CN107120257A - 一种无油空压机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无油空压机，属于空压机技术领域。它解决了现有无油空压机工作稳定性差的问题。本无油空压机，包括电机和风叶，电机的端部固连有曲轴箱，曲轴箱的外侧壁上固连有两个缸体，在缸体内设有活塞，电机的电机轴伸入曲轴箱内，且在电机轴端部固连有偏心设置的曲轴，曲轴通过连杆组件与活塞相连接，曲轴的端部固连有偏心轴，该偏心轴与电机轴具有相同的轴心线，偏心轴的一端伸出曲轴箱端面，风叶设置在曲轴箱的外部，且偏心轴的端部与风叶的中心位置相固连。本无油空压机的工作更加稳定，使用寿命更高。

Description

一种无油空压机
技术领域
本发明属于空压机技术领域，涉及一种无油空压机。
背景技术
无油空压机是属于微型往复活塞式压缩机，电机驱动压缩机曲轴旋转时，通过连杆的传动，具有自润滑而不添加任何润滑剂的活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。无油空压机根据气缸数量的不同，分为2V、3Y、4V、6Y等型号，其中2V是指电机的一端具有2个气缸，3Y是指电机的一端具有3个气缸，4V是指电机的两端都具有2个气缸，6Y是指电机的两端都具有3个气缸，当空压机的气缸数量较多或者对排气量的要求较低时，通常采用如对比文件(申请号：201410105649.X)以及对比文件(申请号：201610489352.7)中的安装结构，即电机的电机轴上套设偏心轮，活塞的连杆套设在偏心轮上，当然该结构无需曲轴，因此电机轴的端部直接与风叶的中心位置固连，使得风叶与电机轴具有较好的同轴度，风叶旋转也较为稳定。
然而当空压机的气缸数量较少且对排气量要求较高时，需要增加气缸的排气容积，因此需要增加活塞的行程，即需要增加偏心轮的偏心距离，但是连杆与偏心轮之间还套设有更大直径的轴承结构，使得采用偏心轮连接会导致空压机的体积过大，因此当空压机一端或者两端的气缸数量较少，如2V、4V型号空压机，同时对排气量要求较高时需要采用曲轴结构，则需采用如对比文件(申请号：201520878040.6)、(申请号：201520441903.3)以及(申请号：201510935279.7)中的曲轴结构，即电机的电机轴上连接曲轴，活塞的连杆直接套设在曲轴上。但是也正如上述对比文件中所示，采用曲轴后风叶需要固定在曲轴的端部，因此上述对比文件中曲轴均是与风叶的偏心位置固定，该结构在风叶安装时很难保证风叶与电机轴的同轴度，且在长期使用过程中容易出现风叶不稳定的状况，同时由于曲轴转动时的直径范围较大，因此难以伸出曲轴箱，所以风叶需要直接安装在曲轴箱内部，然后在曲轴箱上开设进风口，该结构使得风叶产生的冷却气流直接吹到曲轴箱内部的运动部件上，长期使用会导致运动部件积灰，从而出现磨损严重，降低使用寿命。
针对上述采用曲轴后风叶旋转不稳定的问题，本领域通常的办法时另外单独安装风叶，如对比文件(申请号：201510000529.8)，将风叶安装在曲轴箱的底部，同时风叶难以通过电机轴带动，因此需要一个独立的电机来带动风叶，但是这也就存在了空压机与风叶不同步工作的问题，即在实际使用过程中，空压机运行时对散热要求较高，而带动风叶的电机一旦出现故障，那么空压机主体的电机、曲轴箱、气缸以及活塞均难以得到散热，故障率极高，严重的会导致整个空压机报废。