一种制冷压缩机用多线型臂板弹簧制造技术

本发明专利技术提供了一种制冷压缩机用多线型臂板弹簧，包括用于安装定位的外固定装置、内固定圆盘、连接在所述外固定装置和内固定圆盘之间的至少两条结构相同的弹簧臂；所述内固定圆盘上设有内固定孔、所述外固定装置上均布有数个安装孔；所述弹簧臂的内外型线均由两条直线、阿基米德螺旋线、六条过渡弧线组成。本发明专利技术通过构造新型的组合式弹簧臂内外型线，弹簧臂的首端与内固定圆盘光滑过渡连接，其末端与外固定装置通过多段圆弧过渡连接，利用弹簧臂更有效的分散应力，避免应力集中，提高了弹簧的寿命，并且本发明专利技术的板弹簧具有较小的等效质量、较大的径向刚度和合适的轴向刚度，适用于线性压缩机中，提高压缩机整体的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种制冷压缩机用多线型臂板弹簧
本专利技术涉及弹簧的
，具体涉及板弹簧，尤其涉及一种制冷压缩机用多线型臂板弹簧。
技术介绍
线性压缩机是往复式活塞压缩机的一种，其中，板弹簧的支撑技术是线性压缩机的关键技术。直线电机驱动活塞在气缸中作往复直线运动，板弹簧通过活塞轴与活塞相连，作为阵子系统的弹性部件，支撑着活塞及电子动子组件，要求板弹簧有足够的轴向刚度和行程保证活塞的轴向往复运动。相对于传统的圆柱弹簧，板弹簧具有较大的径向刚度，能够保证活塞往复直线运动中不会由于震动而偏离平衡位置产生径向位移，保证气缸与活塞之间的间隙密封，避免泄漏损失，提高压缩机的整体可靠性。板弹簧的轴向刚度、径向刚度、疲劳强度及自振频率是板弹簧的4个重要性能参数。板弹簧随压缩机作高速往复运动，根据工作需要，弹簧往复运动超过20亿次，要求板弹簧工作时应力分布均匀，避免应力集中现象，最大应力要远小于材料的疲劳极限，保证板弹簧具有较高的寿命。为避免板弹簧臂与压缩机运动发生共振而断裂，要求线性压缩机的运行频率避开板弹簧的自振频率。板弹簧的性能分析可以考虑：径轴向刚度比、刚度应力比、等效质量等方面。考虑到板弹簧满足工作需求，要求径轴向刚度比应较大，刚度应力比应较大，等效质量应较小。专利号为CN101892971A的专利公开了一种采用两种不同型线板弹簧支撑系统的线性压缩机，专利号为JP2003247580(A)的专利公开了一种涡旋臂板弹簧，都存在等效质量过大，在满足刚度要求的情况下寿命较低的问题。专利号为CN108167359A的专利公开了一种阿基米德螺线板弹簧，其涡旋槽终了端封闭方式是两段不同弯曲方向且相切的圆弧分别相切于涡旋槽的外型线和内型线，封闭端型线设计和表达复杂，机械加工难度较大，且集中应力过大。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种制冷压缩机用多线型臂板弹簧，具有较小的等效质量、较大的径轴向刚度比和刚度应力比，满足压缩机所需的工作寿命。为实现上述目的，本专利技术提供了一种制冷压缩机用多线型臂板弹簧，包括用于安装定位的外固定装置、内固定圆盘、连接在所述外固定装置和内固定圆盘之间的至少两条结构相同的弹簧臂；所述内固定圆盘上设有内固定孔、所述外固定装置上均布有数个安装孔；所述弹簧臂以所述内固定孔为中心均匀分布，其首端与所述内固定圆盘光滑过渡连接，其末端与所述外固定装置光滑过渡连接；所述弹簧臂的内外型线均由两条直线、阿基米德螺旋线、六条过渡弧线组成。由上，弹簧臂的内外型线均由两条直线、阿基米德螺旋线、六条过渡弧线组成，可改变型线调整弹簧臂宽度，弹簧臂的首端与内固定圆盘光滑过渡连接，弹簧臂的末端与外固定装置的多圆弧过渡连接可自由调整，整体线型表达和设计简单，易于机械加工，同时具有较小的等效质量、较大的径轴向刚度比和刚度应力比，满足压缩机所需的工作寿命。进一步的，所述外固定装置为一圆形固定圈，所述内固定圆盘与外固定装置同心设置，所述内固定孔位于所述内固定圆盘的圆心位置。