CN207864124U - 曲柄连杆机构及包含该曲柄连杆机构的真空泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于真空泵技术领域，具体涉及一种曲柄连杆机构及包含该曲柄连杆机构的真空泵。本实用新型提供的曲柄连杆机构，主要用于真空泵中，所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆、偏心轴和轴承；所述曲柄与所述连杆连接，所述连杆与所述偏心轴连接，所述偏心轴与所述连杆的连接处设置有所述轴承；所述轴承为滚动轴承。本实用新型具有结构简单、设计合理，能够减轻部件的磨损，有利于设备的零部件更换，保证设备长期安全运行，延长了使用寿命，减少了维修费用。

Description

曲柄连杆机构及包含该曲柄连杆机构的真空泵

技术领域

本实用新型涉及真空泵技术领域，具体涉及一种曲柄连杆机构及包含该曲柄连杆机构的真空泵。

背景技术

真空泵是利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。按工作原理划分凡是利用机械运动(转动或滑动)以获得真空的泵，称为机械真空泵。机械真空泵按其工作原理及结构特点分为变容真空泵和动量传输泵。变容真空泵是利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目的的真空泵；可分为往复式及旋转式两种。

往复式真空泵是干式真空泵，它利用泵腔内活塞(通过曲柄连杆机构实现活塞的)往复运动，将气体吸入、压缩并排出，又称为活塞式真空泵；而旋转式真空泵利用泵腔内转子部件的旋转运动将气体吸入、压缩并排出。

在现有的曲柄连杆机构中，曲轴与拐臂(连杆)的连接方式采用的是滑动轴承或轴套的连接方式，设备长时间运行容易造成对曲轴的磨损，并且真空泵在运行过程中容易产生疲劳损伤，进而导致配合间隙过大而产生震动。因此，研究开发出新型的曲柄连杆机构，对于减轻设备部件的磨损，降低维修成本，提高设备的运转率，延长设备的使用寿命具有重要的意义。

鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种曲柄连杆机构，该机构能够减轻部件的磨损，更利于设备的零部件更换，保证设备长期安全运行，延长了使用寿命，减少了维修费用，提高了设备的运转率。

本实用新型的第二目的在于提供一种真空泵，结构简单，设计合理，该真空泵包含上述曲柄连杆机构，因而至少具有与上述曲柄连杆机构相同的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种曲柄连杆机构，该曲柄连杆机构用于真空泵中，所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆、偏心轴和轴承；

所述曲柄与所述连杆连接，所述连杆与所述偏心轴连接，所述偏心轴与所述连杆的连接处设置有所述轴承；

所述轴承为滚动轴承。

作为进一步优选技术方案，所述滚动轴承包括7311型轴承。

作为进一步优选技术方案，所述轴承的外侧设置有轴承座。

作为进一步优选技术方案，所述轴承座的内径为≥55mm。

作为进一步优选技术方案，所述偏心轴的偏心度为20～30mm。

作为进一步优选技术方案，所述滚动轴承与所述偏心轴的配合面的表面粗糙度Ra为1.6～3.2μm。

作为进一步优选技术方案，所述偏心轴连接驱动装置。

作为进一步优选技术方案，所述偏心轴通过皮带轮传动机构与所述驱动装置联动。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种真空泵，包括上所述的曲柄连杆机构。

作为进一步优选技术方案，所述真空泵为往复式真空泵。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供的曲柄连杆机构，在偏心轴与连杆的连接处设置滚动轴承，即将现有的偏心轴与连杆的滑动轴承或轴套的连接结构改为滚动轴承连接结构，可减轻部件的磨损，更利于设备的零部件更换，保证设备长期安全运行，延长了使用寿命，减少了维修费用，提高了设备的运转率。

2、本实用新型提供的曲柄连杆机构，结构简单，设计合理，因滚动轴承的可替换性更强，进而更利于设备的零部件更换，维护更为便捷，运行周期延长，从而有效减低设备维修维护成本，易于推广应用。

3、本实用新型提供的真空泵包含上述的曲柄连杆机构，因而至少具有与上述曲柄连杆机构相同的优点，其结构设计合理，可有效缓解设备长时间运行会对偏心轴产生磨损或运行震动等现象的出现，延长了设备的使用寿命，降低了维修和维护成本，对设备的运行及维护使用产生积极的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的曲柄连杆机构结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的曲柄连杆机构剖面结构示意图。

图标：100－曲柄；200－连杆；300－偏心轴；400－轴承；500－轴承座。

具体实施方式

下面对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合具体实施例和附图，对本实用新型作进一步说明。

实施例一

图1为本实用新型实施例提供的曲柄连杆机构结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的曲柄连杆机构剖面结构示意图。

