CN2613617Y - 一种用于活塞式全无油润滑气体压缩机的曲柄双圆滑块机构 - Google Patents

Abstract

一种用于活塞式全无油润滑气体压缩机的曲柄双圆滑块机构。这种机构带动二组成十字形排列的活塞作平面往复运动，行程为曲轴偏心距的四倍，一、二阶惯性力可以通过设计精确平衡掉。本专利与其它曲柄滑块结构的最大不同之处是整套传动机构都由轴承旋转副组成，运动平稳，振动噪音都很小。只要选用的轴承参数适当，无须外加润滑油，即可长期可靠运转。

Description

一种用于活塞式全无油润滑气体压缩机的曲柄双圆滑块机构

所属技术领域

本实用新型涉及一种用于活塞式全无油润滑气体压缩机的机械传动机构，尤其适用于中小型中高压活塞式全无油压缩机。

背景技术

活塞式气体压缩机要想实现在无油润滑条件下工作，必须有适当的机械结构来传递动力。传统的活塞式压缩机普遍采用摇臂连杆机构，这种机构存在活塞侧向力较大，二阶旋转惯性矩无法消除，振动噪音较大的缺点，且工作离不开润滑油，在无油润滑条件下工作寿命短。其它各种传动机构亦存在诸多不足。如各种单圆滑块机构有的侧向力过大，有的无法在高速下工作，有的结构存在致命缺陷无法在工业上应用；十字滑块结构难以解决长期运转后摩擦副处间隙增大，噪音增加等等问题；齿轮机构存在不能高速运转、传动时打齿、不能在无油条件下工作等问题。

发明内容

为解决压缩机动力传动机构在无油润滑条件下工作的问题，本实用新型对传动机构进行了改进，改进后的机构由全旋转副组成，工作平稳，噪音小，不需外加润滑油即可长期稳定工作。下面结合附图对本机构结构和原理进一步说明：

图2中左图是本机构的工作原理图：当直杆1围绕中心点O做旋转运动，直杆1铰接在直杆2的中点，带动直杆2绕O点转动，直杆2同时又绕铰接点反逆向转动，这样，直杆2的两端点就会沿相互垂直的直线运动。直杆1绕O点的迥转运动就转化为直杆2二端点的直线运动。

本实用新型采用的技术方案是：直杆1化为带偏心e的曲轴(2)，直杆2化为双圆滑块(4)，直杆1、直杆2的铰接点化为曲轴轴承(3)，直杆两端铰接点各化为一个带轴承的机架(6)，二个机架二端分别连接活塞(7)，二根相互垂直的直线化为二组气缸。

当曲轴绕电机迥转中心O点转动时带动双圆滑块(4)运动，双圆滑块(4)在随曲轴(2)绕O点转动的同时又围绕曲轴(2)反向转动。圆滑块各带动一组活塞(7)做平面往复运动，其行程为曲轴(2)偏心距e的四倍。当某一圆滑块圆心与电机迥转中心O点重合时，另一圆滑块所带活塞(7)的侧向力提供支反力使其通过机构活点O。

但严格按上述理论设计出的机构不能用于实际工作，因为工作时活塞有等于气体力的大小的侧向力，活塞环寿命很短。为克服上述缺点，本方案为机架设计了偏心距h，在工作时二活塞上的侧向力能相互部分对消，使侧向力控制在适当的范围内。图2中的右图是本机构的实际原理图，距理论正十字轴线偏心距h处为活塞实际运动轴线。本实用新型的有益效果是：

1、二组活塞成十字排列，使一阶、二阶惯性力可以通过设计精确平衡掉。

2、曲轴箱(1)及机架(6)的偏心h使活塞(7)的侧向力减小、对消，滑块轴承(5)受力后产生的摩擦力和由机架(6)偏心h产生的气体力转矩方向相反，可以部分对消。上述结构使活塞运动更平稳，整机振动噪音更小。

3、本实用新型有四个气缸，用于中高压气体压缩时，可以方便地实现多级压缩。

4、本实用新型设计的最大优点是整套传动机构都是由旋转副组成，没有齿轮副和平面摩擦副。由于轴承的技术相当成熟，故当设计参数适当时，无须外加润滑油，仅靠机构内部蓄脂结构，即可长期稳定可靠运转。

5、本机构曲轴箱内无润滑油，故本实用新型设计曲轴箱设计有管道接口(8)，曲轴箱可与进气管路联通，当气缸内的高压气体通过活塞向曲轴箱内泄露时，可被气缸重新吸入，这样曲轴箱内不会产生高压，降低了对曲轴箱的密封要求，因此本实用新型可以用于绝对无泄漏和高压型压缩机设计。

附图说明

图1为本机构的结构图。

图2为本机构的原理图，其中左图为原始理论原理图，右图为实际结构原理图。

图3为双圆滑块实施例的零件结构图。

图1中，(1)曲轴箱，(2)具有偏心距e的曲轴，(3)曲轴轴承，(4)双圆滑块，(5)滑块轴承，(6)具有偏心距h的机架，(7)与机架刚性联接的活塞，(8)联按进气管路的接口。

图3中(9)为蓄脂槽。

双圆滑块(4)设计如图3所示有蓄脂槽A结构，保证曲轴轴承(3)长期工作不干涩。

具体实施方式

在图1中，压缩机所需行程的四分之一即为偏心距e，曲轴的偏心距与圆滑块的偏心距相同。圆滑块二端设计有轴封，对曲轴轴承加以密封，因为有蓄脂槽结构，所以曲轴轴承可以用滚动轴承也可选用滑动轴承。滑块轴承内径较大，因此承载能力很大，相对载荷很小，能够保证机构寿命。对偏心距h要根据气动力载荷具体计算，按侧向力最小值选取。活塞直径可以相同或不同，根据压缩机级数确定。气缸以X形布置较好，与电机可用直联或用皮带联接。本方案试制的样机工作稳定，在工作电机为5.5kw时，最大噪音是皮带轮风扇噪声。采用本机构的压缩机日常运行无须特殊维护，振动噪音小，工作场地清洁。

Claims (4)

1、一种用于活塞式全无油润滑气体压缩机的曲柄双圆滑块机构，由曲轴箱(1)、具有偏心距e的曲轴(2)、曲轴轴承(3)、双圆滑块(4)、滑块轴承(5)、具有偏心距h的机架(6)、与机架刚性联接的活塞(7)组成，其特征是：具有偏心距e的曲轴(2)装在曲轴箱(1)上，曲轴(2)上装有曲轴轴承(3)，曲轴轴承(3)外装有双圆滑块(4)，双圆滑块(4)外装有2个滑块轴承(5)，滑块轴承(5)外分别装有机架(6)，机架(6)与活塞(7)刚性联接。

2、根据权利1所述的曲柄双圆滑块机构，其特征是：双圆滑块(4)由具有斜对称的二个圆形滑块构成，圆滑块圆心距曲轴孔心有偏心e，圆滑块的外径将曲轴孔包含在内，曲轴孔贯通二个圆滑块，圆滑块内部有蓄脂槽(9)结构。

3、根据权利要求1所述的曲柄双圆滑块机构，其特征是：2个机架(6)二端各与一活塞(7)刚性联接，两组活塞相互垂直成十字排列，活塞运动轴线与机架运动轴线平行且具有一偏心距h。

4、根据权利要求1所述的曲柄双圆滑块机构，其特征是：曲轴箱(1)上有四个气缸孔，气缸孔轴心与机架(6)运动轴线分别平行且与机架有相同的偏心距h，曲轴箱(1)上有与气缸进气管路联接的孔(8)。

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