CN1445463A - 一种曲柄连杆式活塞压缩机十字头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曲柄连杆式活塞压缩机十字头，由一个短圆柱形十字头销将一个带有单个销孔座的十字头体和一个小头为叉形的连杆铰接起来，十字头体销孔座上开有两个与滑履柱面同轴的通孔，十字头销中部开有垂直于其轴线的螺纹通孔。端部带有外螺纹的活塞杆穿过十字头体销孔座上较大的孔旋入十字头销螺纹通孔内，该端末尾的一小段圆柱体则插入十字头体销孔座另一孔内，与十字头体定位。十字头螺母带有一个圆柱端，该端也穿过十字头体销孔座上较大的孔而将活塞杆锁紧在十字头销上。两个套在十字头销上的减摩圆环将十字头体与连杆小头隔离。本发明可用于任何需要设置十字头的往复活塞压缩机中，从而使十字头部件结构更加简单，制造维修方便。

Description

一种曲柄连杆式活塞压缩机十字头

一、技术领域

本发明涉及一种曲柄连杆式活塞压缩机十字头，特别适用在任何带有十字头的曲柄连杆式活塞压缩机中替代其他型式的十字头。

二、背景技术

十字头是曲柄连杆式活塞压缩机中曲轴的旋转运动转换为活塞往复运动的过渡部件，是活塞压缩机中最关键的部件之一，直接影响着压缩机的经济性、可靠性及可维护性。

传统结构的十字头部件包括带有两个销孔座的箱形十字头体、小头夹于十字头体两销孔座之间的连杆、将十字头体和连杆小头铰接起来的圆柱或圆锥形十字头销、六角形十字头螺母及端部带有螺纹的活塞杆。十字头螺母将活塞杆锁紧在十字头体前端凸台的螺纹孔中，连杆大小头宽度一般相等，十字头销用螺钉或弹性档圈轴向定位，连杆沿主轴轴线方向的定位则用其他手段实现。由此基本结构可演变出其他更复杂，但相对可靠或适用于不同机型的结构。这种传统型式的十字头具有如下缺点：

1、活塞力首先由活塞杆传给十字头，再由十字头销座通过十字头销传给连杆，故十字头需要承受数值很大的活塞力，这导致按强度要求所设计的十字头体极为笨重，尤其是在大型压缩机中更为突出，致使安装、维修极为不便。

2、巨大的活塞力作用在十字头上，导致十字头部件的可靠性下降。

3、十字头体结构复杂，难于制造和加工，生产成本高。

4、活塞杆与十字头体前部凸台联接，凸台前部为紧固活塞杆的十字头螺母，这导致该部件在压缩机气缸轴线方向的尺寸较大，进而影响整机的外形尺寸。

5、活塞销需要进行轴向定位。

为克服传统结构十字头的缺点，应运而生了一种结构大为简化的十字头。该结构中，要求连杆小头的宽度超过活塞杆直径，当然也远超过连杆大头的宽度，小头的顶端铣有一宽度超过活塞杆直径、深度约达小头孔轴线位置的缺口，形成一个类似于叉形小头的连杆。圆柱形十字头销外圆柱中间部位也铣有一宽度与连杆小头缺口宽度基本相等的缺口平面，其中心开有一垂直于销体轴线的螺纹盲孔。十字头体不再为带有销孔座及活塞杆联接凸台的箱形，而是简化成了工字形单臂结构，其组成如下：两块位置对称的共圆柱面弧形滑履、一段与滑履柱面同轴的在滑履宽度方向两侧削平的圆柱体，削平两侧的柱体宽度稍小于十字头销外圆柱缺口平面的宽度，其长度约为滑履长度的一半或稍小，扁平柱体的一端与滑履端部平齐，其与两滑履则靠十字头体对称面内的两条筋板连接，扁平柱体中心开有一与其同轴的直径与活塞杆直径相等的通孔。十字头销插在连杆小头孔内，其上缺口平面正对连杆小头顶端缺口，端部带有螺纹的活塞杆穿过工字形十字头体中心孔后，旋入插在连杆小头孔内的十字头销螺纹盲孔中，一个简单的十字头螺母将工字型十字头体压紧在十字头销缺口平面上，十字头体和十字头销则靠销钉周向定位，十字头滑履的悬臂端则将连杆小头包容起来。这一结构较好地解决了传统十字头部件如前所述的第1、第2、第3和第5个缺点，一定程度上改善了第4个缺点。但其特殊的结构也带来了一些新的问题，体现如下：

I、十字头体工字形单臂结构的刚性较差，尤其是十字头滑履偏置于连接臂的一端，这导致其悬臂端尤其容易产生挠曲变形，甚至发生折断。

II、十字头滑履刚性较差的悬臂端产生挠曲变形后导致滑履承压面局部比压增大，形成不均磨损。

III、连杆传来的侧向力通过活塞杆传给十字头，导致活塞杆受到很大的剪切力，易于断裂。

IV、活塞杆与十字头体滑履柱面同轴刚性安装，活塞因磨损而下沉后活塞杆根部产生弯曲应力。

上述所说的传统结构十字头及新型结构十字头的这些缺陷导致其使用效果均不够理想。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，受力均匀，成本低，零部件少的曲柄连杆式活塞压缩机十字头。