如图1－图2所示，本实施例提供一种曲柄连杆机构，该曲柄连杆机构用于真空泵中，所述曲柄连杆机构包括曲柄100、连杆200、偏心轴300和轴承400；

所述曲柄100与所述连杆200连接，所述连杆200与所述偏心轴300连接，所述偏心轴300与所述连杆200的连接处设置有所述轴承400；

所述轴承400为滚动轴承。

鉴于现有的真空泵运行时出现振动异常现象，拆卸检查各配件后，其曲轴与拐臂轴套安装处，轴有较大程度的磨损和沟槽，外径尺寸亦有发生改变。以上缺陷出现主要是曲轴与拐臂为滑动轴承或轴套结构，使得真空泵在运行过程中易产生疲劳损伤，导致配合间隙过大而产生震动。

而真空泵的正常运行对机组经济安全运行非常重要，基于此，本实施例将在曲轴与轴套连接结构改为滚动轴承连接结构，从而有效可减轻部件的磨损，保证设备长期安全运行。

上述曲柄连杆机构，因滚动轴承的可替换性更强，进而更利于设备的零部件更换，维护更为便捷，运行周期延长，可减少维修频次，从而有效减低设备维修维护成本，延长设备的使用寿命。

一般情况下，在真空泵中，偏心轴以一键式或其他方式刚性且偏心地置于电动机的电动机轴处或置于可由电动机驱动的变速机构的输出轴处。在该偏心轴上设置滚动轴承，该滚动轴承具有同心围绕偏心轴的轴承环以及滚动体，这些滚动体在偏心轴和轴承环之间的间隙内，通常但不是必须等距地围绕轴设置。

其中，滚动轴承中的滚动体包括但不限于滚子或滚针，也可以是其他滚动体，例如是球。轴承环可理解为外环，可设有例如压装到偏心轴上的内环，但内环不是必要的，滚动体可以直接在偏心轴上滚动。

可选地，轴承环相对于轴偏心；滚动体对应于轴与轴承环之间不同的间隙宽度，基于轴承环现对于轴的偏心度而具有不同的直径。即，多个滚动体具有不同的直径，而各滚动体的直径与各个滚动体所在的周向位置处的轴承环与轴之间的间隙宽度一样大。

当偏心轴被旋转驱动时，滚动体在偏心轴上和在轴承环之间滚动并绕轴绕转，此时，具有大直径的滚动体挤压轴承环远离偏心轴，而具有小直径的滚动体所在的相对侧使轴承环接近轴。这样设置，结构简单，制造成本低，使用安装方便，应用效果好。

在一种优选地实施方式中，所述滚动轴承包括7311型轴承。

能否正确选用滚动轴承对真空泵机组能否获得良好的工作性能，延长使用寿命，减少维修费用，提高机器的运转率等都有着重要的作用。

本实施例结合偏心轴自身的尺寸，以及运行时轴的载荷方向、转速、定位方向、工作环境等要求，滚动轴承优选选型为7311型轴承；其应用广泛，使用方便，成本低，使用寿命长。

在一种优选地实施方式中，所述轴承400的外侧设置有轴承座500。

可选地，所述轴承座500包括轴承座本体，所述轴承座本体整体呈环状，在该轴承座本体上设有与其同心的内齿圈。

可选地，所述轴承座本体包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分的内周面为轴承支撑面，外周面为与轴承孔相配合的轴承座安装面；所述第二部分沿径向尺寸大于第一部分尺寸，且第二部分和第一部分内周面共面；所述内齿圈设置在第三部分的内周壁上。进一步地，第二部分径向尺寸大于第一部分的部分设置有装配通孔；第三部分与内齿圈为可拆分结构或为一体成型结构。

上述结构的轴承座具有结构简单，体积小，重量轻，可靠性高等特点，可降低制造成本。

需要说明的是，本实施例中的轴承座包括但不限于上述结构，还可以采用本领域常用的其他结构形式的轴承座。

在一种优选地实施方式中，所述轴承座500的内径为≥55mm。

优选地，所述轴承座500的尺寸为内径为55～100mm；

进一步优选地，所述轴承座500的尺寸为内径为55mm。

合适的轴承座尺寸及精度，可保证真空泵能够达到工艺要求的真空度，并能延长轴承的使用寿命，降低维修维护成本。

在一种优选地实施方式中，所述偏心轴300的偏心度为20～30mm。典型但非限制性地，偏心轴的偏心度为20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm或30mm。

优选地，偏心轴300的偏心度为22～28mm；

进一步优选地，偏心轴300的偏心度为25mm。

在旋转驱动时，偏心轴由于其偏心度而在环形轨道上运动，并且此时绕其自身转动。由于偏心轴在环形轨道上的运动，滚动轴承也在某一环形轨道或同一环形轨道上运动，同时还驱动从外侧与其邻接的活塞以进行期望的往复直线运动，从而通过交替的吸入或排出来输送制动液体或常见的流体。

因此，偏心轴的偏心度对于设备的运转起到重要的作用，合适的偏心度可保证真空泵能够达到工艺要求的真空度，并能延长轴承的使用寿命，降低维修维护成本。

在一种优选地实施方式中，所述滚动轴承400与所述偏心轴300的配合面的表面粗糙度Ra为1.6～3.2μm。适宜的表面粗糙度有助于控制滚动体的倾斜，对轴承起到一定的引导作用，能有效避免轴承运行过程中由于引导不好引起的滚动体歪斜并导致滚道损害而使轴承提前失效的问题。

