CN103557139A - 一种具有容差式限转机构的无油压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明属于压缩机技术领域，涉及一种具有容差式限转机构的无油压缩机，包括活塞、连杆、轴箱、驱动轴和摆盘，其特色在于设置有控制摆盘围绕驱动轴轴线转动角度幅值的容差式限转机构，该限转机构包括有一个摇臂，摇臂的一端采用球铰接结构直接与摆盘配接或者经由一个摆盘销间接与摆盘配接、摇臂的另一端采用球铰接结构直接与轴箱配接或者经由一个轴箱销间接与轴箱配接。由于摆臂的两端头均采用球铰接结构分别与摆盘和轴箱配接，事实上构成了万向连接的配合模式，因此能很好地适应或容纳各种误差和变形，亦即对误差与变形不再敏感，换言之即使是在较大制造误差、装配误差和受力变形及温差变形的情形下也能保证压缩机及其限转机构可靠地运行工作。

Description

一种具有容差式限转机构的无油压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，涉及无油压缩机，具体地说涉及具有限转机构的斜盘类无油压缩机。

背景技术

中国专利申请CN103291588A和CN103291581A公布了若干能实现无油输出高压工质的斜盘类压缩机，包括斜轴式压缩机和斜盘式压缩机，上述专利提供的压缩机包括有活塞、连杆、驱动轴和摆盘；对于斜轴式压缩机，还包括有一个与驱动轴轴线倾斜布局的斜轴，该斜轴与驱动轴紧固连接或者与驱动轴为一体结构制作，所述摆盘可转动地套装在斜轴上并受到斜轴的驱动；对于斜盘式压缩机，包括有一个驱动盘，该驱动盘与驱动轴紧固连接或者与驱动轴为一体结构制作，驱动盘上设有一个与驱动轴轴线倾斜布局的驱动平面，所述摆盘直接或间接地被该驱动盘的驱动平面所驱动；上述压缩机为了限制摆盘发生过大幅度的环绕驱动轴轴线的转动，均设置有一个限转机构，所述限转机构包括有一个摆盘销、一个摇臂和一个轴箱销，所述摆盘销的一端与摇臂配接、摆盘销的另一端与摆盘配接，所述轴箱销的一端与摇臂配接、轴箱销的另一端与轴箱配接，摇臂可绕轴箱销轴线转动、摆盘可绕摆盘销轴线转动。上述压缩机的箱体为开放式结构，其腔内不放置液态润滑油，因此避免了有油压缩机中液态润滑油飞溅进气缸内的现象，另外压缩机的活塞上配置有自润性材料制成的密封环，故能保证压缩机输出的高压工质基本不含润滑油。

然而，上述专利申请所公布的斜轴式压缩机或者斜盘式压缩机以及它们所采用的限转机构，仍然有值得进一步改进的地方，主要表现在它们对各种误差和变形非常敏感，以至于需要提高制造精度、装配精度以及加强刚性和选用好的材料及处理工艺才能保障压缩机的工作可靠性，结果造成压缩机的生产成本上升。事实上，上述压缩机及其所采用的限转机构对各运动副的位置及姿态要求非常精准，当出现稍大一些的误差和变形时，比如驱动轴轴线与轴箱销轴线不相交、摆盘销轴线或轴箱销轴线与摆盘的工作平面的不动点偏离较大等等，均会极大地增加压缩机主要运动副尤其是限转机构的运动副出现撞击甚或出现干涉的可能性，由此造成较大的机械噪声并降低零件抵抗疲劳破坏的能力，以至造成压缩机不能正常工作。

发明内容

本发明提供一种具有容差式限转机构的无油压缩机，目的在于能较大幅度地适应和容纳压缩机各机构及零件中出现的各种误差和变形，从而保障压缩机工作运转的可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有容差式限转机构的无油压缩机，包括活塞、连杆、轴箱、驱动轴和摆盘，所述驱动轴上设置有斜轴或驱动盘，所述摆盘受斜轴或者驱动盘驱动，其特征在于：设置有控制摆盘围绕驱动轴轴线转动角度幅值的容差式限转机构，该限转机构包括有一个摇臂，摇臂的一端采用球铰接结构直接与摆盘配接或者经由一个摆盘销间接与摆盘配接、摇臂的另一端采用球铰接结构直接与轴箱配接或者经由一个轴箱销间接与轴箱配接。

上述摇臂与摆盘或者摇臂与摆盘销配接的部位为球头结构、摇臂与轴箱或者摇臂与轴箱销配接的部位也为球头结构。

上述摇臂的杆身呈杆状，摇臂两端球头结构的球心连线与摆盘不相交。

上述摇臂的杆身呈直杆状。

上述摇臂与摆盘配接球头结构的球心至摆盘工作平面不动点的连线、摇臂两端球头结构球心的连线，上述两条连线构成的作用角的角度范围在60度至120度之间。

上述摇臂与摆盘相配接一端的球头结构的球心落在摆盘的工作平面上。

上述活塞与连杆紧固连接或者为一体结构制作，所述连杆与摆盘采用球铰接配合连接。

上述连杆与摆盘的球头连接球心落在摆盘的工作平面上。

上述的压缩机为斜轴式压缩机，其斜轴轴线、驱动轴轴线、摆盘工作平面交汇于一个不动点上。

本发明一种具有容差式限转机构的无油压缩机，由于摆臂两端头采用球铰接结构与摆盘及轴箱相配接的结构方式，事实上构成了万向连接的配合模式，因此能很好地适应或者容纳各种误差和变形，亦即对误差和变形不再敏感，换言之即使是在较大制造误差、装配误差和受力变形以及温差变形的情形下也能保证压缩机及其限转机构可靠地运行工作。