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种无油空压机，该无油空压机的工作更加稳定，使用寿命更高。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种无油空压机，包括电机和风叶，所述电机的端部固连有曲轴箱，所述曲轴箱的外侧壁上固连有两个缸体，在缸体内设有活塞，所述电机的电机轴伸入曲轴箱内，且在电机轴端部固连有偏心设置的曲轴，所述曲轴通过连杆组件与活塞相连接，其特征在于，所述曲轴的端部固连有偏心轴，该偏心轴与电机轴具有相同的轴心线，所述偏心轴的一端伸出曲轴箱端面，所述风叶设置在曲轴箱的外部，且偏心轴的端部与风叶的中心位置相固连。
曲轴箱的数量为一个时固定在电机的一端，曲轴箱体的数量为两个时则对称的固定在电机的两端，电机启动时带动曲轴旋转，偏心设置的曲轴通过连杆组件使得活塞在缸体内往复移动，实现气体压缩，同时固定在曲轴上的偏心轴同步的带动风叶旋转，从而对电机、曲轴箱、缸体、内部的连杆组件及活塞进行散热，其中由于偏心轴与电机轴同轴心设置，而偏心轴又与风叶的中心位置固定，因此能够保证偏心轴与风叶的固定位置位于电机轴的轴心线上，从而使得风叶的安装更加精准，且电机高速运转时风叶的旋转更加稳定，同时风叶与电机的同步运转保证了散热的可靠性，在长期使用过程中能够提高无油空压机的使用寿命，进一步的，由于曲轴通过偏心轴与风叶固定，而偏心轴与电机轴同轴心，因此能够伸出曲轴箱，使得风叶安装在曲轴箱的外部，且曲轴箱上也不需要开设用于风叶进风的进风口，因此风叶产生的冷却气流不会进入曲轴箱内部，从而避免灰尘等杂质累积在连杆组件、轴承等内部运动部件上，提高无油空压机的工作稳定性和使用寿命。
在上述的无油空压机中，所述偏心轴的内端具有连接部，所述连接部的端面上开设有连接孔，该连接孔的中心线与偏心轴的轴心线相平行且偏心设置，所述曲轴的端部插接在连接部的连接孔内并通过螺钉锁紧固定。偏心轴通过连接部与曲轴相连接，实现偏心轴与曲轴之间的偏心设置，从而达到偏心轴与电机轴的同轴心设置，使得风叶的旋转更加稳定。
在上述的无油空压机中，所述连接孔的孔壁上具有至少一个平直的限位面一，所述曲轴端部的外周壁上具有至少一个平直的限位面二，所述曲轴的端面与连接孔的底面相抵靠，且连接孔的限位面一与曲轴的限位面二相贴靠。通过限位面一和限位面二配合，实现偏心轴与曲轴之间的周向定位，同时限位面一和限位面二决定偏心轴与电机轴的同轴度，而限位面一和限位面二可以在安装之前预先机加工，因此偏心轴的安装固定更加精准，进而保证风叶旋转的稳定性。
在上述的无油空压机中，所述风叶的中心位置开设有固定孔，所述偏心轴为空心轴，且偏心轴的端部穿过风叶的固定孔并通过卡簧固定。即风叶的固定位置位于中心，从而保证风叶旋转的稳定性，而偏心轴采用空心轴结构，能够减少热胀冷缩带来的形变量，从而提高偏心轴与电机轴的同轴度。
在上述的无油空压机中，所述曲轴箱呈圆筒状，所述风叶的外径大于曲轴箱的外径。风叶的外径较大，其产生的冷却气流能够沿着曲轴箱的外周面并吹向电机端面，从而对电机具有更好的散热效果，提高电机运行的稳定性。
