CN108252907A - 涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构。本发明包括曲轴、随动转轴、移动滑块和同步驱动装置；随动转轴的一端通过同步驱动装置与曲轴相连，另一端穿过支撑动涡旋盘的动涡旋盘支撑座与动涡旋盘相连接；移动滑块设置在动涡旋盘支撑座上的滑槽中，且套设于随动转轴上，移动滑块与随动转轴构成间隙配合；移动滑块与所述滑槽相配合，使得随动转轴动作时处于随移动滑块沿动涡旋盘支撑座径向移动的状态；同步驱动装置用于使随动转轴和曲轴的旋转方向以及旋转角速度均相同。本发明中移动滑块机构尺寸误差的调整功能大大降低了对零部件的精度要求，消除了零件加工误差和装配误差的影响，提高了加工和装配的工艺性，降低了压缩机的振动和噪声。

Description

涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构

技术领域

本发明属于涡旋压缩机技术领域，具体涉及一种涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构。

背景技术

涡旋压缩机工作过程中，其压缩腔内被压缩气体的切向分力将产生使动涡旋绕主轴偏心线转动的力矩；涡旋压缩机的正常工作条件是动涡旋盘须保持圆周平动运动，这种自转力矩破坏了涡旋压缩机的正常工作，因此在结构上须采用防自转机构来严格限制动涡盘的自转。

目前常采用的有十字环防自转机构、滚珠防自转机构、小曲拐防自转机构等，其中以十字环防自转机构最为常见，但十字环防自转机构在其运动过程中存在往复惯性力，会引起振动和噪声；滚珠防自转机构是根据平行四连杆机构工作的，其原理结构复杂，制造精度要求高，装配困难；小曲拐防自转机构也是根据平行四连杆机构工作的，但其对偏心尺寸要求极其严格，偏心尺寸直接影响涡旋齿的啮合情况和装配情况。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构，本发明中的涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构大大降低了对零部件的加工和配合精度要求，提高了加工和装配的工艺性，也有效地降低了压缩机的振动和噪声。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构，包括用于驱动动涡旋盘转动的曲轴，曲轴与动涡旋盘相连接的端部设置为第一偏心轴，其特征在于，还包括如下组成部分：

随动转轴，随动转轴的一端通过同步驱动装置与曲轴相连，随动转轴的另一端穿过支撑动涡旋盘的动涡旋盘支撑座与动涡旋盘相连接；所述随动转轴与动涡旋盘支撑座为间隙配合；所述随动转轴与动涡旋盘相连接的一端设置为第二偏心轴，第二偏心轴相对于随动转轴的旋转中心的偏心距与第一偏心轴相对于曲轴的旋转中心的偏心距相同，且第二偏心轴和随动转轴旋转中心之间的连线与第一偏心轴和曲轴旋转中心之间的连线相平行；

移动滑块，移动滑块设置在动涡旋盘支撑座上的滑槽中，且套设于随动转轴上，移动滑块与所述随动转轴构成间隙配合；所述移动滑块与所述滑槽相配合，使得随动转轴动作时处于随移动滑块沿动涡旋盘支撑座径向移动的状态；

同步驱动装置，用于使随动转轴和曲轴的旋转方向以及旋转角速度均相同。

优选的，所述同步驱动装置包括主动齿轮、过渡齿轮和随动齿轮；所述主动齿轮固定套设在曲轴上，所述随动齿轮固定套设在随动转轴上，所述过渡齿轮设置在主动齿轮、和随动齿轮之间；所述主动齿轮、和随动齿轮的规格相同。

优选的，所述主动齿轮与所述动涡旋盘支撑座之间设置有限定二者间距的定位部件。

进一步优选的，所述定位部件为定位环。

优选的，所述主动齿轮、过渡齿轮和随动齿轮的圆柱渐开线齿轮。

本发明的有益效果在于：

1)现有技术中的各种防自转机构不但对零部件的制造精度要求高，而且对结构尺寸的装配精度也要求极高。对于一般制造企业而言，如此高的尺寸精度要求不但可能成为产品的技术瓶颈，而且增大了制造装配的难度，也极大地提高了生产制造成本，此外，结构尺寸的误差会导致机构运转过程中摩擦磨损的加剧甚至卡死。

与现有的十字环防自转机构、滚珠防自转机构、小曲拐防自转机构均不同，本发明中的移动滑块式防自转机构的工作原理为五连杆机构。

具体说来，本发明中设置有随动转轴、移动滑块和同步驱动装置，其中移动滑块设置在动涡旋盘支撑座的滑槽中，且移动滑块可沿滑槽限定的方向移动。当本机构中的零部件存在较小误差时，可通过移动滑块在滑槽中的一定幅值范围内的往复运动来消除杆长误差的影响，因此具有较优的运动原理。

相对应于其他防自转机构的具体结构，本发明中的移动滑块式防自转机构的杆长误差调整功能大大降低了对零部件的精度要求，消除了杆长误差的影响，提高了加工和装配的工艺性，降低了压缩机的振动和噪声。

