CN106051089B - 双偏心曲柄连杆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双偏心曲柄连杆装置，用于将曲柄连杆结构单向往复的旋转运动转换为双向同轴往复直线运动，它包括曲轴本体，所述曲轴本体由轴头、过渡轴、曲柄组成，曲柄的中心轴线与轴头的中心轴线之间存在偏心距e1，构成第一级偏心结构；曲柄的外部通过第一轴承与偏心轮相连接，曲柄的中心轴线与偏心轮的中心轴线之间存在偏心距e2，且e2＞e1，构成第二级偏心结构；偏心轮通过第二轴承与双头同轴连杆相连接。本发明中曲轴本体旋转一周，双头同轴连杆在上下导向滑轨之间进行两次水平运动，使设备的使用效率翻倍增加；曲轴本体在转动过程中偏心轮对设备中心所产生的冲击力大小一致，克加强了设备的稳定性能，延长了设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻采用泥浆泵设备技术领域，具体的说是一种双偏心曲柄连杆装置，用于将曲柄连杆结构单向往复的旋转运动转换为双向同轴往复直线运动。
背景技术
石油钻采泥浆泵中的曲柄连杆机构以其稳定可靠、简单有效的运动方式将机械动力转换为高压流体动力，在石油钻采工业中发挥着无可替代的作用，一直沿用至今。但这种机构有着它先天的缺陷：曲柄旋转一圈，连杆只能做一次往复运动，作用单一，效率偏低；曲柄旋转运动时产生的高低点对曲轴中心的冲击力不平衡，造成设备的震动，影响设备的可靠性；为了缓冲不平衡的冲击力，同轴连杆的两端设置成长度不一致的大小头，大小头之间的距离较大，机件整体的体积无法进一步缩小，造成设备体积庞大，运输、安装成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种双偏心曲轴连杆装置，以解决现有曲柄连杆机构在曲柄旋转一圈连杆只能做一次往复运动，曲柄旋转运动时产生的高低点对设备中心产生的冲击力不平衡的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
一种双偏心曲柄连杆装置，用于将曲柄连杆结构单向往复的旋转运动转换为双向同轴往复直线运动，它包括曲轴本体，所述曲轴本体由设置在两端的轴头、连接轴头的过渡轴、安装在过渡轴上的曲柄组成，曲柄的中心轴线与轴头的中心轴线之间存在偏心距e1，构成第一级偏心结构；曲柄的外部通过第一轴承与偏心轮相连接，曲柄的中心轴线与偏心轮的中心轴线之间存在偏心距e2，且e2＞e1，构成第二级偏心结构；偏心轮通过第二轴承与双头同轴连杆相连接。
优选的，所述双头同轴连杆安装在上下导向滑轨之间，双头同轴连杆的上外表面、下外表面分别与上下导向滑轨的内表面相接触。
优选的，所述双头同轴连杆的外侧相对置的两个连接杆的长度相同。
本发明在制造时，根据设计参数在锻造好的曲轴本体毛坯上加工出轴头、过渡轴和曲柄，通过第一轴承将偏心轮安装在曲柄上，再通过第二轴承将双头同轴连杆安装在偏心轮的外侧，使双头同轴连杆的上外表面、下外表面分别与上下导向滑轨的内壁相接触，并可在上下导向滑轨中滑动。
当本发明工作时，曲轴本体在动力作用下带动曲柄开始旋转，当曲柄旋转至最高点时，安装在曲柄外侧的偏心轮尚未到达最高点，此时曲柄围绕轴头的轴心线旋转并开始下降，产生的推力带动偏心轮做水平位移，安装在偏心轮外侧的双头同轴连杆在偏心轮的带动下在上下导向滑轨之间进行水平移动；当曲柄旋转至最低点时，偏心轮尚未到达最低点，此时曲柄围绕轴头的轴心线旋转开始上升，产生的推力带动偏心轮再次做水平位移，双头同轴连杆在偏心轮的带动下在上下导向滑轨之间再次进行水平移动；曲轴本体旋转一周，双头同轴连杆在上下导向滑轨之间进行两次水平运动。随着曲轴本体的连续旋转，双头同轴连杆便可在上下导向滑轨之间实现往复直线运动。
本发明的有益效果为：
（1）本发明通过曲轴本体与曲柄之间的第一级偏心结构、曲轴与偏心轮之间的第二级偏心结构的设置，使得曲轴本体旋转一周，双头同轴连杆在上下导向滑轨之间进行两次水平运动，使设备的使用效率翻倍增加；
（2）本发明在使用过程中，曲柄旋转运动至最高点、最低点后，使其外侧的偏心轮开始做水平位移，对设备中心所产生的冲击力大小一致，克服了现有技术中曲柄旋转运动时产生的高低点对设备中心产生的不平衡的冲击力，加强了设备的稳定性能，延长了设备的使用寿命；