在上述的无油空压机中，所述曲轴箱的内腔与缸体的内腔相连通并形成封闭的空腔，所述曲轴箱上开设有进气孔，所述缸体上开设有出气孔，所述曲轴箱的端面上还开设有贯穿孔，上述偏心轴穿过贯穿孔，且在偏心轴与贯穿孔孔壁之间设有密封圈。进气孔和出气孔用于气体流动压缩，而密封圈使得风叶产生的冷却气流不会进入曲轴箱内部，保证曲轴箱内部运动部件的稳定性，同时曲轴箱与缸体内封闭的空腔也能够减少内部运动部件运转时产生的噪音向外扩散，即减少无油空压机工作时的噪音。
在上述的无油空压机中，所述电机的端部还固连有外壳，上述曲轴箱位于外壳的内部，所述外壳的内壁与曲轴箱的外壁之间形成冷却风道，所述外壳的端面上开设有进风口，所述缸体上开设有若干沿轴向设置且贯穿的通风孔，该若干通风孔环绕缸体内腔设置，所述通风孔的内端与冷却风道相连通，所述风叶位于外壳的内端面与曲轴箱的外端面之间，所述电机的两端外边沿周向具有连接翻边，在电机的外壁上具有若干沿轴向设置的长条状散热片，且散热片的两端分别延伸至两连接翻边，所述外壳与电机相连的一端呈开口状，上述冷却风道与连接翻边相对。外壳对风叶产生的冷却气流进行导向，使得冷却气流沿着冷却风道流动，冷却气流能够通过通风孔，从而对缸体以及内部的活塞等部件进行冷却，提高缸体以及活塞等部件的稳定性和使用寿命，同时冷却风道内的冷却气流能够吹向电机的连接翻边，从而带走连接翻边和散热片上的热量，从而对电机进行散热。
在上述的无油空压机中，所述电机的电机轴端部外壁上沿长度方向开设有定位槽，所述曲轴的端部具有盘状的配重块，所述配重块的端面上沿曲轴轴向开设有安装孔，且安装孔的中心线与曲轴的轴向偏心设置，所述电机的电机轴插接在曲轴的安装孔内，所述配重块的外周面上沿曲轴径向开设有定位螺孔，在定位螺孔内螺接有定位螺栓，该定位螺栓的端部插接定位在定位槽内。通过定位螺栓与定位槽的配合，使得曲轴的固定更加稳定，而稳定运转的曲轴也使得风叶的旋转更加稳定。
在上述的无油空压机中，所述定位螺栓包括螺纹段和外周面为直筒面的定位段，所述定位螺孔包括螺孔段和内侧面为直筒面的光孔段，所述光孔段位于螺孔段的内端，所述定位螺栓的螺纹段螺接在定位螺孔的螺孔段内，所述定位段的端面压紧在定位槽的底面上，所述定位段一端的外周面与定位槽的相对两槽壁相抵靠，定位段另一端的外周面与定位螺孔的光孔段内周面过渡配合。定位段的端面与定位槽的底面相贴合压紧，实现对曲轴的轴向定位，而定位段的外周面与定位槽的槽壁相抵靠，实现对曲轴的周向定位，而定位段的外周面为直筒面，与传统的螺栓直接定位在定位槽内，通过螺栓的螺纹面与定位槽的槽壁相抵靠实现定位相比，直筒面具有较高的结构稳定性，即使在使用过程中曲轴受力导致定位段外周面与定位槽槽壁相挤压，定位段的外周面也不会出现形变，从而使得定位段与定位槽之间始终配合精准，进而使得曲轴的固定更加稳定，避免曲轴在长期使用过程中出现松动，也保证了风叶的稳定旋转，同样的，光孔段的内周面为直筒面，相比较螺纹面，直筒面具有较高的结构稳定性，从而避免定位螺孔的内端出现形变，保证定位段与光孔段配合精准、稳定，避免出现松动，同时定位段的外周面一端位于定位槽内，另一端位于光孔段内，当受到曲轴与电机轴之间的剪切力时，定位段直筒状的外周面能够承受的力度更大，能够避免类似螺纹面上螺纹之间应力集中而断裂的现象。
在上述的无油空压机中，所述定位段的端面上沿周向具有定位凸沿，所述定位凸沿的横截面呈三角形，当所述定位螺栓锁紧时定位凸沿嵌入定位槽的底面。定位凸沿嵌入定位槽的底面，从而增加对曲轴的轴向定位力，其中定位凸沿沿定位螺栓的周向设置，因此在旋转锁紧定位螺栓时定位凸沿能够在定位槽底面上挤压形成环形的凹槽，且凹槽的形状与定位凸沿的形状相适应。
