所述导电环。
3.根据权利要求2所述的一种压缩机曲轴配重自动调节装置,其特征在于:
所述导电环包括第一导电环和第二导电环,所述第一导电环和所述第二导电环沿着所述圆柱套筒侧壁的纵向依次布置;
所述电磁铁的线圈的正极接线端经线缆连接所述第一导电环,所述电磁铁的线圈的负极接线端经线缆连接所述第二导电环;
所述导电刷包括第一导电刷和第二导电刷,所述第一导电刷接触所述第一导电环,所述第二导电刷接触所述第二导电环。
4.根据权利要求3所述的一种压缩机曲轴配重自动调节装置,其特征在于:
所述圆柱套筒侧壁上于第一导电环和第二导电环之间设置有绝缘环,所述绝缘环使第一导电环和第二导电环之间电绝缘。
5.根据权利要求1所述的一种压缩机曲轴配重自动调节装置,其特征在于:
还包括导电刷架,所述导电刷架设置于所述机体上,所述导电刷设置于所述导电刷架上。
6.根据权利要求1所述的一种压缩机曲轴配重自动调节装置,其特征在于:
所述曲轴上设置有至少一根滑柱,所述配重块滑动连接所述滑柱。
7.根据权利要求1所述的一种压缩机曲轴配重自动调节装置,其特征在于:
所述配重块经弹簧连接所述曲轴;所述配重块位于所述弹簧和所述电磁铁之间,或者,所述弹簧和所述电磁铁位于所述配重块的同一侧。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种压缩机曲轴配重自动调节装置,其特征在于:
还包括转速传感单元和控制单元,所述控制单元分别经信号线缆连接转速传感单元和供电单元的控制端;
所述转速传感单元实时监测压缩机转速并将转速上传至控制单元,在控制单元判断压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,所述控制单元经供电单元改变向电磁铁的线圈输出的电流,由电磁铁通过磁力推动配重块移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心。
9.一种制冷设备,包括压缩机,其特征在于:
所述压缩机包括权利要求1至8任一项所述的压缩机曲轴配重自动调节装置。
10.一种压缩机减振方法,其特征在于,压缩机具有权利要求1至8任一项所述的压缩机曲轴配重自动调节装置,所述方法过程如下:
压缩机启动运行,曲轴转动,随着压缩机转速变化,配重块在离心力作用下,配重块相对于曲轴移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心;
同时,在压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,供电单元改变向电磁铁的线圈输出的电流,由电磁铁通过磁力推动配重块移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心。