（3）由于本发明二级偏心结构的设置，双头同轴连杆外侧相对置的两个连接杆的长度相同，可有效减小设备的体积，降低制造、运输成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中曲轴本体的结构示意图；
图3是图1中曲柄与偏心轮的连接结构示意图；
图4是图1中双头同轴连杆的结构示意图；
图中：1、曲轴本体，2、第一轴承，3、偏心轮，4、第二轴承，5、双头同轴连杆，6、上下导向滑轨，7、轴头，8、过渡轴，9、曲柄，501、上外表面，502、下外表面，503、双头同轴连杆内壁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1至图4所示的一种双偏心曲柄连杆装置，用于将曲柄连杆结构单向往复的旋转运动转换为双向同轴往复直线运动，它包括曲轴本体1，曲轴本体1由设置在两端的轴头7、连接轴头7的过渡轴8、安装在过渡轴8上的曲柄9组成，曲柄9的中心轴线与轴头7的中心轴线之间存在偏心距e1，构成第一级偏心结构；曲柄9的外部通过第一轴承2与偏心轮3相连接，曲柄9的中心轴线与偏心轮3的中心轴线之间存在偏心距e2，且e2＞e1，构成第二级偏心结构；偏心轮3通过第二轴承4与双头同轴连杆5相连接，双头同轴连杆的内壁503与第二轴承4相接触。
双头同轴连杆5安装在上下导向滑轨6之间，双头同轴连杆5的上外表面501、下外表面502分别与上下导向滑轨6的内表面相接触。双头同轴连杆5的外侧相对置的两个连接杆的长度相同。
当本发明工作时，曲轴本体1在动力作用下带动曲柄9开始旋转，当曲柄9旋转至最高点时，安装在曲柄9外侧的偏心轮3尚未到达最高点，此时曲柄9围绕轴头7的轴心线旋转并下降，产生的推力带动偏心轮3做水平位移，安装在偏心轮3外侧的双头同轴连杆5在偏心轮3的带动下在上下导向滑轨6之间进行水平移动；当曲柄9旋转至最低点时，偏心轮3尚未到达最低点，此时曲柄9围绕轴头7的轴心线旋转开始上升，产生的推力带动偏心轮3再次做水平位移，双头同轴连杆5在偏心轮3的带动下在上下导向滑轨6之间再次进行水平移动；曲轴本体1旋转一周，双头同轴连杆5在上下导向滑轨6之间进行两次水平运动。随着曲轴本体1的连续旋转，双头同轴连杆5便可在上下导向滑轨6之间实现往复直线运动。
本发明通过曲轴本体与曲柄之间的第一级偏心结构、曲轴与偏心轮之间的第二级偏心结构的设置，使得曲轴本体旋转一周，双头同轴连杆在上下导向滑轨之间进行两次水平运动，使设备的使用效率翻倍增加；曲轴本体在转动过程中偏心轮对设备中心所产生的冲击力大小一致，克加强了设备的稳定性能，延长了设备的使用寿命；双头同轴连杆外侧相对置的两个连接杆的长度相同，可有效减小设备的体积，降低制造、运输成本。
Claims (2)
1.一种双偏心曲柄连杆装置，用于将曲柄连杆结构单向往复的旋转运动转换为双向同轴往复直线运动，它包括曲轴本体（1），其特征在于：所述曲轴本体（1）由设置在两端的轴头（7）、连接轴头（7）的过渡轴（8）、安装在过渡轴（8）上的曲柄（9）组成，曲柄（9）的中心轴线与轴头（7）的中心轴线之间存在偏心距e1，构成第一级偏心结构；曲柄（9）的外部通过第一轴承（2）与偏心轮（3）相连接，曲柄（9）的中心轴线与偏心轮（3）的中心轴线之间存在偏心距e2，且e2＞e1，构成第二级偏心结构；偏心轮（3）通过第二轴承（4）与双头同轴连杆（5）相连接；所述双头同轴连杆（5）安装在上下导向滑轨（6）之间，双头同轴连杆（5）的上外表面（501）、下外表面（502）分别与上下导向滑轨（6）的内表面相接触；当本发明工作时，曲轴本体在动力作用下带动曲柄开始旋转，当曲柄旋转至最高点时，安装在曲柄外侧的偏心轮尚未到达最高点，此时曲柄围绕轴头的轴心线旋转并开始下降，产生的推力带动偏心轮做水平位移，安装在偏心轮外侧的双头同轴连杆在偏心轮的带动下在上下导向滑轨之间进行水平移动；当曲柄旋转至最低点时，偏心轮尚未到达最低点，此时曲柄围绕轴头的轴心线旋转开始上升，产生的推力带动偏心轮再次做水平位移，双头同轴连杆在偏心轮的带动下在上下导向滑轨之间再次进行水平移动；曲轴本体旋转一周，双头同轴连杆在上下导向滑轨之间进行两次水平运动；随着曲轴本体的连续旋转，双头同轴连杆便可在上下导向滑轨之间实现往复直线运动。
2.根据权利要求1所述的双偏心曲柄连杆装置，其特征在于：所述双头同轴连杆（5）的外侧相对置的两个连接杆的长度相同。
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