与现有技术相比，本无油空压机具有以下优点：
1、由于偏心轴与电机轴同轴心设置，而偏心轴又与风叶的中心位置固定，因此能够保证偏心轴与风叶的固定位置位于电机轴的轴心线上，电机高速运转时风叶的旋转更加稳定，同时风叶与电机的同步运转保证了散热的可靠性，在长期使用过程中能够提高无油空压机的使用寿命。
2、由于风叶位于曲轴箱的外部，产生的冷却气流不会进入曲轴箱内部，从而避免灰尘等杂质累积在连杆组件、轴承等内部运动部件上，提高无油空压机的工作稳定性和使用寿命。
3、由于曲轴箱与缸体的内腔封闭，因此能够减少内部运动部件运转时产生的噪音向外扩散，即减少无油空压机工作时的噪音。
4、由于定位段的外周面为直筒面，具有较高的结构稳定性，即使在使用过程中曲轴受力导致定位段外周面与定位槽槽壁相挤压，定位段的外周面也不会出现形变，从而使得定位段与定位槽之间始终配合精准，进而使得曲轴的固定更加稳定，避免曲轴在长期使用过程中出现松动，也保证了风叶的稳定旋转。
附图说明
图1是无油空压机的结构爆炸图。
图2是无油空压机的局部结构剖视图。
图3是电机、曲轴、偏心轴及风叶的结构示意图。
图4是偏心轴的结构侧视图。
图5是图2中A处的结构放大图。
图6是定位螺栓处的局部结构剖视图。
图7是定位螺栓的局部结构示意图。
图8是无油空压机另一个视角的结构剖视图
图中，1、电机；11、电机轴；12、定位槽；13、连接翻边；14、散热片；2、曲轴；21、配重块；22、安装孔；23、定位螺孔；231、螺孔段；232、光孔段；24、限位面二；3、偏心轴；31、连接部；32、连接孔；33、限位面一；4、风叶；41、固定孔；5、定位螺栓；51、螺纹段；52、定位段；53、定位凸沿；6、曲轴箱；61、进气孔；62、贯穿孔；63、密封圈；7、缸体；71、活塞；72、连杆组件；73、出气孔；74、通风孔；8、外壳；81、冷却风道；82、进风口。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2所示，一种无油空压机，包括电机1和风叶4，电机1的两端均固定有曲轴箱6，曲轴箱6的外侧壁上均固连有两个缸体7，该两个缸体7位于曲轴箱6的上部，且两个缸体7呈V形对称分布，在缸体7内设有活塞71，电机1的电机轴11两端分别伸入两个曲轴箱6内，在电机轴11端部固连有曲轴2，曲轴2与电机轴11偏心设置，曲轴2通过连杆组件72与活塞71相连接。曲轴2的端部固连有偏心轴3，该偏心轴3与电机轴11具有相同的轴心线，偏心轴3的一端伸出曲轴箱6端面，风叶4设置在曲轴箱6的外部，且偏心轴3的端部与风叶4的中心位置相固连，即偏心轴3与风叶4的固定位置位于电机轴11的轴心线上。
结合图3、图4所示，偏心轴3的内端具有连接部31，连接部31的端面上开设有连接孔32，该连接孔32的中心线与偏心轴3的轴心线相平行且偏心设置，连接孔32的孔壁上具有两个平直的限位面一33，曲轴2端部的外周壁上具有两个平直的限位面二24，曲轴2的端部插接在连接部31的连接孔32内，曲轴2的端面与连接孔32的底面相抵靠，且连接孔32的限位面一33与曲轴2的限位面二24相贴靠，连接部31与曲轴2通过螺钉固定。风叶4的中心位置开设有固定孔41，偏心轴3为空心轴，且偏心轴3的端部穿过风叶4的固定孔41并通过卡簧固定。