空气循环机主轴组件和空气循环机制造技术

本申请提供一种空气循环机主轴组件和空气循环机。该空气循环机主轴组件包括主轴，主轴上依次设置有膨胀叶轮、压缩叶轮和风叶；第一轴承，支撑主轴且位于膨胀叶轮和所述压缩叶轮之间；所述第一轴承的内径D1，在所述主轴的轴向上，所述第一轴承的中心位置与所述压缩叶轮的根部的距离L1，L1/D1为1.6～2.4；第二轴承，支撑主轴且位于压缩叶轮和所述风叶之间；所述第二轴承的内径D2，在所述主轴的轴向上，所述第二轴承的中心位置与所述压缩叶轮的根部的距离L2，L2/D2为3.1～4.1。对轴承的支撑位置限定，能确保在支撑位置上的振动减小，甚至为零，对轴承的破坏性低，轴承可靠性得到提高。轴承可靠性得到提高。轴承可靠性得到提高。

【技术实现步骤摘要】
空气循环机主轴组件和空气循环机


[0001]本申请属于空气循环机
，具体涉及一种空气循环机主轴组件和空气循环机。

技术介绍

[0002]空气循环机是采用空气为工质的压缩空气循环制冷系统，一般包含有透平式压缩机和膨胀机，分别实现压缩和膨胀过程，同时系统还需要风机用以实现对流换热。气体膨胀输出功，而气体压缩和风机送风需要消耗功，因此空气循环机将气体膨胀功用以气体压缩和风机送风，来达到节能的目的。
[0003]空气循环机的具体结构中，主要包含转子系统组件和静止组件，其中轴承系统支承着主轴组件，主轴组件作高速旋转。传统主轴组件中，由于轴上同时设置多个转动件，且相应的作用效果不同，如压缩和膨胀，导致主轴组件容易产生径向振动，从而对轴承造成损坏，产生噪声和影响使用寿命。