附图说明

图1是本发明一种具有容差式限转机构无油压缩机为斜轴式压缩机并且其摇臂呈弯杆状的轴测示意图；

图2是本发明一种具有容差式限转机构无油压缩机为斜轴式压缩机并且其摇臂呈直杆状的轴测示意图；

图3是图2所示一种具有容差式限转机构无油压缩机的限转机构示意图。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—3：

一种具有容差式限转机构的无油压缩机，包括活塞1、连杆2、轴箱3、驱动轴4和摆盘5，所述驱动轴4上设置有斜轴4a（参见图1至图3）或者驱动盘（图中未示出），所述摆盘5受斜轴4a或驱动盘驱动，本发明的特色在于：设置有控制摆盘5围绕驱动轴轴线O1转动角度幅值的容差式限转机构，该限转机构包括有一个摇臂6，摇臂6的一端采用球铰接结构7直接与摆盘5配接（图中未示出）或者经由一个摆盘销8间接与摆盘5配接（如图1所示）、摇臂6的另一端采用球铰接结构7直接与轴箱3配接（如图1所示）或者经由一个轴箱销9间接与轴箱3配接（如图2所示），与现有技术相比，本发明的摆臂6两端头采用球铰接结构7与摆盘5及轴箱3相配接的结构方式，事实上构成了万向连接的配合模式，因此能很好地适应或者容纳各种误差和变形，亦即对误差和变形不再敏感，换句话说即使是在较大制造误差、装配误差和受力变形以及温差变形的情形下也能保证压缩机及其限转机构可靠地运行工作。需要说明的是，当压缩机采用斜轴形式布局时，压缩机的斜轴4a与驱动轴4紧固连接或者斜轴4a与驱动轴4为一体结构制作，此时斜轴轴线O2与驱动轴轴线O1呈倾斜状态，最佳形式是斜轴轴线O2与驱动轴轴线O1呈倾斜相交的布局（如图3所示），斜轴式的压缩机其摆盘5可转动地套装在斜轴4a上并受斜轴4a的驱动而运动。本发明压缩机无论是采用斜轴式布局（如图1至图3所示）还是采用斜盘式布局（图中未示出），均可以定义出摆盘5的工作平面P，工作平面P可以经过或穿过摆盘5的实体也可以经过或穿过摆盘5的虚空间，但工作平面P始终跟随摆盘5一起运动并保持相对于摆盘5的位置及姿态不变，工作平面P与驱动轴轴线O1为非垂直且非平行的斜交布局，显然，符合上述条件的平面具有无限多个，因此需要结合具体情况选定一个最适宜的平面作为摆盘5的工作平面P，另外,本发明将工作平面P与驱动轴轴线O1的交点Q定义为摆盘5之工作平面P的不动点（如图3所示）。需要指出的是，本发明中的摆盘销8既可以与摆盘5一体制作、也可以单独制作后紧固连接到摆盘5上（如图1所示），轴箱销9既可以与轴箱3一体制作、也可以单独制作后紧固连接到轴箱3上（如图2所示），当然摆盘销8还可以单独制作后与摆盘5动配合配接如转动配合连接，而轴箱销9也可以单独制作后与轴箱3动配合配接如转动配合连接。另外还需要指出的是，本发明中所说的球铰接结构7既包括球关节结构也包括球头铰接结构，其中一种较佳方式为：摇臂6与摆盘5或者摇臂6与摆盘销8配接的部位为球头结构、摇臂6与轴箱3或者摇臂6与轴箱销3配接的部位也为球头结构，这里所说的球头结构可以是将摇臂6作配接的端头部位做成球头（如图1和图2所示）并与摆盘5或摆盘销8配接、也可以是将摆盘5或摆盘销8的配接部位做成球头（图中未示出）并与摇臂6配接、还可以将轴箱3或轴箱销9做配接的部位做成球头（如图2所示）并与摇臂6配接，当然本发明所说的球头结构还包括将摆盘销8做成球头并与摆盘5配接或/和将轴箱销9做成球头并与轴箱3配接。

