CN113404675A - 一种柱塞与十字头的连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱塞与十字头的连接结构，包括柱塞、十字头、上补偿块和下补偿块，柱塞的下端具有盘形结构，十字头的上部具有补偿腔，补偿腔的上壁具有第一通孔，柱塞穿过第一通孔，上补偿块、下补偿块和盘形结构位于补偿腔内，上补偿块位于盘形结构的上侧，下补偿块位于盘形结构的下侧，柱塞的外侧壁和第一通孔的内侧壁之间具有径向间隙，上补偿块和补偿腔的上壁之间具有轴向间隙，上补偿块和补偿腔内的侧壁之间具有径向间隙，下补偿块和补偿腔内的侧壁之间具有径向间隙，盘形结构和补偿腔内的侧壁之间具有径向间隙。柱塞能够径向位移，还能够在补偿腔内转动，能同时实现径向补偿和角度补偿，使柱塞及时地进行自调整，保证往复运动顺畅。

Description

一种柱塞与十字头的连接结构

技术领域

本发明涉及隔膜压缩机的柱塞与十字头部件技术领域，具体涉及一种柱塞与十字头的连接结构。

背景技术

柱塞与十字头部件为隔膜压缩机的重要部件，并且柱塞与十字头的往复运动为隔膜压缩机的压缩气体的主要运动。在设计、零件加工、设备装配过程中存在着不可避免的机械偏差，以至于隔膜压缩机装配之后柱塞与十字头的往复运动存在轴向和角度的偏差，经过长期的运动，柱塞、缸套、十字头、滑道的磨损严重，影响其核心部件的使用寿命，并降低了隔膜压缩机的工作效率。

现有的柱塞结构，采用螺栓将柱塞与十字头连接，为刚性连接，柱塞不能调整姿态。因工件都存在加工误差，装配误差，因此柱塞实际往复运动的姿态不是完全竖直的，而是存在一定的角度。现有结构的柱塞在往复运动时不能实现角度的调整，因此会使柱塞与缸套之间产生运动干涉，柱塞不能够顺畅的实现补油动作。

发明内容

为此，本发明提供一种柱塞与十字头的连接结构，以解决现有隔膜压缩机的柱塞不能调整姿态，使柱塞不能够顺畅地运动的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种柱塞与十字头的连接结构，包括柱塞、十字头、上补偿块和下补偿块，柱塞的下端具有盘形结构，十字头的上部具有补偿腔，补偿腔的上壁具有第一通孔，柱塞穿过第一通孔，上补偿块、下补偿块和盘形结构位于补偿腔内，上补偿块位于盘形结构的上侧，下补偿块位于盘形结构的下侧，柱塞的外侧壁和第一通孔的内侧壁之间具有径向间隙，上补偿块和补偿腔的上壁之间具有轴向间隙，上补偿块和补偿腔内的侧壁之间具有径向间隙，下补偿块和补偿腔内的侧壁之间具有径向间隙，盘形结构和补偿腔内的侧壁之间具有径向间隙。

进一步地，补偿腔的上壁为连接板，连接板和补偿腔的侧壁可拆卸地连接。

进一步地，上补偿块的下侧面和盘形结构的上侧面为角度补偿配合面，下补偿块的上侧面和盘形结构的下侧面为角度补偿配合面，上补偿块的上侧面和补偿腔的上侧面为径向补偿配合面，下补偿块的下侧面和补偿腔的下侧面为径向补偿配合面。

进一步地，角度补偿配合面和径向补偿配合面具有润滑油。

进一步地，上补偿块为环形结构，环形结构的中心具有第二通孔，柱塞穿过第二通孔，上补偿块的内周面和柱塞的外侧壁之间具有间隙，上补偿块的下侧面为球面，盘形结构的上侧面为球面，上补偿块的下侧面和盘形结构的上侧面滑动配合，下补偿块的上侧面为球面，盘形结构的下侧面为球面，下补偿块的上侧面和盘形结构的下侧面滑动配合。

进一步地，上补偿块和下补偿块的材料为球墨铸铁。

进一步地，上补偿块和补偿腔的上壁之间的间隙为0.1-0.3mm。

进一步地，上补偿块的下侧面、盘形结构的上侧面、下补偿块的上侧面和盘形结构的下侧面的粗糙度小于Ra0.4。

进一步地，上补偿块的下侧面和盘形结构的上侧面的贴合率在70％以上，下补偿块的上侧面和盘形结构的下侧面的贴合率在70％以上。

进一步地，上补偿块和下补偿块的边缘具有圆角，盘形结构的边缘具有圆角。

本发明具有如下优点：由于上补偿块、下补偿块和盘形结构在径向方向上和补偿腔的侧壁具有径向间隙，并且柱塞的外侧壁和第一通孔的内侧壁之间具有径向间隙，柱塞能够径向位移，实现径向补偿，上补偿块还在轴向方向上和补偿腔的上壁具有轴向间隙，柱塞能够在补偿腔内转动，能够同时实现径向补偿和角度补偿，使柱塞及时地进行自调整，并且对加工与装配的要求降低，保证往复运动顺畅，补油动作顺畅，降低设备的故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本发明具体实施方式提供的一种柱塞与十字头的连接结构的局部结构示意图；