2)本发明中的移动滑块和滑槽的形状可为任意形状，只要能够使得移动滑块与动涡旋盘支撑座的配合满足动涡旋盘圆周平动的功能要求即可。由于对移动滑块和滑槽的限制较小，因此使得移动滑块和滑槽便于加工，且加工成本较低。

附图说明

图1为本发明中的涡旋压缩机移动滑块式防自转机构的整体结构示意图。

图2为图1中的动涡旋盘支撑座的结构示意图。

图3为图1中的移动滑块的结构示意图。

图4为本发明中的移动滑块式防自转机构的运动原理简图。

图中标记符号的含义如下：

1-静涡旋盘 2-动涡旋盘 3-动涡旋盘支撑座 4-定位环

5-主动齿轮 6-曲轴 7-过渡齿轮 8-滚动轴承

9-过渡轴 10-随动齿轮 11-随动转轴 12-移动滑块

13-壳体

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

本发明中的涡旋压缩机移动滑块式防自转机构的结构如图1所示，静涡旋盘1与动涡旋盘支撑座3通过螺栓(图中未示出)固联，动涡旋盘支撑座3与涡旋压缩机的壳体13为过盈配合，静涡旋盘1与动涡旋盘2通过齿形结构相互啮合形成封闭的压缩腔以压缩气体。

如图1所示，定位环4位于动涡旋盘支撑座3与主动齿轮5之间，以限制主动齿轮5在轴向的位置。主动齿轮5固定套设在曲轴6上并随曲轴6一起旋转，主动齿轮5与曲轴6构成过盈配合。主动齿轮5与过渡齿轮7相互啮合，过渡齿轮7通过滚动轴承8绕过渡轴9旋转，过渡轴9与动涡旋盘支撑座3通过螺纹或其他连接方式固联。过渡齿轮7与随动齿轮10相互啮合，且主动齿轮5与随动齿轮10规格相同。随动齿轮10与随动转轴11的下端过盈配合，随动转轴11的上端依次穿过动涡旋盘支撑座3、移动滑块12(如图3所示)与所述动涡旋盘2相连。所述随动转轴11与动涡旋盘支撑座3以及随动转轴11与移动滑块12均构成间隙配合。所述移动滑块12设置在动涡旋盘支撑座3的滑槽中，且移动滑块12可沿所述滑槽限定的方向移动，具体地说来，由于滑槽对移动滑块12的限制，随动转轴11只能随移动滑块12沿动涡旋盘支撑座3的径向移动。

如图1所示，曲轴6和随动转轴11的上端部均设置为偏心轴，其中曲轴6与动涡旋盘2相连接的端部设置为第一偏心轴，随动转轴11与动涡旋盘2相连的一端设置为第二偏心轴。第二偏心轴相对于随动转轴11的旋转中心的偏心距与第一偏心轴相对于曲轴6的旋转中心的偏心距相同，且第二偏心轴和随动转轴11旋转中心之间的连线与第一偏心轴和曲轴6旋转中心之间的连线相平行。即，随动转轴11上的第二偏心轴与曲轴6上的第一偏心轴相对于其各自旋转中心的偏心量相同，且第二偏心轴相对于随动转轴11的位置和运动状态与第一偏心轴相对于曲轴6的位置和运动状态相一致。在由主动齿轮5、过渡齿轮7与随动齿轮10三者构成的同步驱动装置的作用下，随动转轴11和曲轴6两者协同运动，彼此配合，共同实现了动涡旋盘2的圆周平动运动。

详细说来，本发明的技术方案中，曲轴6带动主动齿轮5旋转，主动齿轮5通过过渡齿轮7的运动传递，实现随动齿轮10与主动齿轮5的同向、同角速度的旋转运动。随动齿轮10通过过盈配合带动随动转轴11旋转，随动转轴11上的第二偏心轴与曲轴6上的第一偏心轴协同一致，共同运动，实现了动涡旋盘2的圆周平动运动。

本实施例中的主动齿轮5、过渡齿轮7和随动齿轮10均采用圆柱渐开线齿轮，其优点是当移动滑块12在动涡旋盘支撑座3的滑槽中滑动时，所引起的随动齿轮10和过渡齿轮7中心距的变化不会影响运动传递，仍能保持正确的传动比。

运动原理

下面结合图4对本发明中的涡旋压缩机移动滑块式防自转机构的运动原理进行详细说明。

如图4所示，本发明中的防自转机构为五连杆机构，自由度为2。在此机构简图中，连杆01对应于曲轴6上的第一偏心轴，连杆03对应于随动转轴11上的第二偏心轴，连杆02对应于动涡旋盘2，连杆04对应于移动滑块12，连杆05对应于动涡旋盘支撑座3。

如果连杆01与连杆03均为原动件，则整个机构的运动就可以确定下来。只要满足条件角速度Wl＝W3，杆长L01＝杆长L03，夹角O6＝夹角O7，就可以看做特殊的平行四边形机构，连杆02也就可以做圆周平动了。