可选的，所述安装孔的个数为2～12个，安装孔的直径为所述外固定装置径向宽度的0.3～0.5倍，并且安装孔的中心与外固定装置的内表面之间的径向距离为外固定装置径向宽度的0.3～0.5倍；所述内固定圆盘的直径为所述外固定装置外径的0.08～0.12倍。进一步的，所述弹簧臂的内型线的初始端为第一条直线b1c1，直线b1c1的方程为所述弹簧臂的外型线的初始端为第一条直线b2c2，直线b2c2的方程为其中，δ为弹簧臂的初始直线臂的宽度且小于内固定圆盘的直径；x1为直线b1c1初始点的横坐标值且该值大于等于内固定圆盘的直径；x2为直线b1c1末点的横坐标值且该值小于内型线的阿基米德螺旋线L1的初始极径r1。优选的，所述弹簧臂的内型线的阿基米德螺旋线L1由极坐标方程r＝a1+b1θ确定，其中：a1、b1为常数，a1为θ＝0时的极径，b1为极角系数，用于调节型线扩张的速度，r为螺旋线的极径，θ为极角；阿基米德螺旋线L1的初始极径r1＝a1，范围在外固定装置外径的0.12～0.15倍；所述弹簧臂的外型线的阿基米德螺旋线L2由极坐标方程r＝a2+b2θ确定，其中：a2、b2为常数，a2为θ＝0时的极径，b2为极角系数，用于调节型线扩张的速度，r为螺旋线极径，θ为极角；阿基米德螺旋线L2的初始极径a2＝r1+δ＝r2，其中δ为弹簧臂的初始直线臂的宽度。优选的，所述弹簧臂的外型线的第二条直线f2g2垂直于初始端的第一条直线b2c2，直线f2g2在阿基米德螺旋线L2的内侧且不与阿基米德螺旋线L2相交；直线f2g2的上端点距离直线b1c1与直线b2c2之间的中线为y1，直线f2g2的下端点距离直线b1c1与直线b2c2之间的中线为y2，y2＝2y1，直线f2g2在沿直线b1c1与直线b2c2之间的中线方向与阿基米德螺旋线L2的距离为Δx，Δx为δ的0.2～0.7倍；所述弹簧臂的内型线的第二条直线f1g1在垂直直线b1c1与直线b2c2之间的中线方向上与直线f2g2平行且相等，直线f1g1在阿基米德螺旋线L1的内侧且不与阿基米德螺旋线L1相交；直线f1g1与直线f2g2在沿直线b1c1与直线b2c2之间的中线方向上的距离为δ，即直线f1g1与直线f2g2之间的距离等于直线b1c1与直线b2c2之间的距离，也等于弹簧臂3的初始直线臂的宽度。进一步的，所述弹簧臂的内型线的六条过渡弧线包括连接在所述内固定圆盘与直线b1c1之间且位于内型线初始端的过渡圆弧a1b1、连接在直线b1c1与阿基米德螺旋线L1之间的过渡圆弧c1d1、连接在阿基米德螺旋线L1与直线f1g1之间的过渡圆弧e1f1和过渡圆弧g1h1、连接在阿基米德螺旋线L1与外固定装置之间的过渡圆弧i1j1和过渡圆弧j1k1；所述弹簧臂的外型线的六条过渡弧线包括连接在所述内固定圆盘与直线b2c2之间且位于外型线初始端的过渡圆弧a2b2、连接在直线b2c2与阿基米德螺旋线L2之间的过渡圆弧c2d2、连接在阿基米德螺旋线L2与直线f2g2之间的过渡圆弧e2f2和过渡圆弧g2h2、连接在阿基米德螺旋线L2与外固定装置之间的过渡圆弧i2j2和过渡圆弧j2k2。优选的，所述过渡圆弧i1j1的圆心在外固定装置的内圆上且与阿基米德螺旋线L1相切于点i1；过渡圆弧j1k1分别相切于过渡圆弧i1j1和外固定装置1的内圆；所述过渡圆弧i2j2的圆心在过渡圆弧i1j1的所在圆与外固定装置的内圆的交点上，并与阿基米德螺旋线L2相切于点i2；过渡圆弧j2k2分别相切于过渡圆弧i2j2和外固定装置的内圆。可选的，以过渡圆弧i1j1的所在圆01与外固定装置的内圆的交点为圆心作与阿基米德螺旋线L2相切的圆02，再以圆02与外固定装置的内圆的交点为圆心作与阿基米德螺旋线L2相切的圆03，依次类推，可作n个与阿基米德螺旋线L2相切的圆，n≤6，第n个圆的圆心为on+1，圆on+1与阿基米德螺旋线L2相切于点i2，过渡圆弧j2k2分别相切于过渡圆弧i2j2和外固定装置的内圆。进一步的，板弹簧的厚度t可变。