[其他]曲柄針銷往復活塞式壓縮機

無效

• 申請號: 86204444
• 申請日: 1986-06-28
• 公開（公告）號: CN86204444U
• 公開（公告）日: 1987-04-22
• 發明（設計）人: 王主玉
• 申請（專利權）人: 吉林工業大學
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及往復活塞式壓縮機。

在往復活塞式壓縮機中，活塞的往復運動有多種驅動方式，其中以曲柄連桿機構最為普遍；在一些小型壓縮機中，有些采用偏心輪連桿機構、斜盤機構，還有些采用曲柄滑塊機構以及偏心園滑塊機構。其中以曲柄滑塊機構最簡單，以偏心園滑塊機構最緊湊。

曲柄滑塊機構亦稱正弦機構，它有一個帶橫槽的活塞，安裝在曲軸上的滑塊可在活塞上的橫槽中滑動，從而把曲軸的旋轉運動轉變成活塞的往復直線運動，如US4373876專利所描述的機構就是如此。這種結構由于活塞上有一橫槽，槽的長度必須大于活塞行程與滑塊長度之和，這使得機器的尺寸隨活塞行程加長而顯著增大，當行程與缸徑之比大于0.5時，活塞要制成階梯形的導向部分，這還要在機體上加上導向裝置，機器體積變得龐大，實用性受到局限。

偏心圓滑塊機構有一個偏心半徑和曲柄半徑相等的圓滑塊，它的行程等于四倍的曲柄半徑，因此具有體積小，結構緊湊等特點。但為了保證運動可靠，必須加一同步機構，如CN85200336U專利所描述的機構就是如此。它是以一對2：1的內外齒輪付作為同步機構的，這使機構產生多余約束，為避免發生干涉，要求精度高，從而使制造成本提高，而且齒輪機構容易產生打牙現象。

本實用新型提供一種采用曲柄針銷和十字形滑槽的機構使活塞作往復運動的壓縮機，該機既保持了曲柄滑塊機構簡單的特點，又具有偏心圓滑塊結構緊湊的優點，從而達到減少機器零件，減輕機器重量，縮小機器體積，降低制造成本的目的。

本實用新型的壓縮機主要由機體（1）、氣缸（2）、活塞（3）、曲柄（4）、針銷（5）、缸蓋（6）、電機（7）等組成。本實用新型的特征是：活塞的裙部開有與中心對稱的斜置45°的十字形滑槽，在曲柄臂上裝配有兩根在十字形滑槽中滑動或滾動的針銷。以撥動活塞在缸體軸線方向作往復直線運動。曲柄臂上兩銷孔的距離為活塞行程的一半，并與曲柄主軸心呈一等腰直角三角形。

活塞的運動方程為S＝r（1－COSωt），V＝rωsinωt，a＝rω²cosωt，其中r為兩根曲柄針銷之距離，ω為曲柄之角速度，S表示活塞位移，V表示活塞速度。a表示活塞加速度。由上式可見，該機構屬簡諧運動機構，與曲柄連桿機構相比無二階及二階以上的往復慣性力。由上述運動方程可見與曲柄滑塊運動方程相同，其區別在于r的含義不同，本實用新型曲軸軸心到針銷的距離為r／，而曲柄滑塊的曲柄偏心半徑為r，因此可見在活塞行程相同的情況下，本實用新型的高度與曲柄滑塊機構的高度之比為1／。因此具有體積小的特點。

本實用新型的壓縮機無連桿，活塞裙部的十字滑槽45°斜置，降低了機體高度，并可不用專門的曲軸箱，使結構簡化，容易做到體積小重量輕。

本實用新型的活塞有一扁狀裙部，在扁狀裙部上開有與中心對稱的斜置45°的十字滑槽，如圖1中（3）所示，滑槽的寬度與針銷或針銷套呈動配合。

本實用新型的曲柄上有兩根裝配在曲柄臂上的針銷，針銷上可以加套，套可以在活塞上的槽中滾動。當采用懸臂支撐曲柄時，可將針銷過盈裝入曲柄臂；當采用全支撐時，針銷也可與曲柄臂上的針銷孔呈動配合，使針銷可以在活塞上的槽中滾動。在微型壓縮機中，曲柄臂可直接與電機主軸相連，如圖2中（4）所示。兩針銷之距離為r，它們到軸心之距離相等且等于r／。

本實用新型的機體是一個由兩垂直圓柱孔相貫的整體，一孔為安裝曲柄主軸承的軸承孔，另一孔為活塞在其中運動的氣缸。

本實用新型的缸蓋和常規壓縮機類似，它有兩個腔，一是進氣腔，一為排氣腔，腔中分別裝有進氣閥和排氣閥。

本實用新型制造的無油潤滑壓縮機的缸蓋只有一個排氣腔，其上有一排氣閥（10），進氣閥安裝在活塞上，目的是通過進氣來冷卻活塞。

本實用新型的針銷和活塞滑槽屬高付接觸，這使其實用上受到一定的限制，但是在微型壓縮機中還有廣泛的應用前景，可用作制冷壓縮機，真空泵、空壓機等。當采用自潤滑材料制造活塞十字滑槽和活塞環時，可用做無油潤滑壓縮機。本實用新型的最佳實施方案是微型雙作用式無油潤滑壓縮機。

附圖說明：

圖1為實施例微型雙作用式無油潤滑壓縮機的結構圖，其中（1）為機體，（2）為氣缸體；（3）為活塞；（4）為曲柄；（5）為針銷；（6）為氣缸蓋；（7）為電動機；（8）為儲氣筒；機體（1）和氣缸體（2）鑄為一體。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為外形圖。

圖4、圖5、圖6為活塞的三個視圖。

實施例：

根據本實用新型制造的微型雙作用式無油潤滑壓縮機，其活塞用填充聚四氟乙烯制成，其活塞形狀如圖1中（3）所示，活塞中部為雙作用式活塞的裙部，其上開有與中心呈45°的十字滑槽，圖中四個方孔為減重孔。圖2中（3）為圖1中（3）的橫剖面圖，帶有十字槽的裙部呈扁狀，其活塞頂上各開有兩進氣孔，氣體從氣缸中部進入，通過安裝在活塞上的進氣閥片（9）進入壓縮腔。本實施例的曲柄是一個一邊連接電機主軸（11），一邊插入兩根針銷（5）的曲柄臂，它和針銷是過盈配合，都用碳素結構鋼制造。其結構形式如圖2中（4）所示。本實施例的機體與氣缸體鑄成一體由鑄造鋁合金或鑄鐵制成。機體直接與電機軸承座相連。氣缸蓋由鋁合金制造，其上只有一個排氣腔，進排氣閥片均采用舌簧閥，由彈簧鋼制造。這些零件通過車銑磨加工制成。裝配時先把活塞裝入氣缸體中，使十字槽對著軸承孔，把裝好針銷的曲柄套裝入電機主軸并固定好，裝好軸承然后讓針銷對準活塞的十字槽直接插入，裝氣缸蓋擰好全部緊固螺絲，裝好有關附件及管路即可。該機設計指標不加電機3kg重，排氣量為80升／分（500千帕時）。