解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：由十字头体、连杆、十字头销、十字头螺母、活塞杆、减摩定位环组成十字头部件。本发明突出的特点在于，十字头体设有一个销孔座，位于滑履长度及宽度方向的中间位置，所述销孔座两侧壁上分别开有一个较大的圆形通孔和一个较小的长圆形孔，所述长圆形孔的长轴垂直于销孔轴线，两孔均与滑履柱面同轴，所述十字头体销孔座与两块弧形滑履由纵、横两条筋板连接起来；连杆的小头为叉形，夹持着所述十字头体的销孔座，连杆的小头孔内设有轴承；十字头销为一圆柱体，将十字头体与连杆的小头铰接连接，十字头销外圆柱面的中间部位设有平行于销体轴线的缺口平面，所述缺口平面的中心开有一垂直于销体轴线的螺纹通孔，缺口平面正对着十字头体销孔座上的圆形通孔；活塞杆与十字头体的连接端设有外螺纹，该端末尾还设有与杆体同轴的小圆柱体，所述外螺纹端穿过十字头体上的销孔座上的圆形通孔并旋入十字头销的螺纹孔，所述杆端小直径圆柱段则插入十字头体销孔座上的长圆形通孔，十字头螺母的圆柱段穿过所述十字头体销孔座上的圆形通孔，将活塞杆锁紧在十字头销螺纹通孔内；两个套在十字头销上并被分置于十字头体销孔座两侧的减摩定位环将所述十字头体与所述连杆隔离开。

与现有各种结构的十字头部件相比，本发明的有益效果是：

I、活塞力直接由活塞杆传给十字头销，进而传给连杆，使十字头体不在承受数值巨大的活塞力，只承受很小的侧向力和更加微小的十字头体与滑道之间的往复摩擦力。故此对十字头体强度的要求大大降低，从而使十字头体彻底摆脱了笨重的形状和硕大的尺寸，变得极为轻巧，非常利于安装和现场维修操作。和传统的结构相比，十字头体变得极为简单、制造方便，有利于提高生产效率、降低制造成本。

II、头体运动过程中在气缸轴线方向所占尺寸较大，本发明的十字头螺母安装后仍不超过滑履的前端，甚至有较大距离，这样十字头在外止点时填料盒端部还可越过十字头滑履端面，可大大减小整机在气缸轴线方向的尺寸，这对无油压缩机尤为重要。

III、与新型的工字型单臂十字头部件相比，本发明的侧向力直接由十字头销传给十字头体，而不必通过活塞杆传递，杜绝了活塞杆承受剪切力。

IV、本发明的十字头部件当活塞因磨损而下沉后，活塞杆会带动十字头销旋转，而不会如传统及新型工字型单臂十字头那样，在活塞杆根部产生弯曲应力。

V、本发明的十字头销装入十字头体销孔后不需要轴向定位，简化了结构并减少零部件数量。

本发明具有结构简单，使用、安装、维修方便，成本较低的特点，可广泛用在任何需要设置十字头的曲柄连杆式活塞压缩机中，替代其他型式的十字头部件。有较好的经济和社会效益。

四、附图说明

图1为本发明十字头体立体结构示意图；

图2为本发明十字头部件零件组成立体示意图；

图3为本发明十字头部件立体装配关系示意图。

五、具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的内容做进一步说明：

图1～图3中：1-十字头体，2-连杆，3-十字头销，4-活塞杆，5-十字头螺母，6-减摩定位环。

参照图1所示，本发明所提出的十字头体1包括：两块共圆柱面且相对于所述柱面轴线中心对称的弧形滑履11，一个位于所述滑履长度及宽度方向中间位置的销孔座12，纵、横两条将所述销孔座12与所述弧形滑履11连接起来的筋板13和14。所述两块弧形滑履11相对于所述销孔座12的轴线对称，所述销孔座12两侧壁上分别开有一个较大的圆形通孔15和一个较小的长圆形孔16，两孔均与所述滑履柱面同轴，所述长圆形孔的长轴垂直于销孔轴线。

参照图2、图3所示，连杆2的小头为叉形，夹持着所述十字头体销孔座12，所述叉形连杆2的小头孔内设有轴承21。

十字头销3为圆柱形状，将所述十字头体1与连杆2铰接在一起。所述十字头销外圆柱中间部位铣有与自身轴线平行的缺口平面31，平面中心设有垂直于销体轴线的螺纹通孔32。缺口平面31朝向所述十字头体销孔座12上的圆形通孔15。

活塞杆4的外螺纹端41的尾部有一小段与杆体同轴的小直径圆柱体42。活塞杆所述外螺纹端41穿过十字头体销孔座上的圆形通孔15并旋入十字头销螺纹通孔32中，调整旋入深度可得到合适的活塞止点位置。活塞杆4的末端的小直径圆柱体42则插入十字头体销孔座12上的长圆形孔16内，实现十字头体的横向定位，同时也起到十字头销轴向定位的作用。