技术实现思路

[0004]因此，本申请提供一种空气循环机主轴组件和空气循环机，能够解决现有技术中主轴组件产生振动对轴承造成损伤，影响使用寿命的问题。
[0005]为了解决上述问题，本申请提供一种空气循环机主轴组件，包括：
[0006]主轴，所述主轴上依次设置有膨胀叶轮、压缩叶轮和风叶；
[0007]第一轴承，支撑主轴且位于所述膨胀叶轮和所述压缩叶轮之间；所述第一轴承的内径D1，在所述主轴的轴向上，所述第一轴承的中心位置与所述压缩叶轮的根部的距离L1，L1/D1为1.6～2.4；
[0008]第二轴承，支撑主轴且位于所述压缩叶轮和所述风叶之间；所述第二轴承的内径D2，在所述主轴的轴向上，所述第二轴承的中心位置与所述压缩叶轮的根部的距离L2，L2/D2为3.1～4.1。
[0009]可选地，所述第一轴承和所述第二轴承在所述主轴的轴向上长度均为W，且D1＝D2＝D，W/D为0.8～1.2。
[0010]可选地，所述L1/D1为1.8～2.2。
[0011]可选地，所述L1/D1为2.0。
[0012]可选地，所述L2/D2为3.3～3.9。
[0013]可选地，所述L2/D2为3.5。
[0014]可选地，所述主轴上设有止推盘，所述轴承支承组件还包括有夹持所述止推盘的止推轴承；所述止推盘位于贴近所述第一轴承或所述第二轴承一端的位置。
[0015]可选地，所述止推盘设在所述膨胀叶轮和所述第一轴承之间。
[0016]根据本申请的再一方面，提供了一种空气循环机，包括如上所述的空气循环机主轴组件。
[0017]本申请提供的一种空气循环机主轴组件，包括：主轴，所述主轴上依次设置有膨胀叶轮、压缩叶轮和风叶；第一轴承，支撑主轴且位于所述膨胀叶轮和所述压缩叶轮之间；所述第一轴承的内径D1，在所述主轴的轴向上，所述第一轴承的中心位置与所述压缩叶轮的根部的距离L1，L1/D1为1.6～2.4；第二轴承，支撑主轴且位于所述压缩叶轮和所述风叶之间；所述第二轴承的内径D2，在所述主轴的轴向上，所述第二轴承的中心位置与所述压缩叶轮的根部的距离L2，L2/D2为3.1～4.1。
[0018]对支撑空气循环机主轴的轴承进行支撑位置上的限定，能确保轴承处于主轴的振型节点上，这样轴承所承受的振动大幅减小，甚至为零，使得在主轴高速转动产生的振动对轴承的破坏性低，使得轴承可靠性得到提高。
附图说明
[0019]图1为本申请实施例的空气循环机的结构示意图；
[0020]图2为本申请实施例的主轴组件的结构示意图；
[0021]图3为本申请实施例的空气循环机的外部示意图；
[0022]图4为本申请实施例的第一轴承设置位置振动相对变化的示意图；
[0023]图5为本申请实施例的第二轴承设置位置振动相对变化的示意图；
[0024]图6为本申请实施例的主轴组件的模态振型示意图。
[0025]附图标记表示为：
[0026]1、主轴；11、膨胀叶轮；12、压缩叶轮；121、根部；13、风叶；14、止推盘；15、止推轴承；16、轴向定位件；2、第一轴承；21、第一中心线；3、第二轴承；31、第二中心线。
具体实施方式
[0027]结合参见图1至图5所示，根据本申请的实施例，一种空气循环机主轴组件，包括：
[0028]主轴1，所述主轴1上依次设置有膨胀叶轮11、压缩叶轮12和风叶13；
[0029]第一轴承2，支撑主轴1且位于所述膨胀叶轮11和所述压缩叶轮12之间；所述第一轴承2的内径D1，在所述主轴1的轴向上，所述第一轴承2的中心位置与所述压缩叶轮12的根部的距离L1，L1/D1为1.6～2.4；
[0030]第二轴承3，支撑主轴1且位于所述压缩叶轮12和所述风叶13之间；所述第二轴承3的内径D2，在所述主轴1的轴向上，所述第二轴承3的中心位置与所述压缩叶轮12的根部121的距离L2，L2/D2为3.1～4.1。
[0031]由于空气循环机的主轴1上依次设置膨胀叶轮11、压缩叶轮12和风叶13，基于主轴1为高速运转部件，结合膨胀叶轮11、压缩叶轮12和风叶13对主轴1径向上的作用力，使得主轴1本身会发生模态振型的变化，包括主轴1部分沿径向发生形变，比如主轴1中部凸起而两端向下弯曲，会存在两个不同位置上的振型节点。若对主轴1进行支撑的第一轴承2和第二轴承3，不设在两个振型节点的位置上，必然使得主轴1与两个轴承发生振动，造成摩擦功耗大，产品寿命缩短。
[0032]如图6所示空气循环机主轴组件的模态振型图，图中网格变形为主轴组件的第一阶模态振型，其中存在两个振型节点，即网格变形与水平放置的主轴1存在的两个交点。主轴组件按第一阶模态阵型振动时，这两个交点的振动为零。根据振动理论知识可知，在设计
转速范围内，主轴组件的结构振动变形主要是由刚体振动和第一阶模态振型线性组合而成。于是，将每个振型节点的位置布置一个轴承，主轴组件的振动对轴承的破坏性低，轴承的可靠性更高。
[0033]本申请结合主轴1的振型节点，将第一轴承2和第二轴承3设在主轴1上振型节点的位置上，对主轴1进行支撑，此时主轴1径向上振动最小，甚至为零，这样在主轴1高速转动产生的径向振动对轴承的破坏性大大降低，使得轴承可靠性得到提高，从而减小了噪声，以及提高了使用寿命。
[0034]对于上述的第一轴承2或第二轴承3在主轴1轴向上的中心位置，如图1所示，是指每个轴承在该轴向上投影长度的中点，相应的，经过此中点且垂直轴向的中心线为：第一中心线21和第二中心线31；而压缩叶轮12本身包含有根部121，是指叶片与轮毂的交点位置。
[0035]在一些实施例中，第一轴承2和所述第二轴承3在所述主轴1的轴向上长度均为W，且D1＝D2＝D，W/D为0.8～1.2。
[0036]传统结构中，第一轴承2和第二轴承3的结构参数，包括轴向上的长度，以及内径均为相同，而本申请中对两个轴承的W/D进行了范围限定：W/D为0.8～1.2，若取值大于此范围，可靠性变差，且摩擦功耗过大；若取值小于此范围，轴承的承载力不够。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气循环机主轴组件，其特征在于，包括：主轴(1)，所述主轴(1)上依次设置有膨胀叶轮(11)、压缩叶轮(12)和风叶(13)；第一轴承(2)，支撑所述主轴(1)且位于所述膨胀叶轮(11)和所述压缩叶轮(12)之间；所述第一轴承(2)的内径D1，在所述主轴(1)的轴向上，所述第一轴承(2)的中心位置与所述压缩叶轮(12)的根部(121)的距离L1，L1/D1为1.6～2.4；第二轴承(3)，支撑所述主轴(1)且位于所述压缩叶轮(12)和所述风叶(13)之间；所述第二轴承(3)的内径D2，在所述主轴(1)的轴向上，所述第二轴承(3)的中心位置与所述压缩叶轮(12)的根部(121)的距离L2，L2/D2为3.1～4.1。2.根据权利要求1所述的空气循环机主轴组件，其特征在于，所述第一轴承(2)和所述第二轴承(3)在所述主轴(1)的轴向上长度均为W，且D1＝D2＝D，W/D为0.8～1.2。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建平，符渡，沈军，陈云飞，于艳翠，刘茂龙，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：