说明书全文

一种压缩机曲轴配重自动调节装置、制冷设备及减振方法

技术领域

[0001] 本发明涉及压缩机降噪技术领域,具体地说是涉及一种压缩机曲轴配重自动调节装置、制冷设备及减振方法。

背景技术

[0002] 压缩机振动是引起箱等制冷设备振动的主要原因,因此,减少压缩机振动能够有效降低制冷设备的振动,进而提高制冷设备的使用体验。目前,实现压缩机减振的一种有效方式是机芯动平衡优化,机芯动平衡优化需考虑横向X、Y平面内受情况以及纵向内力矩受力情况,所以通常是通过在曲轴偏心轴装配不同的配重方式、配重形状以及质量来进行机芯动平衡优化。现有配重方式主要有单一固定配重方式和配重块自适应调节方式。单一固定配重块方式是将配重块通过螺钉等固定装配在曲轴偏心轴上,曲轴及配重块质量及质心位置固定,这种方式针对特定型号特定转速的压缩机减振降噪效果好,但对于变频压缩机转速范围宽,旋转惯性力和往复惯性力均随转速发生变化,单一固定配重块方式无法有效平衡随转速增大的旋转惯性力和往复惯性力,导致转速变化过程中存在不平衡力矩,从而使压缩机噪音振动增大。配重块自适应调节方式是将配重块活动装配在曲轴偏心轴上,随着压缩机转速变化,在离心力作用下,配重块位置变化使配重块质心位置变化,从而平衡不同转速下的旋转惯性力和往复惯性力,但是,配重块自适应调节方式未考虑到共振模态频率对振动的影响,当转速频率和不同方向(X、Y轴方向)共振模态频率重合时,会在该方向上激起较大振动,从而影响到整机振动表现,所以仅仅通过转速变化,在离心力作用下自适应实现力平衡,不能在共振模态频率转速运行时起到降低振动的作用。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种压缩机曲轴配重自动调节装置、制冷设备及减振方法,有效平衡不同转速下的旋转惯性力和往复惯性力,同时,在转速频率和不同方向共振模态频率重合时降低振动。
[0004] 为了达到上述目的,本发明所采用的技术解决方案如下:
[0005] 一种压缩机曲轴配重自动调节装置,包括机体、曲轴、配重块、电磁和供电单元;
[0006] 所述曲轴的主轴转动连接机体,所述曲轴上设置所述配重块和所述电磁铁
[0007] 所述配重块活动连接所述曲轴;
[0008] 所述曲轴转动,配重块在离心力作用下,配重块相对于曲轴移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心;
[0009] 所述配重块设置为永磁铁,所述供电单元电性连接所述电磁铁的线圈,所述电磁铁磁力连接所述配重块;
[0010] 在压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,供电单元改变向电磁铁的线圈输出的电流,由电磁铁通过磁力推动配重块移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心。
[0011] 优选的,所述曲轴上设置有圆柱套筒,所述圆柱套筒与所述曲轴的主轴同轴线布置,所述圆柱套筒侧壁上设置有呈环形布置的导电环;
[0012] 所述电磁铁的线圈的接线端经线缆连接所述导电环;
[0013] 所述供电单元连接有导电刷,所述导电刷接触所述导电环。
[0014] 优选的,所述导电环包括第一导电环和第二导电环,所述第一导电环和所述第二导电环沿着所述圆柱套筒侧壁的纵向依次布置;
[0015] 所述电磁铁的线圈的正极接线端经线缆连接所述第一导电环,所述电磁铁的线圈的负极接线端经线缆连接所述第二导电环;
[0016] 所述导电刷包括第一导电刷和第二导电刷,所述第一导电刷接触所述第一导电环,所述第二导电刷接触所述第二导电环。
[0017] 优选的,所述圆柱套筒侧壁上于第一导电环和第二导电环之间设置有绝缘环,所述绝缘环使第一导电环和第二导电环之间电绝缘。
[0018] 优选的,还包括导电刷架,所述导电刷架设置于所述机体上,所述导电刷设置于所述导电刷架上。
[0019] 优选的,所述曲轴上设置有至少一根滑柱,所述配重块滑动连接所述滑柱。
[0020] 优选的,所述配重块经弹簧连接所述曲轴;所述配重块位于所述弹簧和所述电磁铁之间,或者,所述弹簧和所述电磁铁位于所述配重块的同一侧。
[0021] 优选的,还包括转速传感单元和控制单元,所述控制单元分别经信号线缆连接转速传感单元和供电单元的控制端;
[0022] 所述转速传感单元实时监测压缩机转速并将转速上传至控制单元,在控制单元判断压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,所述控制单元经供电单元改变向电磁铁的线圈输出的电流,由电磁铁通过磁力推动配重块移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心。
[0023] 一种制冷设备,包括压缩机,所述压缩机包括上述的压缩机曲轴配重自动调节装置。
[0024] 一种压缩机减振方法,压缩机具有上述的压缩机曲轴配重自动调节装置,所述方法过程如下:
[0025] 压缩机启动运行,曲轴转动,随着压缩机转速变化,配重块在离心力作用下,配重块相对于曲轴移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心;
[0026] 同时,在压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,供电单元改变向电磁铁的线圈输出的电流,由电磁铁通过磁力推动配重块移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心。
[0027] 本发明的有益技术效果是:
[0028] 本发明的压缩机曲轴配重自动调节装置、制冷设备及减振方法,压缩机处于不同转速下,随着压缩机转速变化,配重块在离心力作用下,配重块相对于曲轴移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心,以平衡不同转速下的旋转惯性力和往复惯性力,实现配重块的自适应调节;同时,在压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,供电单元改变向电磁铁的线圈输出的电流,由电磁铁通过磁力推动配重块移动,使配重块靠近或远离曲轴的旋转中心,以平衡不同方向的往复惯性力和旋转惯性力等不平衡力,减小机芯向不同方向传递的激振力,进而降低在不同方向的振动。附图说明
[0029] 图1为本发明实施例一中压缩机局部结构一的立体图;
[0030] 图2为本发明实施例一中压缩机局部结构一的俯视图;
[0031] 图3为本发明实施例一中压缩机局部结构一的侧视图;
[0032] 图4为本发明实施例一中压缩机局部结构二的立体图;
[0033] 图5为本发明实施例一中压缩机曲轴配重自动调节装置主要部件的立体图;
[0034] 图6为本发明实施例一中压缩机曲轴配重自动调节装置主要部件的侧视图;
[0035] 图7为本发明实施例二中压缩机局部结构一的立体图;
[0036] 图8为本发明实施例二中压缩机局部结构一的俯视图;
[0037] 图9为本发明实施例二中压缩机局部结构一的侧视图。