图2为本发明具体实施方式提供的一种柱塞与十字头的连接结构的整体结构示意图；

图3为本发明具体实施方式提供的一种柱塞与十字头的连接结构实现径向补偿时的示意图；

图4为本发明具体实施方式提供的一种柱塞与十字头的连接结构同时实现径向补偿和角度补偿时的示意图。

图中：1-柱塞；2-十字头；3-补偿腔；4-第一通孔；5-上补偿块；6-下补偿块；7-连接板；8-第二通孔；9-上滑道；10-下滑道；11-盘形结构。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明具体实施方式提供了一种柱塞1与十字头2的连接结构，包括柱塞1、十字头2、上补偿块5和下补偿块6，柱塞1的下端具有盘形结构11，十字头2的上部具有补偿腔3，补偿腔3的上壁具有第一通孔4，柱塞1穿过第一通孔4，上补偿块5、下补偿块6和盘形结构11位于补偿腔3内，上补偿块5位于盘形结构11的上侧，下补偿块6位于盘形结构11的下侧，柱塞1的外侧壁和第一通孔4的内侧壁之间具有径向间隙，上补偿块5和补偿腔3的上壁之间具有轴向间隙，上补偿块5和补偿腔3内的侧壁之间具有径向间隙，下补偿块6和补偿腔3内的侧壁之间具有径向间隙，盘形结构11和补偿腔3内的侧壁之间具有径向间隙。

由于上补偿块5、下补偿块6和盘形结构11在径向方向上和补偿腔3的侧壁具有径向间隙，并且柱塞1的外侧壁和第一通孔4的内侧壁之间具有径向间隙，柱塞1能够径向位移，实现径向补偿，上补偿块5还在轴向方向上和补偿腔3的上壁具有轴向间隙，柱塞1能够在补偿腔3内转动，能够同时实现径向补偿和角度补偿，使柱塞及时地进行自调整，并且对加工与装配的要求降低，保证往复运动顺畅，补油动作顺畅，降低设备的故障率。

需要说明的是，各图中的径向间隙、轴向间隙和角度尺寸做了放大处理，用字母和数字代替，只为了简单易懂，方便理解。

在一个可选的实施方案中，补偿腔3的上壁为连接板7，连接板7和补偿腔3的侧壁可拆卸地连接，具体地，连接板7通过螺栓和补偿腔3的侧壁连接，安装拆卸方便，便于维护。

在一个可选的实施方案中，上补偿块5的下侧面和盘形结构11的上侧面为角度补偿配合面，下补偿块6的上侧面和盘形结构11的下侧面为角度补偿配合面，上补偿块5的上侧面和补偿腔3的上侧面为径向补偿配合面，下补偿块6的下侧面和补偿腔3的下侧面为径向补偿配合面，角度补偿配合面和径向补偿配合面具有润滑油。保证各配合面的运动更加顺畅，减少过度摩擦。

在一个可选的实施方案中，上补偿块5为环形结构，环形结构的中心具有第二通孔8，柱塞1穿过第二通孔8，上补偿块5的内周面和柱塞1的外侧壁之间具有间隙，上补偿块5的下侧面为球面，盘形结构11的上侧面为球面，上补偿块5的下侧面和盘形结构11的上侧面滑动配合，下补偿块6的上侧面为球面，盘形结构11的下侧面为球面，下补偿块6的上侧面和盘形结构11的下侧面滑动配合。设计时，球面的曲率应尽可能大，这样使用时可以产生足够的切向力，有助于球面滑移，角度补偿更加灵敏。

如图2和图3所示，当十字头2和柱塞1一同向上运动时，假设上滑道9和下滑道10的中心线是平行的，不存在角度误差，这时可以依靠下补偿块6的下端面与十字头2上端面之间的相对滑移来实现径向补偿，此时柱塞1左侧的径向间隙大于柱塞1右侧的径向间隙，柱塞1、上补偿块5和下补偿块6的径向位置发生变化，实现了径向补偿功能。

如图4所示，当十字头2和柱塞1一同向上运动时，假设上滑道9和下滑道10的中心线存在角度误差，这时可以依靠下补偿块6的上端的球面与柱塞1下端的球面之间的相对滑移来实现角度补偿，此时上补偿块5上侧的轴向间隙变小，上补偿块5左侧的径向间隙小于右侧的径向间隙，下补偿块6左侧的径向间隙大于右侧的径向间隙，实现了角度补偿和径向补偿功能。

