一种用于线性压缩机的主动减振装置的制作方法

本实用新型涉及线性压缩机技术领域，具体涉及一种用于线性压缩机的主动减振装置。

背景技术：

线性压缩机具有大容量、高压力、低噪声、高效率及高可靠性的优点，在军、民及航天等相关领域具有广泛的应用前景。由于线性压缩机多采用单活塞的结构特点，决定了其在活塞往复运动过程中存在轴向振动较大的问题，振动问题会产生箱体共振，系统噪声放大，尤其是在光学镜头及红外领域会产生成像不稳等问题。振动问题是制约线性压缩机应用和发展的最大瓶颈，将会导致其无法满足对于振动敏感的技术领域。因此，解决线性压缩机的振动问题，有助于推动线性压缩机的应用和发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于线性压缩机的主动减振装置，该装置能够解决现有技术中线性压缩机运行过程中存在的轴向机械振动较大的问题，实现线性压缩机的广泛应用。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于线性压缩机的主动减振装置，包括与线性压缩机相连的主动减振组件。所述主动减振组件包括主动电机和分别安装在主动电机上下两端的上板簧组件与下板簧组件。

所述主动电机包括从内向外依次设置的电机轴、定子组件和动子组件；所述定子组件包括内磁极和嵌入安装在内磁极外周壁上的线圈组件；所述动子组件包括外磁极和安装在外磁极内周壁上的磁钢；所述电机轴依次穿过下板簧组件、内磁极和上板簧组件后连接至线性压缩机尾部。具体地说，所述电机轴通过连接杆刚性连接至线性压缩机尾部。

进一步的，所述上板簧组件和下板簧组件分别位于外磁极的上下两侧；所述上板簧组件与外磁极之间设有上法兰，下板簧组件与外磁极之间设有下法兰；所述上板簧组件、上法兰、外磁极、下法兰和下板簧组件通过螺栓连接在一起；所述上法兰的底部与磁钢的顶部相贴合，下法兰的顶部与磁钢的底部相贴合。

进一步的，所述上板簧组件和下板簧组件均包括若干平行设置的板簧、设置在相邻板簧外周之间的大垫片以及设置在相邻板簧内周之间的小垫片。

进一步的，所述电机轴的中下段设有凸台，所述电机轴的中上段上安装有锁紧螺母一，所述内磁极位于锁紧螺母与凸台之间，并且通过锁紧螺母一和凸台与电机轴连接在一起。

进一步的，所述外磁极的外周壁上开设有若干均匀分布的凹槽；所述外磁极上开设有若干螺栓通孔。

进一步的，所述内磁极的外周壁上开设有环形槽，轴向上预留有漆包线出口；所述线圈组件安装在该环形槽内；所述线圈组件包括线圈骨架和绕制在线圈骨架上的线圈。

进一步的，所述板簧包括圆形板材和均匀分布在圆形板材上的若干型线凹槽；所述型线凹槽包括型线首部、型线尾部、内型线、外型线和凹槽；所述内型线和外型线的同一端分别通过型线首部和型线尾部将两条曲线光滑连接成一条闭合曲线；所述凹槽位于闭合曲线中间；所述内型线和外型线的形状均为阿基米德螺旋线或渐开线，所述型线首部和型线尾部均为多段圆弧首尾相连而成的连接曲线。

进一步的，所述圆形板材的中间开设有轴安装孔，外周开设有若干均匀分布的螺栓安装孔。

进一步的，所述动子组件的质量与板簧的刚度满足关系式其中，m表示动子组件的质量，k表示板簧的总刚度，f表示压缩机的运行频率。

进一步的，所述主动减振组件是在被动减振器的基础上增加主动电机绕动力，并通过调整主动减振组件与线性压缩机驱动电压的相位和幅值来实现减振功能，保证主动减振组件与线性压缩机驱动电压的相位之和为0。