具体实施方式

[0038] 为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述,其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上,本发明的各种实施例可以许多不同形式实现,而不应被解释为限于此数所阐述的实施例;相对地,提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。
[0039] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”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。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0040] 实施例一:
[0041] 在本发明实施例一中,提供一种压缩机曲轴配重自动调节装置、制冷设备及减振方法,请参考图1至图6所示。
[0042] 一种压缩机曲轴配重自动调节装置,包括机体1、曲轴2、配重块3、电磁铁4和供电单元。
[0043] 曲轴2的主轴21经轴承转动连接机体1,曲轴2主轴21与偏心轴22之间的扇叶23设置配重块3和电磁铁4,配重块3活动连接曲轴2的扇叶23。
[0044] 压缩机启动运行,曲轴2转动,配重块3在离心力作用下,配重块3相对于曲轴2移动,使配重块3靠近或远离曲轴2的旋转中心。其中,圆柱套筒5内壁设置有两根滑柱51,配重块3滑动连接滑柱51。配重块3在离心力作用下,配重块3相对于滑柱51滑动。
[0045] 配重块3设置为永磁铁,供电单元电性连接电磁铁4的线圈,电磁铁4磁力连接配重块3。其中,供电单元内置于压缩机的供电模组。
[0046] 在压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,供电单元改变向电磁铁4的线圈输出的电流的大小、方向,由电磁铁4通过磁力推动配重块3移动,使配重块3靠近或远离曲轴2的旋转中心。
[0047] 具体的,曲轴2的扇叶23上设置有圆柱套筒5,圆柱套筒5与曲轴2的主轴21同轴线布置,圆柱套筒5侧壁上设置有呈环形布置的导电环。其中,配重块3和电磁铁4位于圆柱套筒5的腔体内。
[0048] 曲轴2的主轴21相对于机体1转动过程,带动圆柱套筒5及其上的导电环同轴转动。
[0049] 电磁铁4的线圈的接线端经线缆连接导电环;供电单元连接有导电刷,导电刷接触导电环。其中,导电刷架70经螺钉装配于机体1上,导电刷设置于导电刷架70上。
[0050] 具体的,导电环包括第一导电环61和第二导电环62,第一导电环61和第二导电环62沿着圆柱套筒5外侧壁的纵向依次布置。其中,圆柱套筒5外侧壁上于第一导电环61和第二导电环62之间设置有绝缘环63,绝缘环63使第一导电环61和第二导电环62之间电绝缘。
[0051] 电磁铁4的线圈的正极接线端经线缆连接第一导电环61内侧,电磁铁4的线圈的负极接线端经线缆连接第二导电环62内侧。导电刷由材料制成,以提高导电刷的耐磨性,延长导电刷的使用寿命。导电刷包括第一导电刷71和第二导电刷72,第一导电刷71接触第一导电环61,第二导电刷72接触第二导电环62。
[0052] 导电环转动过程中,导电刷保持与导电环的接触,以使供电单元持续为电磁铁4供电。
[0053] 配重块3经弹簧8连接曲轴2,弹簧8和电磁铁4位于配重块3的同一侧。本实施例中,弹簧8的一端连接圆柱套筒5内壁。曲轴2转动过程中,随着压缩机转速变化,配重块3在离心力和弹簧8弹力的作用下,配重块3相对于曲轴2移动,使配重块3靠近或远离曲轴2的旋转中心。