十字头螺母5的圆柱段51穿过所述十字头体销孔座12上的圆形通孔15，圆柱段51的直径小于所述十字头体销孔座圆形通孔15的直径，所述十字头螺母中心开有螺纹通孔52。螺纹通孔52与所述活塞杆4的外螺纹端41旋合，所述圆柱段51则穿过十字头体销孔座12上的圆形通孔15而将活塞杆4锁紧在十字头销3的螺纹通孔32中。

在十字头体销孔座12两侧与连杆2小头接触的部位设置有两个圆环形减磨定位环6，以隔离二者，同时也起到沿主轴轴线方向定位连杆的作用。

所述十字头体1、十字头销3及连杆2的小头上可根据用途不同设置不同形状的润滑油通道，以满足相对运动表面的润滑需要。

连杆2小头叉形宽度可容纳所述十字头体销孔座12的长度。

十字头销3为圆柱体，直径与所述十字头体销孔直径相等。

减摩定位环6为薄圆环形状，厚度可隔离所述十字头体销孔座12与所述连杆2的小头。

综上所述，十字头体1只有一个销孔座12，位于滑履11长度及宽度方向的中间位置，两块弧形滑履11相对于销孔座12轴线对称，所述销孔座12两侧壁上分别开有一个较大的圆形通孔15和一个较小的长圆形通孔16，两孔均与滑履11柱面同轴，所述长圆形通孔16的长轴垂直于销孔轴线，所述销孔座12与两块弧形滑履11则由纵、横两条筋板连接起来。

插入十字头体销孔座12上长圆形通孔16内的活塞杆4末尾小直径圆柱段的作用是实现活塞杆4与十字头体1在十字头销3轴线方向的定位，同时也起到将十字头销3限于十字头销孔内，防止其脱出的作用。十字头体1上的长圆形孔16与活塞杆4末端圆柱段配合，使十字头销3可在活塞杆4的带动下绕自身轴线旋转，以避免活塞杆4根部的弯曲应力。设置在十字头体1销孔座12两侧与连杆叉形小头之间的减摩定位环6在减小两者摩擦的同时，也起到沿主轴轴线方向定位连杆的作用。

Claims (5)

1、一种曲柄连杆式活塞压缩机十字头，由十字头体(1)、连杆(2)、十字头销(3)、十字头螺母(5)、活塞杆(4)、减摩定位环(6)组成，其特征在于十字头体(1)设有一个销孔座(12)，位于滑履长度及宽度方向的中间位置，所述销孔座(12)的两侧壁上分别开有一个较大的圆形通孔(15)和一个较小的长圆形孔(16)，所述长圆形孔(16)的长轴垂直于销孔轴线，两孔均与滑履(11)柱面同轴，所述十字头体销孔座(12)与所述两块弧形滑履(11)由纵、横两条筋板(13、14)连接起来；连杆(2)的小头为叉形，夹持着所述十字头体(1)的销孔座(12)；十字头销(3)为一圆柱体，将十字头体(1)与叉形连杆(2)的小头铰接连接，连杆(2)的小头孔内设有轴承21，十字头销(3)外圆柱面的中间部位设有平行于销体轴线的缺口平面(31)，所述缺口平面(31)的中心开有一垂直于销体轴线的螺纹通孔(32)，缺口平面(31)正对着十字头体销孔座(12)上的圆形通孔(15)；活塞杆(4)与十字头体(1)的连接端设有外螺纹(41)，该端末尾还设有与杆体同轴的小圆柱体(42)，所述外螺纹端穿过十字头体(1)上的销孔座(12)上的圆形通孔(15)，并旋入十字头销(3)的螺纹孔(32)，所述杆端小直径圆柱段则插入十字头体销孔座(12)上的长圆形通孔(16)，十字头螺母(5)的圆柱段(51)穿过所述十字头体销孔座(12)上的圆形通孔(15)，将活塞杆(4)锁紧在十字头销螺纹通孔(32)内；两个套在十字头销(3)上并被分置于十字头体销孔座(12)两侧的减摩定位环(6)将所述十字头体(1)与所述连杆(2)隔离开。

2、根据权利要求1所述的一种曲柄连杆式活塞压缩机十字头，其特征是所述连杆(2)的小头叉形宽度可容纳所述十字头体销孔座(12)的长度。

3、根据权利要求1所述的一种曲柄连杆式活塞压缩机十字头，其特征是所述十字头销(3)为圆柱体，直径与所述十字头体销孔直径相等；所述十字头销(3)外圆柱面的中间部位设有平行于销体轴线的缺口平面(31)，所述缺口平面(31)的中心开有一垂直于销体轴线的螺纹通孔(32)。

4、根据权利要求1所述的一种曲柄连杆式活塞压缩机十字头，其特征是所述减摩定位环(6)为薄圆环形状，厚度可隔离所述十字头体销孔座(12)与所述连杆(2)的小头。

5、根据权利要求1所述的十字头部件，其特征是：所述十字头体(1)、连杆(2)、十字头销(3)内部设有润滑油通道。