与一般平行四边形机构相比，本发明的区别在于，图4中的B点所在的铰点变成了水平方向的移动副，从而构建出新型移动滑块式防自转机构。如果杆长条件满足时，此机构就是一个典型的平行四边形机构，B点保持不动，这时移动副与铰点没区别；当杆长制造误差存在时，即曲轴6的中心轴与相对应的第一偏心轴的中心轴轴距误差，以及旋转轴11的中心轴与相对应的第二偏心轴的中心轴轴距误差等，如果动涡旋盘2(对应于连杆02)要保持圆周平动，则B处的移动副就会做一定幅值范围内的往复运动，此时B处的移动副就相当于在调整平行四边形机构中转动副间隙，所以B处的移动副就起到了微调作用，消除了杆长误差所带来的影响。

采用本发明中的移动滑块式防自转机构实现动涡旋盘2的圆周平动运动的优点在于，当防自转机构中的杆长存在较小误差时，可通过移动滑块12(移动滑块12的形状可为任意形状，与动涡旋盘支撑座3配合满足功能要求即可)在动涡旋盘支撑座3中的一定幅值范围内的往复运动来消除杆长误差的影响，因此具有较优的运动原理。

本机构与十字环防自转机构相比较的优点在于：十字环防自转机构对于结构尺寸精度要求极高，结构尺寸的误差会导致机构运转过程中摩擦磨损的加剧甚至卡死，对于一般制造企业而言，如此高的尺寸精度要求甚至成为产品的技术瓶颈。同时，十字环防自转机构在其运动过程中存在往复惯性力，会引起振动和噪声；本机构是移动滑块式防自转机构，引入了移动副，当移动副在一定幅值范围内做往复运动时，就能够在一定范围内起到调节杆长的作用，达到消除杆长误差的效果，对尺寸精度要求大大降低。本机构回转半径小线速低，受惯性力作用影响小，所以相对而言，它不易磨损，不易引起机器振动和噪声。

本机构与滚珠防自转机构、小曲拐防自转机构相比较的优点在于：滚珠防自转机构、小曲拐防自转机构这两种防自转机构，本质上属于四连杆机构，四连杆机构对于结构尺寸精度要求极高，结构尺寸的误差会导致机构运转过程中运动甚至卡死；本机构采用五连杆机构，引入了移动副，当移动副在一定幅值范围内做往复运动时，就能够在一定范围内起到调节杆长的作用，达到消除杆长误差的效果，对尺寸精度要求大大降低。因此，本机构的运动原理优于四连杆机构。

Claims (5)

1.一种涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构，包括用于驱动动涡旋盘(2)转动的曲轴(6)，曲轴(6)与动涡旋盘(2)相连接的端部设置为第一偏心轴，其特征在于，还包括如下组成部分：

随动转轴(11)，随动转轴(11)的一端通过同步驱动装置与曲轴(6)相连，随动转轴(11)的另一端穿过支撑动涡旋盘(2)的动涡旋盘支撑座(3)与动涡旋盘(2)相连接；所述随动转轴(11)与动涡旋盘支撑座(3)为间隙配合；所述随动转轴(11)与动涡旋盘(2)相连接的一端设置为第二偏心轴，第二偏心轴相对于随动转轴(11)的旋转中心的偏心距与第一偏心轴相对于曲轴(6)的旋转中心的偏心距相同，且第二偏心轴和随动转轴(11)旋转中心之间的连线与第一偏心轴和曲轴(6)旋转中心之间的连线相平行；

移动滑块(12)，移动滑块(12)设置在动涡旋盘支撑座(3)上的滑槽中，且套设于随动转轴(11)上，移动滑块(12)与所述随动转轴(11)构成间隙配合；所述移动滑块(12)与所述滑槽相配合，使得随动转轴(11)动作时处于随移动滑块(12)沿动涡旋盘支撑座(3)径向移动的状态；

同步驱动装置，用于使随动转轴(11)和曲轴(6)的旋转方向以及旋转角速度均相同。

2.根据权利要求1所述的一种涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构，其特征在于：所述同步驱动装置包括主动齿轮(5)、过渡齿轮(7)和随动齿轮(10)；所述主动齿轮(5)固定套设在曲轴(6)上，所述随动齿轮(10)固定套设在随动转轴(11)上，所述过渡齿轮(7)设置在主动齿轮(5)、和随动齿轮(10)之间；所述主动齿轮(5)、和随动齿轮(10)的规格相同。

3.根据权利要求2所述的一种涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构，其特征在于：所述主动齿轮(5)与所述动涡旋盘支撑座(3)之间设置有限定二者间距的定位部件。

4.根据权利要求3所述的一种涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构，其特征在于：所述定位部件为定位环(4)。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种涡旋压缩机用移动滑块式防自转机构，其特征在于：所述主动齿轮(5)、过渡齿轮(7)和随动齿轮(10)的圆柱渐开线齿轮。