[0054] 控制单元采用压缩机的变频控制器,转速传感单元采用压缩机变频控制器内置的转速传感模组,控制单元分别经信号线缆连接转速传感单元和供电单元的控制端。
[0055] 转速传感单元实时监测压缩机转速并将转速上传至控制单元,在控制单元判断压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,控制单元经供电单元改变向电磁铁4的线圈输出的电流,由电磁铁4通过磁力推动配重块3移动,使配重块3靠近或远离曲轴2的旋转中心。
[0056] 一种制冷设备,包括压缩机,压缩机包括本实施例上述的压缩机曲轴配重自动调节装置。
[0057] 一种压缩机减振方法,压缩机具有本实施例上述的压缩机曲轴配重自动调节装置,减振方法过程如下:
[0058] 压缩机启动运行,曲轴2转动,随着压缩机转速变化,配重块3在离心力以及弹簧8弹力作用下,配重块3相对于曲轴2移动,使配重块3靠近或远离曲轴2的旋转中心,以平衡不同转速下的旋转惯性力和往复惯性力;
[0059] 同时,在控制单元判断压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,控制单元经供电单元改变向电磁铁4的线圈输出的电流,由电磁铁4通过磁力推动配重块3移动,使配重块3靠近或远离曲轴2的旋转中心。
[0060] 具体的,在压缩机转速频率与Y轴方向共振模态频率重合时,由供电单元增大电流,使电磁铁4和配重块3相斥,并在弹簧8弹力作用下,克服配重块3所受离心力,使配重块3靠近曲轴2的旋转中心,从而使往复惯性力转移到Y轴方向的分力减小,减小机芯向Y轴方向传递的激振力,最终实现Y轴方向振动减小的效果。
[0061] 在压缩机转速频率与X轴方向共振模态频率重合时,由供电单元减小电流,使电磁铁4和配重块3之间的斥力减小甚至丧失,或者,由供电单元切换电流方向,使电磁铁4和配重块3相吸,在离心力作用下,克服配重块3所受弹簧8弹力,使配重块3远离曲轴2的旋转中心,从而使配重块3平衡更多X轴方向的往复惯性力,可降低机芯向X轴方向传递的激振力,最终实现X轴方向振动减小的效果。
[0062] 如此,从根源上解决当压缩机在转速频率和不同方向共振模态频率重合时,振动较大的问题。
[0063] 实施例二:
[0064] 参考图7至图9,本发明实施例二与实施例一的区别之处在于,配重块3位于弹簧8和电磁铁4之间。
[0065] 此外,曲轴2的主轴21上方设置偏心轴22,偏心轴22的上端面设置圆柱套筒5,配重块3和电磁铁4位于圆柱套筒5的腔体内。相对于实施例一,配重块3位于偏心轴22上方,在曲轴2上方增加配重,可以更好地平衡机芯在Z轴方向力矩,以减少Z轴方向振动。
[0066] 至此,已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述,本领域技术人员应当对本发明压缩机曲轴配重自动调节装置及制冷设备有了清楚的认识。本发明的压缩机曲轴配重自动调节装置、制冷设备及减振方法,压缩机处于不同转速下,随着压缩机转速变化,配重块3在离心力作用下,配重块3相对于曲轴2移动,使配重块3靠近或远离曲轴2的旋转中心,以平衡不同转速下的旋转惯性力和往复惯性力,实现配重块3的自适应调节;同时,在压缩机转速频率和不同方向共振模态频率重合时,供电单元改变向电磁铁4的线圈输出的电流,由电磁铁4通过磁力推动配重块3移动,使配重块3靠近或远离曲轴2的旋转中心,以平衡不同方向的往复惯性力和旋转惯性力等不平衡力,减小机芯向不同方向传递的激振力,进而降低在不同方向的振动。
[0067] 以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
QQ群二维码
意见反馈