结合图5、图6、图7所示，电机1的电机轴11端部外壁上沿长度方向开设有定位槽12，曲轴2的端部具有盘状的配重块21，配重块21的端面上沿曲轴2轴向开设有安装孔22，且安装孔22的中心线与曲轴2的轴向偏心设置，电机1的电机轴11插接在曲轴2的安装孔22内，配重块21的外周面上沿曲轴2径向开设有定位螺孔23，定位螺孔23的内端与安装孔22相连通，在定位螺孔23内螺接有定位螺栓5，该定位螺栓5的端部插接定位在定位槽12内。具体的，定位螺栓5包括螺纹段51和定位段52，该定位段52的外周面为直筒面，在定位段52的端面上沿周向具有定位凸沿53，该定位凸沿53的横截面呈三角形，定位螺孔23包括螺孔段231和光孔段232，光孔段232位于螺孔段231的内端，且光孔段232的内侧面为直筒面，定位螺栓5的螺纹段51螺接在定位螺孔23的螺纹段51内，定位螺栓5的定位段52一端位于光孔段232内，且定位段52外周面与光孔段232内周面过渡配合，定位段52的另一端插入电机轴11的定位槽12内，且定位段52的外周面与定位槽12的相对两槽壁相抵靠，当定位螺栓5锁紧时定位段52的端面压紧在定位槽12的底面上，且定位凸沿53嵌入定位槽12的底面。
结合图8所示，电机1的两端均固连有外壳8，曲轴箱6位于外壳8的内部，外壳8的内壁与曲轴箱6的外壁之间形成冷却风道81，电机1的两端外边沿周向具有连接翻边13，在电机1的外壁上具有若干沿轴向设置的长条状散热片14，且散热片14的两端分别延伸至两连接翻边13，冷却风道81与连接翻边13相对，缸体7上开设有若干沿轴向设置且贯穿的通风孔74，该若干通风孔74环绕缸体7内腔设置，通风孔74的内端与冷却风道81相连通，外壳8的端面上开设有进风口82，风叶4位于外壳8的内端面与曲轴箱6的外端面之间，曲轴箱6呈圆筒状，风叶4的外径大于曲轴箱6的外径。曲轴箱6的内腔与缸体7的内腔相连通并形成封闭的空腔，曲轴箱6上开设有进气孔61，缸体7上开设有出气孔73，所曲轴箱6的端面上还开设有贯穿孔62，偏心轴3穿过贯穿孔62，且在偏心轴3与贯穿孔62孔壁之间设有密封圈63。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了电机1、电机轴11、定位槽12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种无油空压机，包括电机(1)和风叶(4)，所述电机(1)的端部固连有曲轴箱(6)，所述曲轴箱(6)的外侧壁上固连有两个缸体(7)，在缸体(7)内设有活塞(71)，所述电机(1)的电机轴(11)伸入曲轴箱(6)内，且在电机轴(11)端部固连有偏心设置的曲轴(2)，所述曲轴(2)通过连杆组件(72)与活塞(71)相连接，其特征在于，所述曲轴(2)的端部固连有偏心轴(3)，该偏心轴(3)与电机轴(11)具有相同的轴心线，所述偏心轴(3)的一端伸出曲轴箱(6)端面，所述风叶(4)设置在曲轴箱(6)的外部，且偏心轴(3)的端部与风叶(4)的中心位置相固连。
2.根据权利要求1所述的无油空压机，其特征在于，所述偏心轴(3)的内端具有连接部(31)，所述连接部(31)的端面上开设有连接孔(32)，该连接孔(32)的中心线与偏心轴(3)的轴心线相平行且偏心设置，所述曲轴(2)的端部插接在连接部(31)的连接孔(32)内并通过螺钉锁紧固定。
