CN104265635B

CN104265635B - 一种涡旋流体机械的防自转机构

Info

Publication number: CN104265635B
Application number: CN201410500908.9A
Authority: CN
Inventors: 李超; 雷杰; 赵嫚; 牛洪涛; 任燕玲; 刘小菲
Original assignee: Lanzhou University of Technology
Current assignee: Lanzhou University of Technology
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: CN104265635A

Abstract

一种涡旋流体机械的防自转机构，主轴（11）固定在第三轴承（22）和第四轴承（24）上，主轴（11）的上端接有偏心轴（14），偏心轴（14）插入动涡旋盘（3）的毂内，主轴（11）的轴心线（oo’）与偏心轴（14）的轴心线（pp’）的偏心距为e，第一齿轮（16）的分度圆直径为d₁，第二齿轮（17）内齿的分度圆直径为d_2内，第二齿轮（17）外齿分度圆直径为d_2外，第三齿轮（7）的分度圆直径为d₃，第四齿轮（10）的分度圆直径为d₄，第五齿轮（21）的分度圆直径为d₅，则满足:d_2内‑d₁=2e，d_2外+d₃=d₄+d₅。

Description

一种涡旋流体机械的防自转机构

技术领域

本发明涉及涡旋机械，具体涉及一种防自转的结构。

背景技术

涡旋压缩机是一种新型高效的容积式压缩机,具有结构紧凑、运行平稳、噪声低等特点,与其他形式的压缩机相比较在许多方面有着较大的优势。防自转机构是涡旋压缩机的重要组成部分，其目的是防止动涡旋盘绕着主轴中心轴自转，保证动涡旋盘的旋转平动运动。涡旋压缩机常用的防自转机构有十字滑环防自转机构，特殊滚珠防自转机构，小曲柄防自转机构等。目前应用较为广泛的是十字滑环防自转机构和特殊滚珠防自转机构，然而这些防自转机构均存在各自的不足，十字滑环防自转机构为往复运动摩擦副结构，能量损耗和噪声较大，机构的耐磨、润滑要求高。特殊滚珠防自转机构则结构复杂，加工精度要求高，安装困难。上述防自转机构都难以实现无油润滑涡旋压缩机的需求，为此提出了齿轮式防自转机构。

发明内容

本发明的目的是提供一种涡旋流体机械的防自转机构。

本发明是一种涡旋流体机械的防自转机构，该涡旋流体机械包括：主轴11、偏心轴14、动涡旋盘3、静涡旋盘2、第一轴承5、第二轴承19、第三轴承22、第四轴承24、滚针轴承9、第一支架6、第二支架20、第一齿轮16、第二齿轮17、第三齿轮7、第四齿轮10、第五齿轮21、连接轴8、第一支撑环15、第二支撑环18、外壳1、底盖23、密封盖25、进气口4、排气口13，主轴11固定在第三轴承22和第四轴承24上，主轴11的上端接有偏心轴14，偏心轴14插入动涡旋盘3的毂内，主轴11的轴心线oo’与偏心轴14的轴心线pp’的偏心距为e，第一齿轮16的分度圆直径为d₁，第二齿轮17内齿的分度圆直径为d_2内，第二齿轮17外齿分度圆直径为d_2外，第三齿轮7的分度圆直径为d₃，第四齿轮10的分度圆直径为d₄，第五齿轮21的分度圆直径为d₅，则满足:

d_2内-d₁=2e，d_2外+d₃=d₄+d₅。

本发明的有益之处在于：此种机构由于只有滚动摩擦，而且是依靠齿轮传动，所以工作效率高，能量的损耗少，噪音低，机械磨损少，机构的加工精度和材料性能要求低，设备的使用寿命长，工作稳定，并且特别适合应用于无油润滑涡旋压缩机，解决了传统防自转机构润滑困难等问题，这将扩大涡旋压缩机的使用范围。由于此种机构的齿轮二（17）对齿轮一（16）提供一个支撑力F，此力F与偏心轴(14)产生的离心力始终大小相等，方向相反，并且随离心力的大小和方向的变化而变化，所以此种防自转机构可以增强涡旋压缩机的工作稳定性。