优选地，所述偏心轴300的偏心度为25mm；所述轴承座500的尺寸为内径为55mm；所述滚动轴承400与所述偏心轴300的配合面的表面粗糙度Ra为1.6～3.2μm。

在合适的偏心度、表面粗糙度和轴承座尺寸及精度条件下，即在上述数值范围内的偏心度、表面粗糙度和轴承座尺寸及精度下，可保证真空泵能够达到工艺要求的真空度，并能延长轴承的使用寿命，降低维修维护成本。

在一种优选地实施方式中，所述偏心轴300连接驱动装置。

可选地，偏心轴300安装在电机或减速箱的输出轴上。

在一种优选地实施方式中，所述偏心轴300通过皮带轮传动机构与所述驱动装置联动。

可以理解的是，上述驱动装置包括但不限于电机、减速机，其具体的结构形式和与偏心轴的具体连接方式，参照现有技术中常用的结构形式即可。

实施例二

实施例二提供一种真空泵，本实施例是在实施例一的基础上进行改进后的另一技术方案，实施例一所公开的曲柄连杆机构的技术特征也适用于本实施例，实施例一已公开的曲柄连杆机构的技术特征不再重复描述。

为节约篇幅，本实施例的改进特征同样体现在图1－图2中，因此，结合图1－图2对本实施例的方案进行说明。

如图1－图2所示，本实施例提供一种真空泵，包括上所述的曲柄连杆机构。

可以理解的是，本实用新型对于真空泵的具体结构形式不做过多的限定，除曲柄连杆机构之外，其余结构参照本领域中常用的真空泵结构形式进行设置即可。

在一种优选地实施方式中，所述真空泵为往复式真空泵。

可选地，所述往复式真空泵为W型往复式真空泵；进一步地，所述往复式真空泵为W5型往复式真空泵。

W型往复真空泵具有体积小，维修简单、阀片寿命较长等优点，适宜于在较高压强范围内使用。W型真空泵通过连杆曲轴机构在曲轴箱内运动使活塞在气缸中作往复运动，周期性地改变吸排气腔的容积，并依靠吸排气阀的作用完成吸排气动作，从而获得真空。

现有的W5型往复式真空泵运动部件少，因而操作简单，一般其机械传动部件及抽气部分分隔在两个腔体内，可保证机械传动部分不受被抽气体的污染，保持良好的润滑状态，因而特别适合化学工业的各种应用，如在真空结晶、干燥、过滤、蒸发等工艺工程中均适用。然而现有的W5型往复式真空泵，曲轴连接大多还是采用轴套连接方式，设备长时间运行会对曲轴产生磨损，运行震动等。

可以理解的是，本实用新型的曲柄连杆机构主要适用于W5型往复式真空泵中。

在一种可选的实施方式中，所述真空泵还包括阀板、气缸、活塞、活塞环和曲柄箱，其中阀板位于气缸之上，气缸内设有活塞和活塞环，活塞与曲柄连接，曲柄位于曲柄箱内。其工作原理为，由驱动装置带动皮带轮旋转，再通过曲柄连杆机构将驱动装置的旋转运动变为固定在曲柄连杆另一端的活塞、活塞环在气缸内的直线往复运动，从而达到吸气、排气的目的。设备体积小，平衡性能好，振动小，噪音低，运行效率高，使用寿命长。

需要说明的是，该真空泵的具体结构形式，并不限于此，还可以包括其他的零部件或机构，并且该真空泵涉及的其他零部件或机构均为现有结构。本实施例中的关键在于该真空泵泵中包括了本实用新型的曲柄连杆机构。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种曲柄连杆机构，该曲柄连杆机构用于真空泵中，其特征在于，所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆、偏心轴和轴承；

所述曲柄与所述连杆连接，所述连杆与所述偏心轴连接，所述偏心轴与所述连杆的连接处设置有所述轴承；

所述轴承为滚动轴承。

2.根据权利要求1所述的曲柄连杆机构，其特征在于，所述滚动轴承包括7311型轴承。

3.根据权利要求1所述的曲柄连杆机构，其特征在于，所述轴承的外侧设置有轴承座。

4.根据权利要求3所述的曲柄连杆机构，其特征在于，所述轴承座的内径为≥55mm。

5.根据权利要求1所述的曲柄连杆机构，其特征在于，所述偏心轴的偏心度为20～30mm。

6.根据权利要求1所述的曲柄连杆机构，其特征在于，所述滚动轴承与所述偏心轴的配合面的表面粗糙度Ra为1.6～3.2μm。

7.根据权利要求1所述的曲柄连杆机构，其特征在于，所述偏心轴连接驱动装置。

8.根据权利要求7所述的曲柄连杆机构，其特征在于，所述偏心轴通过皮带轮传动机构与所述驱动装置联动。

9.一种真空泵，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的曲柄连杆机构。

10.根据权利要求9所述的真空泵，其特征在于，所述真空泵为往复式真空泵。