由以上技术方案可知，本实用新型所述的主动减振装置是在被动减振器的基础上布置主动电机，即在被动减振的基础上辅以电机扰动力，并通过调整主动减振装置与线性压缩机的相位，以较小的功耗实现减振功能。本实用新型所述的主动减振装置采用动磁式线圈内置的结构形式，将线圈绕制在内磁极预留的环槽上形成定子组件，磁钢粘接到外磁极内壁上并通过两端的上、下法兰限位，形成动子组件，定子组件、动子组件通过板簧支撑并与电机轴固定。可以避免飞线问题，在充分保证线性压缩机的性能及可靠性的同时，有效降低了压缩机的振动，并同时具备基频和倍频减震功能。本实用新型所述的主动减振装置的动子质量、板簧刚度及运行频率均可调，可满足不同运行频率压缩机减振需求。线性压缩机往复运动产生的机械振动通过与压缩机刚性连接的连接杆传递到减振器的动子组件上，通过动子组件的往复运动并辅以电机扰动力来抵消压缩机的轴向振动。本实用新型具有结构简单、功耗低、可靠性高、实用性广泛、运行频率可调等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是外磁极的结构示意图；

图3是板簧组件的结构示意图；

图4是本实用新型的安装结构示意图。

其中：

100、动子组件，101、外磁极，102、磁钢，1011、凹槽，1012、螺栓通孔，200、定子组件，201、内磁极，202、线圈，203、线圈骨架，300、上板簧组件，301、板簧，3011、圆形板材，3012、轴安装孔，3013、螺栓安装孔，3014、型线首部，3015、型线尾部，3016、内型线，3017、外型线，3018、凹槽，302、大垫片，303、小垫片，400、电机轴，401、锁紧螺母一，402、垫片一，403、凸台，404、锁紧螺母二，405、垫片二，501、上法兰，502、下法兰，601、螺栓，602、螺母，700、线性压缩机，701、连接杆，702、电源线，800、下板簧组件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1-图4所示的一种用于线性压缩机的主动减振装置，包括与线性压缩机700相连的主动减振组件。所述主动减振组件包括主动电机和分别安装在主动电机上下两端的上板簧组件300与下板簧组件800。

所述主动电机包括从内向外依次设置的电机轴400、定子组件200和动子组件100；所述定子组件200包括内磁极201和嵌入安装在内磁极201外周壁上的线圈组件；所述动子组件100包括外磁极101和安装在外磁极101内周壁上的磁钢102；所述电机轴400依次穿过下板簧组件800、内磁极201和上板簧组件300后连接至线性压缩机尾部。具体地说，所述电机轴400通过连接杆701刚性连接至线性压缩机700尾部。连接杆701上预留有螺纹，用于螺纹连接到线性压缩机700上。线性压缩机700往复运动产生的机械振动通过与压缩机刚性连接的连接杆701传递到动子组件100上，通过动子组件100的往复运动并辅以电机扰动力来抵消线性压缩机700的轴向振动。

进一步的，所述上板簧组件300和下板簧组件800分别位于外磁极101的上下两侧。动子组件100通过两端的板簧组件支撑。所述上板簧组件300与外磁极101之间设有上法兰501，下板簧组件800与外磁极101之间设有下法兰502；所述上板簧组件300、上法兰501、外磁极101、下法兰502和下板簧组件800通过螺栓601和螺母602连接在一起；所述上法兰501的底部与磁钢102的顶部相贴合，下法兰502的顶部与磁钢102的底部相贴合。磁钢102的上下两端分别通过上法兰501、下法兰502限位，上法兰501、下法兰502通过外磁极101内壁限位。本实用新型所述的主动减振装置，是在被动减振器的基础上增加主动电机绕动力，并通过调整主动减振组件与线性压缩机的驱动电压相位，保证两者驱动电压的相位之和为0，以较小的功耗实现减振功能。

进一步的，所述上板簧组件300和下板簧组件800均包括若干平行设置的板簧301、设置在相邻板簧301外周之间的大垫片302以及设置在相邻板簧301内周之间的小垫片303。

进一步的，所述电机轴400的中下段设有凸台403，所述电机轴400的中上段上安装有锁紧螺母一401与垫片一402，所述内磁极201位于锁紧螺母401与凸台403之间，并且通过锁紧螺母一401和凸台403与电机轴400锁紧固定在一起。