附图说明

图1是本发明涡旋压缩机的轴向半剖视图，图2是第一支架6的俯视图，图3是第一支架6和A-A向旋转剖视图，图4是第二支架20的俯视图，图5是第二支架20的C-C向半剖视图，图6是第一支撑环15的俯视图，图7是第一支撑环15的B-B向半剖视图，图8是第二支撑环18的俯视图，图9是第二支撑环18的D-D向半剖视图，图10是第一齿轮16与第二齿轮二17内啮合和第二齿轮二17与第三齿轮三7外啮合的横向剖视图，图11是第四齿轮10与第五齿轮21的外啮合视图，图12是底盖23的俯视图，图13是底盖23的E-E向半剖视图，图中26为键槽。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种种涡旋流体机械的防自转机构，包括：主轴11、偏心轴14、动涡旋盘3、静涡旋盘2、第一轴承5、第二轴承19、第三轴承22、第四轴承24、滚针轴承9、第一支架6、第二支架20、第一齿轮16、第二齿轮17、第三齿轮7、第四齿轮10、第五齿轮21、连接轴8、第一支撑环15、第二支撑环18、外壳1、底盖23、密封盖25、进气口4、排气口13，主轴11固定在第三轴承22和第四轴承24上，主轴11的上端接有偏心轴14，偏心轴14插入动涡旋盘3的毂内，主轴11的轴心线oo’与偏心轴14的轴心线pp’的偏心距为e，第一齿轮16的分度圆直径为d₁，第二齿轮17内齿的分度圆直径为d_2内，第二齿轮17外齿分度圆直径为d_2外，第三齿轮7的分度圆直径为d₃，第四齿轮10的分度圆直径为d₄，第五齿轮21的分度圆直径为d₅，则满足:

d_2内-d₁=2e ， d_2外+d₃=d₄+d₅。

如图1、图10所示，第一齿轮16连接或安装在动涡旋盘3的外毂上，第一齿轮16的分度圆中心轴和旋转轴与动涡旋盘3毂的中心轴重合。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，第二齿轮19的上下两侧分别与第一支撑环15和第二支撑环18连接或装配，并且第一支撑环15和第二支撑环18的中心轴与主轴11的轴心线轴oo’重合，第一轴承5和第二轴承19分别安装在第一支撑环15和第二支撑环18上，第一轴承5和第二轴承19分别安装在第一支架6和第二支架20对应的圆孔内，第一支架6和第二支架（20）固定在涡旋流体机械的外壳上。

如图1、图10、图11所示，第二齿轮17的内外两侧都有齿，其中第二齿轮17的内齿和外齿的分度圆中心轴和旋转轴都与主轴11的轴心线oo’重合，第一齿轮16与第二齿轮17内啮合。

如图1、图10所示，第二齿轮（17）的外齿与第三齿轮（7）外啮合。

如图1、图4、图11所示，第三齿轮7与第四齿轮10由连接轴8连接，第三齿轮7和第四齿轮10的分度圆中心轴和旋转轴与连接轴8的中心轴重合，连接轴8上安装有滚针轴承9，滚针轴承9安装在第二支架20对应的小孔上使滚针轴承能固定位置。

如图1、图11所示，第五齿轮21连接或安装在主轴11上，并且第五齿轮21的分度圆中心轴和旋转轴与主轴11的轴心线oo’重合，第四齿轮10与第五齿轮21外啮合。

如图1、图10、图11所示，第一齿轮16的齿数为Z₁，第二齿轮17的内齿齿数为Z_2内，第二齿轮17的外齿齿数为Z_2外，第三齿轮7的齿数为Z₃，第四齿轮10的齿数为Z₄，第五齿轮21的齿数为Z₅，则满足:

。

如图1所示，偏心轴14的轴心线pp’也是第一齿轮16的分度圆的中心轴pp’,第一齿轮16的分度圆中心轴pp’和旋转轴与动涡旋盘3毂的中心轴重合，第二齿轮19的上下两侧分别与第一支撑环15和第二支撑环18连接或装配，并且第一支撑环15和第二支撑环8中心轴与主轴11的轴心线oo’重合，第二齿轮17的内齿和外齿的分度圆中心轴和旋转轴都与主轴11的轴心线oo’重合，第三齿轮7和第四齿轮10的分度圆中心轴和旋转轴与连接轴8的轴心线kk’重合，第五齿轮21的分度圆中心轴和旋转轴与主轴11的轴心线oo’重合。

如图1所示，动涡旋盘3的运动由三个因素的决定：一是偏心轴14的旋转运动，二是第一齿轮16与第二齿轮17的齿数比，三是第二齿轮17的旋转速度。

当主轴11向右旋转n圈时，动涡旋盘3会绕主轴11的轴心线oo’向右自转n圈；此时由于第一齿轮16和第二齿轮17的啮合作用，动涡旋盘3绕偏心轴14的中心轴向左自转；此时此第五齿轮21右转n圈，第四齿轮10左转圈，第三齿轮7也左转圈，第二齿轮17右转圈，由于第二齿轮17的右转，使得动涡旋盘3绕偏心轴14的中心轴右转。综上所述：

动涡旋盘的自转圈数==，

因为：，

所以：动涡旋盘的自转圈数==0（动涡旋盘的自转速度为0），达到防自转的目的。由于偏心轴14偏心距的存在，所以动涡旋盘3做以偏心轴14的偏心距为半径的旋转平动运动。