3.根据权利要求2所述的无油空压机，其特征在于，所述连接孔(32)的孔壁上具有至少一个平直的限位面一(33)，所述曲轴(2)端部的外周壁上具有至少一个平直的限位面二(24)，所述曲轴(2)的端面与连接孔(32)的底面相抵靠，且连接孔(32)的限位面一(33)与曲轴(2)的限位面二(24)相贴靠。
4.根据权利要求1或2或3所述的无油空压机，其特征在于，所述风叶(4)的中心位置开设有固定孔(41)，所述偏心轴(3)为空心轴，且偏心轴(3)的端部穿过风叶(4)的固定孔(41)并通过卡簧固定。
5.根据权利要求4所述的无油空压机，其特征在于，所述曲轴箱(6)呈圆筒状，所述风叶(4)的外径大于曲轴箱(6)的外径。
6.根据权利要求1或2或3所述的无油空压机，其特征在于，所述曲轴箱(6)的内腔与缸体(7)的内腔相连通并形成封闭的空腔，所述曲轴箱(6)上开设有进气孔(61)，所述缸体(7)上开设有出气孔(73)，所述曲轴箱(6)的端面上还开设有贯穿孔(62)，上述偏心轴(3)穿过贯穿孔(62)，且在偏心轴(3)与贯穿孔(62)孔壁之间设有密封圈(63)。
7.根据权利要求6所述的无油空压机，其特征在于，所述电机(1)的端部还固连有外壳(8)，上述曲轴箱(6)位于外壳(8)的内部，所述外壳(8)的内壁与曲轴箱(6)的外壁之间形成冷却风道(81)，所述外壳(8)的端面上开设有进风口(82)，所述缸体(7)上开设有若干沿轴向设置且贯穿的通风孔(74)，该若干通风孔(74)环绕缸体(7)内腔设置，所述通风孔(74)的内端与冷却风道(81)相连通，所述风叶(4)位于外壳(8)的内端面与曲轴箱(6)的外端面之间，所述电机(1)的两端外边沿周向具有连接翻边(13)，在电机(1)的外壁上具有若干沿轴向设置的长条状散热片(14)，且散热片(14)的两端分别延伸至两连接翻边(13)，所述外壳(8)与电机(1)相连的一端呈开口状，上述冷却风道(81)与连接翻边(13)相对。
8.根据权利要求1或2或3所述的无油空压机，其特征在于，所述电机(1)的电机轴(11)端部外壁上沿长度方向开设有定位槽(12)，所述曲轴(2)的端部具有盘状的配重块(21)，所述配重块(21)的端面上沿曲轴(2)轴向开设有安装孔(22)，且安装孔(22)的中心线与曲轴(2)的轴向偏心设置，所述电机(1)的电机轴(11)插接在曲轴(2)的安装孔(22)内，所述配重块(21)的外周面上沿曲轴(2)径向开设有定位螺孔(23)，在定位螺孔(23)内螺接有定位螺栓(5)，该定位螺栓(5)的端部插接定位在定位槽(12)内。
9.根据权利要求8所述的无油空压机，其特征在于，所述定位螺栓(5)包括螺纹段(51)和外周面为直筒面的定位段(52)，所述定位螺孔(23)包括螺孔段(231)和内侧面为直筒面的光孔段(232)，所述光孔段(232)位于螺孔段(231)的内端，所述定位螺栓(5)的螺纹段(51)螺接在定位螺孔(23)的螺孔段(231)内，所述定位段(52)的端面压紧在定位槽(12)的底面上，所述定位段(52)一端的外周面与定位槽(12)的相对两槽壁相抵靠，定位段(52)另一端的外周面与定位螺孔(23)的光孔段(232)内周面过渡配合。
10.根据权利要求9所述的无油空压机，其特征在于，所述定位段(52)的端面上沿周向具有定位凸沿(53)，所述定位凸沿(53)的横截面呈三角形，当所述定位螺栓(5)锁紧时定位凸沿(53)嵌入定位槽(12)的底面。
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