由上，本专利技术的制冷压缩机用多线型臂板弹簧通过构造新型的组合式弹簧臂内外型线，弹簧臂的首端与内固定圆盘光滑过渡连接，其末端与外固定装置通过多段圆弧过渡连接，利用弹簧臂更有效的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制冷压缩机用多线型臂板弹簧，其特征在于，包括用于安装定位的外固定装置(1)、内固定圆盘(4)、连接在所述外固定装置(1)和内固定圆盘(4)之间的至少两条结构相同的弹簧臂(3)；所述内固定圆盘(4)上设有内固定孔(5)、所述外固定装置(1)上均布有数个安装孔(6)；所述弹簧臂(3)以所述内固定孔(5)为中心均匀分布，其首端与所述内固定圆盘(4)光滑过渡连接，其末端与所述外固定装置(1)光滑过渡连接；所述弹簧臂(3)的内外型线均由两条直线、阿基米德螺旋线、六条过渡弧线组成。

【技术特征摘要】
1.一种制冷压缩机用多线型臂板弹簧，其特征在于，包括用于安装定位的外固定装置(1)、内固定圆盘(4)、连接在所述外固定装置(1)和内固定圆盘(4)之间的至少两条结构相同的弹簧臂(3)；所述内固定圆盘(4)上设有内固定孔(5)、所述外固定装置(1)上均布有数个安装孔(6)；所述弹簧臂(3)以所述内固定孔(5)为中心均匀分布，其首端与所述内固定圆盘(4)光滑过渡连接，其末端与所述外固定装置(1)光滑过渡连接；所述弹簧臂(3)的内外型线均由两条直线、阿基米德螺旋线、六条过渡弧线组成。2.根据权利要求1所述的制冷压缩机用多线型臂板弹簧，其特征在于，所述外固定装置(1)为一圆形固定圈，所述内固定圆盘(4)与外固定装置(1)同心设置，所述内固定孔(5)位于所述内固定圆盘(4)的圆心位置。3.根据权利要求1所述的制冷压缩机用多线型臂板弹簧，其特征在于，所述安装孔(6)的个数为2～12个，安装孔(6)的直径为所述外固定装置(1)径向宽度的0.3～0.5倍，并且安装孔(6)的中心与外固定装置(1)的内表面之间的径向距离为外固定装置(1)径向宽度的0.3～0.5倍；所述内固定圆盘(4)的直径为所述外固定装置(1)外径的0.08～0.12倍。4.根据权利要求1所述的制冷压缩机用多线型臂板弹簧，其特征在于，所述弹簧臂(3)的内型线的初始端为第一条直线(b1c1)，直线(b1c1)的方程为所述弹簧臂(3)的外型线的初始端为第一条直线(b2c2)，直线(b2c2)的方程为其中，δ为弹簧臂(3)的初始直线臂的宽度且小于内固定圆盘(4)的直径；x1为直线(b1c1)初始点的横坐标值且该值大于等于内固定圆盘(4)的直径；x2为直线(b1c1)末点的横坐标值且该值小于内型线的阿基米德螺旋线(L1)的初始极径r1。5.根据权利要求1所述的制冷压缩机用多线型臂板弹簧，其特征在于，所述弹簧臂(3)的内型线的阿基米德螺旋线(L1)由极坐标方程r＝a1+b1θ确定，其中：a1、b1为常数，a1为θ＝0时的极径，b1为极角系数，用于调节型线扩张的速度，r为螺旋线的极径，θ为极角；阿基米德螺旋线(L1)的初始极径r1＝a1，范围在外固定装置(1)外径的0.12～0.15倍；所述弹簧臂(3)的外型线的阿基米德螺旋线(L2)由极坐标方程r＝a2+b2θ确定，其中：a2、b2为常数，a2为θ＝0时的极径，b2为极角系数，用于调节型线扩张的速度，r为螺旋线极径，θ为极角；阿基米德螺旋线(L2)的初始极径a2＝r1+δ＝r2，其中δ为弹簧臂(3)的初始直线臂的宽度。6.根据权利要求4所述的制冷压缩机用多线型臂板弹簧，其特征在于，所述弹簧臂(3)的外型线的第二条直线(f2g2)垂直于初始端的第一条直线(b2c2)，直线(f2g2)在阿基米德螺旋线(L2)的内侧且不与阿基米德螺旋线(L2)相交；直线(f2g2)的上端点距离直线(b1c1)与直线(b2c2)之间的中线为y1，直线(f2g2)的下端点距离直线(b1c1)与直线(b2c2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪月，张站立，王鑫，杨辛未，刘辉，吴建令，陈洪岩，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21