Claims

1.一种涡旋流体机械的防自转机构，该涡旋流体机械包括：主轴（11）、偏心轴（14）、动涡旋盘（3）、静涡旋盘（2）、第一轴承（5）、第二轴承（19）、第三轴承（22）、第四轴承（24）、滚针轴承（9）、第一支架（6）、第二支架（20）、第一齿轮（16）、第二齿轮（17）、第三齿轮（7）、第四齿轮（10）、第五齿轮（21）、连接轴（8）、第一支撑环（15）、第二支撑环（18）、外壳（1）、底盖（23）、密封盖（25）、进气口（4）、排气口（13），其特征是：第一齿轮（16）与第二齿轮（17）的内齿内啮合，第二齿轮（17）的外齿与第三齿轮（7）外啮合，第四齿轮（10）与第五齿轮（21）外啮合，第一齿轮（16）连接或安装在动涡旋盘（3）的毂外上，第二齿轮（17）的上下两侧分别对应与第一支撑环（15）和第二支撑环（18）连接或装配，第三齿轮（7）和第四齿轮（10）由连接轴（8）连接，连接轴（8）上安装有滚针轴承（9），第五齿轮（21）连接或安装在主轴（11）上，进气口（4）和排气口（13）设置在外壳（1）上，静涡旋盘（2）与外壳（1）连接，第一轴承（5）和第二轴承（19）分别对应安装在第一支撑环（15）和第二支撑环（18）上，第一轴承（5）和第二轴承（19）分别对应安装在第一支架（6）和第二支架（20）对应的圆孔内，第一支架（6）和第二支架（20）都固定在外壳（1）上；底盖（23）与外壳（1）之间配合，主轴（11）由第三轴承（22）和第四轴承（24）支撑，第三轴承（22）和第四轴承（24）安装在底盖上，密封盖（25）与底盖（23）配合，滚针轴承（9）安装在第二支架（20）对应的小孔上使滚针轴承能固定位置，主轴（11）的上端接有偏心轴（14），偏心轴（14）插入动涡旋盘（3）的毂内，主轴（11）的轴心线（oo’）与偏心轴（14）的轴心线（pp’）的偏心距为e，第一齿轮（16）的分度圆直径为d₁，第二齿轮（17）内齿的分度圆直径为d_2内，第二齿轮（17）外齿分度圆直径为d_2外，第三齿轮（7）的分度圆直径为d₃，第四齿轮（10）的分度圆直径为d₄，第五齿轮（21）的分度圆直径为d₅，则满足：

d_2内-d₁=2e ，d_2外+d₃=d₄+d₅。

2.根据权利要求1所述的涡旋流体机械的防自转机构，其特征是：第一齿轮（16）的分度圆中心轴线和旋转轴线与动涡旋盘（3）毂的中心轴线重合。

3.根据权利要求1所述的涡旋流体机械的防自转机构，其特征是：第一支撑环（15）和第二支撑环（18）的中心轴线与主轴（11）的轴心线（oo’）重合。

4.根据权利要求1所述的涡旋流体机械的防自转机构，其特征是：第二齿轮（17）的内外两侧都有齿，其中第二齿轮（17）的内齿和外齿的分度圆中心轴线和旋转轴线都与主轴（11）的轴心线（oo’）重合，第一齿轮（16）与第二齿轮（17）内啮合。

5.根据权利要求1所述的涡旋流体机械的防自转机构，其特征是：第三齿轮（7）和第四齿轮（10）的分度圆中心轴线和旋转轴线与连接轴（8）的中心轴线重合。

6.根据权利要求1所述的涡旋流体机械的防自转机构，其特征是：第五齿轮（21）的分度圆中心轴线和旋转轴线与主轴（11）的轴心线（oo’）重合，第四齿轮（10）与第五齿轮（21）外啮合。

7.根据权利要求1所述的涡旋流体机械的防自转机构，其特征是：第一齿轮（16）的齿数为Z₁，第二齿轮（17）的内齿齿数为Z_2内，第二齿轮（17）的外齿齿数为Z_2外，第三齿轮（7）的齿数为Z₃，第四齿轮（10）的齿数为Z₄，第五齿轮（21）的齿数为Z₅，则满足:(Z_2内-Z₁)*Z_2外*Z₄=Z_2内*Z₃*Z₅。

8.根据权利要求1所述的涡旋流体机械的防自转机构，其特征是：偏心轴（14）的轴心线（pp’）也是第一齿轮（16）的分度圆的中心轴线（pp’），第一齿轮（16）的分度圆中心轴线（pp’）和旋转轴线与动涡旋盘（3）毂的中心轴线重合，第一支撑环（15）和第二支撑环（18）中心轴线与主轴（11）的轴心线（oo’）重合，第二齿轮（17）的内齿和外齿的分度圆中心轴线和旋转轴线都与主轴（11）的轴心线（oo’）重合，第三齿轮（7）和第四齿轮（10）的分度圆中心轴线和旋转轴线与连接轴（8）的轴心线（kk’）重合，第五齿轮（21）的分度圆中心轴线和旋转轴线与主轴（11）的轴心线（oo’）重合。