CN101614200A

CN101614200A - 机车用无油压缩机

Info

Publication number: CN101614200A
Application number: CN200910144157A
Authority: CN
Inventors: 钱则刚; 张成彦; 刘岑; 高相家; 谭跃进
Original assignee: Hefei General Machinery Research Institute Co Ltd
Current assignee: Hefei General Machinery Research Institute Co Ltd
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2009-12-30

Abstract

本发明属于空气压缩机技术领域，涉及一种机车用无油压缩机，具体地说是一种偏心块－连杆往复活塞全无油润滑压缩机，包括电机、气缸、活塞连杆组件、气阀组件、冷却风扇等构件，其中两个气缸对称的布置在电机轴的上、下方，也可以左右布置，两只气缸同轴。连杆通过向心球轴承、偏心块套在电机轴上，每只连杆小头内均装有两只具有单侧密封结构的滚针轴承，此曲柄连杆机构带动活塞实现在气缸内的往复运动。在气缸和缸盖间装有进气阀、阀板、排气阀，阀板为平板式结构，设有进、排气流道。缸盖上有进、排气腔。本发明节油、环保、操作维护简单。

Description

机车用无油压缩机

技术领域

本发明属于空气压缩机技术领域，涉及一种应用于电力机车升弓系统的机车用无油压缩机，具体地说是一种偏心块-连杆往复活塞全无油润滑压缩机。

背景技术

全无油压缩机是指压缩机运动机构中和气缸内均无液体润滑油的压缩机。该种压缩机在工作过程中可以不污染作业环境和用气设备及其系统，可以避免压缩机因碳氢化合物的存在而潜在的爆炸危险，具有节油、环保、操作维护简单等优点。全无油压缩机自1954年问世以来，发展很快，近年来成为压缩机行业研究热点之一。目前，全无油压缩机在对气源要求较高的行业应用广泛，如食品、医药、化工、养殖、纺织、电子计算机、国防等。

机车用无油压缩机主要应用于我国DJ4及DJ6等大功率交流传动电力机车升弓系统，该压缩机在环境使用工况上有相当严格的要求，主要有以下几个方面：工作温度：-40℃～+70℃，工作海拔：0～2500m。我国生产的通用型压缩机无法满足以上环境工况使用要求，我国电力机车升弓系统使用的压缩机大多采用德国DüRR公司生产的压缩机，多年来该公司的产品在我国一直处于垄断地位。随着我国铁路跨越式的发展，电力机车的需求量逐年剧增，电力机车升弓系统用压缩机的国产化显得尤为重要。

发明内容

为了满足我国铁路快速发展的需要，解决我国国内现有通用型压缩机无法满足机车用压缩机环境使用工况的问题，本发明提供一种新型机车用无油压缩机，可承受高温、低温、高海拔等恶劣环境工况的使用要求。

本发明技术方案是：机车用无油压缩机，包括电机、气缸、活塞连杆组件、气阀组件、冷却风扇等构件，其中所述活塞连杆组件由活塞、活塞环、活塞销、连杆等构件组成，连杆小头通过所述活塞销与所述活塞连接；所述电机的电机轴上套装有两个偏心块，所述偏心块与所述电机轴，通过一个具有密封结构的深沟球轴承与连杆大头连接；连杆小头通过两只具有油封结构的滚针轴承与所述活塞销相连。

上述方案中，两个所述偏心块之间的错角为180°，所述深沟球轴承优选方案采用向心球轴承。

上述方案中，所述深沟球轴承与滚针轴承内均填充可承受温度范围为-40～+200℃的润滑脂。

上述方案中，所述两只滚针轴承是具有单侧密封结构的无内圈滚针轴承，并且二者是背对背组装在一起的。

所述气阀组件为一体组合式结构，包括阀板、进气阀片和排气阀片，所述进气阀片、排气阀片分别布置在所述阀板的两侧，所述阀板、进气阀片、排气阀片均设有进、排气流道，通过螺钉连同缸盖一起直接固定在气缸上。

所述阀板为平板式双流道结构，在与进、排气阀片舌簧的前端及根部相对应的阀板部位开设两个相同直径的圆孔作为进气流道。由于所述气阀组件取消了传统压缩机使用的升程限制器结构，阀片舌簧工作时的开启高度随不同海拔高度的环境条件可实现自由调节。

本发明原理在于，在所述深沟球轴承与滚针轴承内均填充可承受温度范围为-40℃～+200℃的润滑脂，该润滑脂属于高温稠化剂稠化合成油，并添加多效添加剂，具有极高的高温承受能力及高速抗剪切能力。