本发明中的摇臂6其杆身的形式可以是柱杆状、板片状等等，其中以杆身呈杆状为较佳结构形式，包括各种圆柱杆状、矩形杆状、锥柱杆状或异形柱杆等，亦即本发明的摇臂6的杆身横断截面可以是圆形、矩形、方形、工字型和其它异形等等，另外沿着杆身的长度方向可以是等截面不变的杆也可以是等截面变化的杆，无论何种杆状，摇臂6两端球头结构的球心连线（指直线连线）既可以穿越杆身的实体部分也可以不穿越杆身的实体部分，特别地，当摇臂6采用弯杆形式时（如图1所示）上述球心连线可以不穿越杆身的实体，将上述球心连线设置成与摆盘5不相交有助于避免摇臂6与摆盘5发生干涉。显然，为了简化制造工艺以及运动的稳定性，将摇臂6的杆身设计成直杆状是有利的（如图2所示）。上述摇臂6与摆盘5配接球头结构的球心到摆盘5工作平面P不动点Q的连线、摇臂6两端球头结构球心的连线，上述两条连线构成的那个小于180度的角即为摇臂6对摆盘5的作用角δ（如图3所示），当作用角δ等于或接近90度时摇臂6限制摆盘5转动的效率最佳，考虑到压缩机运转时摇臂6的位置和姿态是变动的，因此将作用角δ的角度范围限制在60度至120度之间是一个综合效果较优的选择。为了摇臂6在工作过程中摇摆起伏的变化更加均匀，可以将摇臂6与摆盘5配接的一端、其摇臂6的球头结构的球心落在摆盘5的工作平面P上。

本发明为了能够实现无油输出压缩工质，将采用开放式的轴箱3结构，此时轴箱3将不放置液态的润滑油，这种情形下，若将活塞1与连杆2紧固连接或为一体结构制作，则活塞1与连杆2的连接不存在需要润滑的运动配合，另外可以方便地在活塞1上设置自润性材料制作的密封环，在此背景下，将连杆2与摆盘5的配合采用球铰接配合连接（图中未示出）则可以非常方便地在它们的配合处放置润滑油或润滑油脂，无疑有助于实现压缩机的无油输出。需要指出的是，当将连杆2与摆盘5的配合采用球铰接配合连接时，各球铰接的球心S以处在摆盘5的工作平面P上为最佳（如图3所示）。本发明若为斜轴式压缩机时，若将斜轴4a的斜轴轴线O2设置成与驱动轴轴线O1及摆盘5的工作平面P交汇于一点（亦即交汇于不动点Q），则压缩机的布局将为最佳而压缩机的运转将更加平稳，图3所示即为这种情形。

本发明一种具有容差式限转机构的无油压缩机，由于摆臂6两端头采用球铰接结构7与摆盘5及轴箱3相配接的结构方式，事实上构成了万向连接的配合模式，因此能很好地适应或者容纳各种误差和变形，亦即对误差和变形不再敏感，换言之即使是在较大制造误差、装配误差和受力变形以及温差变形的情形下也能保证压缩机及其限转机构可靠地运行工作。

述实施例仅为本发明的若干较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依照本发明的结构、形状、原理所做的各种等效变化，均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有容差式限转机构的无油压缩机，包括活塞、连杆、轴箱、驱动轴和摆盘，所述驱动轴上设置有斜轴或者驱动盘，所述摆盘受斜轴或者驱动盘驱动，其特征在于：设置有控制摆盘围绕驱动轴轴线转动角度幅值的容差式限转机构，该限转机构包括有一个摇臂，摇臂的一端采用球铰接结构直接与摆盘配接或者经由一个摆盘销间接与摆盘配接、摇臂的另一端采用球铰接结构直接与轴箱配接或者经由一个轴箱销间接与轴箱配接。

2.根据权利要求1所述的一种具有容差式限转机构的无油压缩机，其特征在于：摇臂与摆盘或者摇臂与摆盘销配接的部位为球头结构、摇臂与轴箱或者摇臂与轴箱销配接的部位也为球头结构。

3.根据权利要求2所述的一种具有容差式限转机构的无油压缩机，其特征在于：所述摇臂的杆身呈杆状，摇臂两端球头结构的球心连线与摆盘不相交。

4.根据权利要求3所述的一种具有容差式限转机构的无油压缩机，其特征在于：所述摇臂的杆身呈直杆状。

5.根据权利要求1至4所述的任意一种具有容差式限转机构的无油压缩机，其特征在于：摇臂与摆盘配接球头结构的球心至摆盘工作平面不动点的连线、摇臂两端球头结构球心的连线，上述的两条连线构成的作用角的角度范围在60度至120度之间。

6.根据权利要求1至4所述的任意一种具有容差式限转机构的无油压缩机，其特征在于：摇臂与摆盘相配接一端的球头结构的球心落在摆盘的工作平面上。

7.根据权利要求1至4所述的任意一种具有容差式限转机构的无油压缩机，其特征在于：所述活塞与连杆紧固连接或者为一体结构制作，所述连杆与摆盘采用球铰接配合连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有容差式限转机构的无油压缩机，其特征在于：所述连杆与摆盘的球头连接球心落在摆盘的工作平面上。

9.根据权利要求1至4所述的任意一种具有容差式限转机构的无油压缩机，其特征在于：当所述压缩机为斜轴式压缩机时，其斜轴轴线、驱动轴轴线、摆盘工作平面交汇于一个不动点上。

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