CN101324230A - 一种具有新型传动机构的往复压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机领域，特别涉及一种具有新型传动机构的往复压缩机，该压缩机适用于冰箱、空调等小功率应用领域。它包括：机体，设置在机体前部的轴承座、轴承、主轴，设置在机体后部的气缸和活塞，与活塞固定连接的活塞杆，其特征在于，还包括设置在主轴顶端的转鼓，转鼓上设置沿轴向有波峰和波谷的回转槽；所述活塞杆含有连杆、与活塞固定连接的传动杆、设置在连杆两端的两个滑动杆臂，每个滑动杆臂的另一端设置有杆销，所述杆销嵌合在所述回转槽内，所述传动杆的另一端固定连接在连杆中部；所述机体内壁设置有两条导向槽，活塞杆的滑动杆臂嵌合在导向槽内。

Description

一种具有新型传动机构的往复压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，特别涉及一种具有新型传动机构的往复压缩机，该压缩机适用于冰箱、空调等小功率应用领域。

背景技术

现有的往复压缩机，一般采用曲柄连杆机构，活塞往复运动存在不平衡惯性力，都伴随有倾覆力矩，振动和噪音比较大，而且曲轴制造复杂，不利于提高压缩机的静音性能和节约制造成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有新型传动机构的往复压缩机，它结构简单紧凑、体积小、重量轻、能够实现更好的静音性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术解决方案予以实现：一种具有新型传动机构的往复压缩机，包括：机体，设置在机体前部的轴承座、轴承、主轴，设置在机体后部的气缸和活塞，与活塞固定连接的活塞杆，其特征在于，还包括设置在主轴顶端的转鼓，转鼓上设置沿轴向有波峰和波谷的回转槽；所述活塞杆含有连杆、与活塞固定连接的传动杆、设置在连杆两端的两个滑动杆臂，每个滑动杆臂的另一端设置有杆销，所述杆销嵌合在所述回转槽内，所述传动杆的另一端固定连接在连杆中部；所述机体内壁设置有两条导向槽，活塞杆的滑动杆臂嵌合在导向槽内。

本发明的进一步特点在于：

(1)所述活塞杆中的连杆、传动杆、滑动杆臂和杆销为一整体结构。

(2)所述活塞杆的滑动杆臂通过间隙配合或者轴承嵌合在导向槽内。

(3)所述主轴和转鼓为一整体结构。

(4)所述回转槽的型线采用周期性的光滑曲线。

(5)所述轴承为三个，中间为深沟球轴承，两侧分别为角推力轴承，两个角推力轴承安装方向相反。

由于本发明利用转鼓和活塞杆实现活塞的往复运动，结构简单紧凑，设备体积小、重量轻；所述主轴和转鼓可以做为一整体结构，所述活塞杆中的连杆、传动杆、滑动杆臂和杆销可以做为一整体结构，相对于普通的曲柄连杆机构的曲轴箱，结构更加简单紧凑，制造方便，有利于节约成本；所述回转槽的型线采用周期性的光滑曲线，不平衡惯性力小，基本没有旋转惯性力；而且可以很方便地优化活塞的速度和加速度，朝有利于气体换热和减小作用力的方向发展，从而可以减小气体压缩过程指数，降低排气温度。本发明中，作用于机体的力的方向不变，只有大小会发生相应的变化，变化幅度不大，在可以接受的范围内，这和回转压缩机相类似，震动小，噪声小，对安装基础要求低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明往复压缩机的结构示意图；

图2是图1的A-A向剖面示意图；

图3是本发明往复压缩机中活塞杆的示意图；

图4是本发明往复压缩机中转鼓的俯视示意图；

图5是本发明往复压缩机中转鼓的侧向示意图；

图6是回转槽型线建模的坐标指示图；

图7是回转槽型线的展开图；

其中：1为机体；2为活塞杆；3为转鼓；4为活塞；5为汽缸；6为轴承；7为主轴；8为回转滑槽；21为传动杆；22为连杆；23为滑动杆臂；24为杆销。

具体实施方式

参照图1、2，本发明的一个具体往复压缩机，结构包括：

机体1，机体1的前部设轴承座、轴承3、主轴7，轴承座安装三个轴承6，用来支持主轴7和转鼓3的转动，中间为深沟球轴承，两边两个轴承为反向安装的角推力轴承，用来承受双向的轴向力，由于在吸气过程中转鼓3所受的向机体1前部的轴向力很小，因此用轴承的紧固力就可以防止转鼓3向盖侧移动。机体1的前端安装电机，同时根据需要，在前端安装轴承盖或者是用电机的自身来防止轴承轴向移动。