压缩机的相对余隙容积非常小，而较小的相对余隙容积可使得压缩机在高海拔环境条件下，压缩机压缩终了吸气时，不致于由于气缸的余隙容积内的气体膨胀体积过大而引起气缸内部负压不足，最终导致压缩机不能吸气而无法正常工作。传统无油活塞压缩机的设计进气条件均为一个大气压，没有考虑到工作地区海拔环境变化对压缩机进气舌簧阀的影响，直接使用会带来诸多问题，如低海拔工作时气阀延迟关闭或高海拔工作时气阀延迟打开等现象，使压缩机排气量不足，性能显著下降。本发明采用的新型气阀组件取消了传统压缩机使用的升程限制器结构，舌簧的开启高度随工作环境状态的不同可实现自由调节；加大了进气阀片舌簧的气体作用力的受力面积，改善了阀片舌簧部位的受力状态，使得舌簧不至于由于升起高度过大而导致折断。综合上述两种技术方案，可以很好地适应机车用无油压缩机对在低温或高温环境下及高海拔环境条件下正常工作的工况使用要求。

本发明的有益效果是：节油、环保、操作维护简单，能够提供洁净的压缩空气，不污染作业环境和用气设备及其系统，可承受高温、低温、高海拔等恶劣环境工况的使用要求。

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说明：

图1是本发明的外形示意图，

图2是本发明的剖面图，

图3是图2中A-A向剖面图，

图4是本发明的机车用无油压缩机连杆组件示意图

图5是本发明的机车用无油压缩机气阀组件装配示意图

图6是本发明的机车用无油压缩机气缸组件示意图。

1.风扇，2.向心球轴承，3.滚针轴承，4活塞销，5.气缸，6.缸盖，7.排气阀，8.阀板，9.进气阀，10.电机，11.连杆，12.活塞，13.偏心块，14.导向环，15.活塞环。

具体实施方式：

参见图1、2、3、4，机车用无油压缩机，包括电机10、气缸5、活塞连杆组件、气阀组件、风扇1等构件，其中所述活塞连杆组件由活塞12、活塞环15、活塞销4、连杆11等构件组成，连杆小头通过所述活塞销4与活塞12连接；电机轴上套装有两个偏心块13，偏心块13与电机轴，通过一个具有密封结构的向心球轴承2与连杆大头连接；连杆小头通过两只背对组装在一起的，具有单侧密封结构的无内圈滚针轴承3与活塞销4相连。电机10为直流电机，也可采用交流电机，双伸轴电机一端带动飞轮，另一端带动压缩机运转部件。气缸5至少有两只，对称的布置于电机轴的上、下方，也可以左右布置，并且两只气缸同轴。连杆11通过向心球轴承2、偏心块13套在电机轴上，每只连杆小头内均装有两只具有单侧密封结构的无内圈滚针轴承3，此曲柄连杆机构带动活塞12实现在气缸5内的往复运动，活塞12上有导向环14和活塞环15。参见图5、6，在气缸5和缸盖6间装有进气阀9、阀板8、排气阀7，阀板8为平板式结构，设有进、排气流道，进、排气阀通过缸盖螺钉连同阀板8固定在气缸5上。缸盖6上有进、排气腔。在连杆11外侧装有风扇1对连杆轴承及气缸5实施冷却。

工作时启动电动机10，电机轴通过偏心块13、向心球轴承2、连杆11、无内圈滚针轴承3、活塞销4带动活塞12在气缸5内上下往复运动，对气缸5内的空气进行吸气、压缩、排气。空气经过缸盖6上的进气口、吸气阀片9进入气缸5压缩，并最终通过排气阀片7及缸盖6上的排气口供给用气系统。在电机10转动过程中，上、下两只气缸5同时进行吸气、压缩、排气，使得压缩机在工作过程中产生的惯性力完全抵消。

Claims

1.机车用无油压缩机，包括电机、气缸、活塞连杆组件、气阀组件、冷却风扇等构件，其中所述活塞连杆组件由活塞、活塞环、活塞销、连杆等构件组成，所述连杆通过所述活塞销与所述活塞连接；其特征在于所述电机的电机轴上套装有两个偏心块，所述偏心块与所述电机轴，通过一个具有密封结构的深沟球轴承与连杆大头连接；连杆小头通过两只具有油封结构的滚针轴承与所述活塞销相连；

所述气阀组件包括阀板、进气阀片和排气阀片，所述进气阀片、排气阀片分别布置在所述阀板的两侧，所述阀板、进气阀片、排气阀片均设有进、排气流道，通过螺钉连同缸盖一起直接固定在气缸上；

所述阀板为平板式双流道结构，在与进、排气阀片舌簧的前端及根部相对应的阀板部位开设两个相同直径的圆孔作为进气流道。

2.根据权利要求1所述机车用无油压缩机，其特征在于两个所述偏心块之间的错角为180°。

3.根据权利要求1所述机车用无油压缩机，其特征在于所述深沟球轴承与滚针轴承内均填充可承受温度范围为-40～+200℃的润滑脂。

4根据权利要求1或3所述机车用无油压缩机，其特征在于所述深沟球轴承是向心球轴承。

5.根据权利要求1所述机车用无油压缩机，其特征在于所述两只具有油封结构的滚针轴承是具有单侧密封结构的无内圈滚针轴承，并且二者是背对背组装在一起的。

6.根据权利要求1所述机车用无油压缩机，其特征在于所述气缸至少有两只，并且所述两只气缸同轴，二者沿垂直方向或水平方向对称布置于所述电机轴的两侧。