当十字头驱动机构向下运动时，上补偿块起作用，原理与向上运动时的原理相同。当十字头2和柱塞1一同向下运动时，假设上滑道9和下滑道10的中心线是平行的，不存在角度误差，这时可以依靠上补偿块5的上端面与补偿腔3内的上壁之间的相对滑移来实现径向补偿。当十字头2和柱塞1一同向下运动时，假设上滑道9和下滑道10的中心线存在角度误差，这时可以上补偿块5下端的球面与柱塞1上端的球面之间的相对滑移来实现角度补偿。

在一个可选的实施方案中，上补偿块5和下补偿块6的材料为球墨铸铁。球墨铸铁的抗压能力强，耐磨性能、自润滑性优异。

在一个可选的实施方案中，上补偿块5和补偿腔3的上壁之间的间隙为0.1-0.3mm，设计时，根据产品结构实际情况，选择一个合理的、满足使用功能的补偿角度即可，但轴向间隙不宜过大，轴向间隙过大易产生较大的轴向冲击载荷，对产品的可靠性产生影响，优选为0.2mm。

在一个可选的实施方案中，上补偿块5的下侧面、盘形结构11的上侧面、下补偿块6的上侧面和盘形结构11的下侧面的粗糙度不高于Ra0.4。

在一个可选的实施方案中，上补偿块5的下侧面和盘形结构11的上侧面的贴合率在70％以上，下补偿块6的上侧面和盘形结构11的下侧面的贴合率在70％以上。

在一个可选的实施方案中，上补偿块5和下补偿块6的边缘具有圆角，盘形结构11的边缘具有圆角。避免受力时产生压痕，减少影响各补偿贴合面之间的相对滑移。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：包括柱塞(1)、十字头(2)、上补偿块(5)和下补偿块(6)，所述柱塞(1)的下端具有盘形结构(11)，所述十字头(2)的上部具有补偿腔(3)，所述补偿腔(3)的上壁具有第一通孔(4)，所述柱塞(1)穿过所述第一通孔(4)，所述上补偿块(5)、所述下补偿块(6)和所述盘形结构(11)位于所述补偿腔(3)内，所述上补偿块(5)位于所述盘形结构(11)的上侧，所述下补偿块(6)位于所述盘形结构(11)的下侧，所述柱塞(1)的外侧壁和所述第一通孔(4)的内侧壁之间具有径向间隙，所述上补偿块(5)和所述补偿腔(3)的上壁之间具有轴向间隙，所述上补偿块(5)和所述补偿腔(3)内的侧壁之间具有径向间隙，所述下补偿块(6)和所述补偿腔(3)内的侧壁之间具有径向间隙，所述盘形结构(11)和所述补偿腔(3)内的侧壁之间具有径向间隙。

2.根据权利要求1所述的柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：所述补偿腔(3)的上壁为连接板(7)，所述连接板(7)和所述补偿腔(3)的侧壁可拆卸地连接。

3.根据权利要求1所述的柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：所述上补偿块(5)的下侧面和所述盘形结构(11)的上侧面为角度补偿配合面，所述下补偿块(6)的上侧面和所述盘形结构(11)的下侧面为角度补偿配合面，所述上补偿块(5)的上侧面和所述补偿腔(3)的上侧面为径向补偿配合面，所述下补偿块(6)的下侧面和所述补偿腔(3)的下侧面为径向补偿配合面。

4.根据权利要求3所述的柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：所述角度补偿配合面和所述径向补偿配合面具有润滑油。

5.根据权利要求3所述的柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：所述上补偿块(5)为环形结构，所述环形结构的中心具有第二通孔(8)，所述柱塞(1)穿过所述第二通孔(8)，所述上补偿块(5)的内周面和所述柱塞(1)的外侧壁之间具有间隙，所述上补偿块(5)的下侧面为球面，所述盘形结构(11)的上侧面为球面，所述上补偿块(5)的下侧面和所述盘形结构(11)的上侧面滑动配合，所述下补偿块(6)的上侧面为球面，所述盘形结构(11)的下侧面为球面，所述下补偿块(6)的上侧面和所述盘形结构(11)的下侧面滑动配合。

6.根据权利要求1所述的柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：所述上补偿块(5)和所述下补偿块(6)的材料为球墨铸铁。

7.根据权利要求1所述的柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：所述上补偿块(5)和所述补偿腔(3)的上壁之间的间隙为0.1-0.3mm。

8.根据权利要求1所述的柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：所述上补偿块(5)的下侧面、所述盘形结构(11)的上侧面、所述下补偿块(6)的上侧面和所述盘形结构(11)的下侧面的粗糙度小于Ra0.4。

9.根据权利要求1所述的柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：所述上补偿块(5)的下侧面和所述盘形结构(11)的上侧面的贴合率在70％以上，所述下补偿块(6)的上侧面和所述盘形结构(11)的下侧面的贴合率在70％以上。

10.根据权利要求1所述的柱塞(1)与十字头(2)的连接结构，其特征在于：所述上补偿块(5)和所述下补偿块(6)的边缘具有圆角，所述盘形结构(11)的边缘具有圆角。

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