如图2所示，所述外磁极101的外周壁上开设有若干均匀分布的凹槽1011；所述外磁极101上开设有若干螺栓通孔1012。所述外磁极101采用电工棒一体加工而成。所述凹槽1011，一方面具有散热功能，另一方面可通过调整凹槽的宽度来调整动子的质量。所述螺栓通孔1012，用于螺栓601穿过。所述螺栓601及螺母602，用于将动子组件、上板簧组件、上法兰、下法兰、下板簧组件固定连接在一起。

进一步的，所述内磁极201的外周壁上开设有环形槽，轴向上设有漆包线出口。所述线圈组件安装在该环形槽内；所述线圈组件包括线圈骨架203和绕制在线圈骨架203上的线圈202。所述内磁极201采用电工棒加工而成。

如图3所示，所述板簧301包括圆形板材3011和均匀分布在圆形板材3011上的若干型线凹槽。所述型线凹槽包括型线首部3014、型线尾部3015、内型线3016、外型线3017和凹槽3018；所述内型线3016和外型线3017的同一端分别通过型线首部3014和型线尾部3015将两条曲线光滑连接成一条闭合曲线；所述凹槽3018位于闭合曲线中间；所述内型线3016和外型线3017的形状均为阿基米德螺旋线或渐开线，所述型线首部3014和型线尾部3015均为多段圆弧首尾相连而成的连接曲线。所述圆形板材3011的中间开设有轴安装孔3012，外周开设有若干均匀分布的螺栓安装孔3013。所述板簧301采用具有某种特性的金属钢板材加工而成。设计时通过调整内型线3016、外型线3017、型线首部3014和型线尾部3015的长度和距离，来调整板簧的刚度；并通过调整型线首部3014和型线尾部3015的过渡连接圆弧的形状来减少板簧应力集中现象，从而延长板簧的使用寿命。所述轴安装孔3012，用于电机轴400通过。所述螺栓安装孔3013，用于螺栓601通过。所述轴安装孔3012与型线凹槽的距离适中，避免板簧应力集中的发生。

进一步的，所述动子组件100质量、板簧301的刚度以及线性压缩机700的运行频率均可调，可满足不同运行频率压缩机的减振需求。所述动子组件100的质量与板簧301的刚度满足关系式其中，m表示动子组件的质量，k表示板簧的总刚度，f表示压缩机的运行频率。

进一步的所述主动减振装置是在被动减振器的基础上增加主动电机绕动力，并通过调整主动减振组件与线性压缩机驱动电压的相位和幅值来实现减振功能，保证主动减振组件与线性压缩机驱动电压的相位之和为0。

本实用新型的具体装配过程为：

首先，将磁钢102安装到外磁极101内壁，保证磁钢102缝隙与外磁极101轴向凹槽对齐，磁钢102通过上下法兰轴向限位，磁钢102、上法兰501、下法兰502及外磁极101形成动子组件100。其次，将线圈骨架203安装到内磁极201上并绕制好线圈202形成定子组件200，定子组件200安装到电机轴400上，下端通过凸台403定位，上端通过锁紧螺母一401和垫片一402固定。再次，将电机轴400及定子组件200装配到动子组件100内，两端依次安装上板簧组件300和下板簧组件800，并且相邻板簧301通过大垫片302和小垫片303隔开。电机轴400的上端穿过上板簧组件300后连接至连接杆702上，通过连接杆702连接在线性压缩机700的尾部；电机轴的下端穿过下板簧组件后，通过锁紧螺母二404与垫片二405将上板簧组件、定子组件与下板簧组件固定连接在一起。最后，采用螺栓601依次穿过上板簧组件、上法兰、外磁极、下法兰和下板簧组件，并采用螺母602锁紧，从而通过上下板簧组件将定子组件与动子组件连接在一起。安装时动子组件100与线性压缩机700尾部预留空间，一方面保证主动减振装置正常工作需求，另一方面预留压缩机的电源线702安装空间。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。