活塞杆2，详细结合图3所示，包含有连杆22、与活塞4固定连接的传动杆21、设置在连杆22两端的两个滑动杆臂23，每个滑动杆臂23的另一端设置有杆销24，所述传动杆21的另一端固定连接在连杆22中部；所述机体1内壁设置有两条导向槽，活塞杆的滑动杆臂23嵌合在导向槽内。所述活塞杆2中的连杆22、传动杆21、滑动杆臂21和杆销24也可以为一整体结构；机体1上开有的两条导向槽，活塞杆2的杆臂通过间隙配合或者是轴承嵌合在导向槽中，可以防止活塞杆2随同转鼓3转动，使其只能沿轴向运动。

转鼓3，详细如图4和图5所示，此处转鼓3和主轴7可以做为一体的，转鼓3上设置沿轴向有波峰和波谷的回转槽8，杆销24嵌合在所述回转槽8内，二者相互啮合。回转槽8的波峰波谷的轴向距离即为压缩机的行程。回转槽8上可以镶嵌自润滑材料来减小摩擦，如巴氏合金。为了防止杆销24在回转槽8处卡死，可以提高活塞杆刚度。

参照图6、图7，所述回转槽8的型线采用周期性的光滑曲线。本实施例中，其参数方程表示为：

$\left\{\begin{array}{c}x\left(t\right)=r\cos \mathrm{wt}\\ y\left(t\right)=r\sin \mathrm{wt}\\ z\left(t\right)=f\left(t\right)=g\left(l\right)\end{array}\right.$

其中： $g\left(l\right)=A(1-\cos \frac{2}{r}l),$ l＝rθ＝rwt，所以f(t)＝A(1-cos2wt)，当然，回转槽8的型线还可以改进，不一定是余弦，也可以是其他的二次曲线，例如：抛物线、摆线。

各坐标轴的定义如图6所示，坐标原点为点A在转鼓3轴线上的投影点o，X轴、Y轴为点A所在转鼓3横截面的平面直角坐标轴，Z轴为主轴轴线，其正方向由转鼓3指向电机侧；r为转鼓半径，θ为主轴转角，w为角速度。

图7所示回转槽8的展开方法为：沿转鼓3圆柱面的一条母线将圆柱侧面展开成一个矩形，如图中的长方形框，其中类似余弦曲线的部分为滑槽，而中间用虚线表示的矩形为圆柱面轮廓的投影。

由上述回转槽8的型线参数方程公式可知，活塞的速度和加速度分别为：

$v=\frac{\mathrm{dz}}{\mathrm{dt}}=f^{\′}\left(t\right)$

$a=\frac{\mathrm{dv}}{\mathrm{dt}}=f^{\′\′}\left(t\right)$

本发明的传动主要依靠回转槽8，杆销24沿回转槽8相对运动。因此只要合理的设计回转槽8的型线，就可以使活塞2的速度和加速度朝有利于气体换热和减小作用力的方向发展，从而可以优化设计，减小气体压缩过程指数，降低排气温度，同时优化转鼓和电机的受力，使负载均匀，震动小。

本发明在安装时，先将活塞杆2和转鼓3安装在一起，然后装进机体1中。当转鼓3转动时，带动杆销24沿着回转槽8滑动，由于活塞杆2的滑动杆臂23只能沿轴向运动，而且回转槽8有波峰波谷，具有连续的周期性，所以活塞杆2的杆销24就在回转槽8的推动下沿轴向作周期性的连续运动，带动活塞杆2往复运动，从而实现活塞4压缩气体。在本发明中，活塞杆2和活塞4的连接是抽象、示意性的，不限定于一种形式，可以有多种连接方式。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明的宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多的形式，比如改变导向槽的润滑方式等等，这些均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种具有新型传动机构的往复压缩机，包括：机体，设置在机体前部的轴承座、轴承、主轴，设置在机体后部的气缸和活塞，与活塞固定连接的活塞杆，其特征在于，还包括设置在主轴顶端的转鼓，转鼓上设置沿轴向有波峰和波谷的回转槽；所述活塞杆含有连杆、与活塞固定连接的传动杆、设置在连杆两端的两个滑动杆臂，每个滑动杆臂的另一端设置有杆销，所述杆销嵌合在所述回转槽内，所述传动杆的另一端固定连接在连杆中部；所述机体内壁设置有两条导向槽，活塞杆的滑动杆臂嵌合在导向槽内。

2、根据权利要求1所述一种具有新型传动机构的往复压缩机，其特征在于，所述活塞杆中的连杆、传动杆、滑动杆臂和杆销为一整体结构。

3、根据权利要求1所述一种具有新型传动机构的往复压缩机，其特征在于，所述活塞杆的滑动杆臂通过间隙配合或者轴承嵌合在导向槽内。

4、根据权利要求1所述一种具有新型传动机构的往复压缩机，其特征在于，所述主轴和转鼓为一整体结构。

5、根据权利要求1所述一种具有新型传动机构的往复压缩机，其特征在于，所述回转槽的型线采用周期性的光滑曲线。

6、根据权利要求1所述一种具有新型传动机构的往复压缩机，其特征在于，所述轴承为三个，中间为深沟球轴承，两侧分别为角推力轴承，两个角推力轴承安装方向相反。

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