CN112628118A - 一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构及活塞压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构及活塞压缩机，该曲轴机构包括曲轴本体，所述曲轴本体包括由下到上依次固定连接的主轴、副平衡块、偏心轴、避让段以及副轴，所述主轴的轴线与所述副轴的轴线重合，其中，所述避让段为圆柱形，该避让段的上端与所述副轴下端固定连接，下端与偏心轴的上端固定连接。该曲轴机构采用圆柱形避让段，其油孔处最小厚度大，无倾覆力矩，强度提升，运行可靠，提升曲轴机构的寿命。

Description

一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构及活塞压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构及活塞压缩机。

背景技术

活塞压缩机是一种依靠活塞往复运动使气体增压和输送气体的压缩机，为了使压缩机运行的更加高效和节能，可采用双支撑技术，这样还能有效降低轴承受力。双支撑结构的活塞压缩机，曲轴上设有避让段，但是，避让段的存在将会导致曲轴变形，强度降低，影响使用寿命。与此同时，曲轴细化也是高效化的常用手段，但容易产生低频供油等问题。

现有的双支撑压缩机的具体结构由图1所示，该压缩机的泵体部分包括气缸座1、曲轴2、连杆3、活塞4、上轴承板5、导油槽6、活塞销7以及油泵8等。压缩机运行时，电机转子28带动曲轴2高速旋转，由连杆3将曲轴2旋转运动转换为活塞4的往复运动，推动压缩气体做功。油泵8与曲轴2的相对运动在油泵8表面产生剪切力，使润滑油通过曲轴2中心孔上升，同时润滑各摩擦部件，上升到曲轴2顶部的润滑油，由导油槽6进入到活塞4、活塞销7及连杆3小头组成的摩擦副中润滑各运动部件。但是，现有的双支撑压缩机存在以下不足：

现有的曲轴2，如图2-图3所示，偏心轴9与副轴10之间设有避让段11，该避让段11厚度小，壁面薄，且避让段11与副轴10的轴线存在偏距，当曲轴在运行过程中，导致避让段11的倾覆力矩增加，造成避让段11容易发生疲劳而断裂，影响曲轴2的寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，该曲轴机构采用圆柱形避让段，厚度大，无倾覆力矩，强度提升，运行可靠，提升曲轴机构的寿命。

本发明的另一个目的在于提供一种包含上述曲柄机构的活塞压缩机。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，包括曲轴本体，所述曲轴本体包括由下到上依次固定连接的主轴、副平衡块、偏心轴、避让段以及副轴，所述主轴的轴线与所述副轴的轴线重合，其中，所述避让段为圆柱形，该避让段的上端与所述副轴下端固定连接，下端与偏心轴的上端固定连接。

上述双支撑活塞压缩机的曲轴机构的工作原理是：

偏心轴与连杆进行装配，装配的方向将连杆的大头穿过副轴，然后通过避让段，向下与偏心轴配合；工作时，主轴和副轴转动，偏心轴绕着旋转中心旋转，带动连杆的运动；由于偏心轴与副轴之间设有圆柱形避让段，使得避让段最小厚度增加，从而使得曲轴本体的强度大幅提升，轴承变形减小；另外，圆柱形避让对相比现有技术的避让段，厚度更大，无倾覆力矩，运行过程可靠，进而提高曲轴本体的运行寿命。

本发明的一个优选方案，其中，所述曲轴本体上设有用于引导润滑油对曲轴本体进行润滑的导油机构，该导油机构包括设置在主轴内部的中心油道、设置在主轴中部的主轴出油孔、设置在主轴上部的主轴进油孔、设置在副轴顶部端面的顶部出油孔以及设置在主轴进油孔和顶部出油孔之间的斜油道；其中，所述主轴的表面在主轴出油孔和主轴进油孔之间设有油槽，该油槽的上端与主轴进油孔连通，下端与主轴出油孔连通，所述中心油道的开口位于主轴的底部，该中心油道沿着主轴轴线向上延伸，所述主轴出油孔与所述中心油道连通，所述斜油道向上倾斜设置，该斜油道的下端与主轴进油孔连通，上端与所述顶部出油孔连通。通过设置上述机构，工作时，润滑油从中心油道进入，部分润滑油通过主轴出油孔流出，对主轴与气缸座进行润滑，另一部分润滑油通过油槽向上进入主轴进油孔，然后通过斜油孔的离心作用向顶部出油孔流出，部分的润滑油从副轴出油孔，对副轴和上轴承板进行润滑。而本发明的导油机构通过设置斜油道，能够保证在低频情况下，上油可靠，为曲轴本体提供足够润滑，提高曲轴本体使用寿命。

优选地，所述偏心轴上设有偏心轴出油孔，该偏心轴出油孔与所述斜油道连通。其好处在于，可以为偏心轴提供足够的润滑。

优选地，所述主轴出油孔的轴线与所述主轴进油孔的轴向相互垂直。

优选地，所述油槽为螺旋油槽，沿着主轴表面螺旋延伸。其好处在于，通过设置螺旋油槽，在上油的过程中，润滑油在离心力的作用下，沿着螺旋油槽向上输送，保证了低频上油的可靠性。

优选地，所述主轴的表面在主轴出油孔和主轴进油孔之间设有环形槽，所述环形槽与所述油槽连通。通过设置环形槽，进一步提高对主轴的润滑。

优选地，所述避让段的轴线与副轴的轴线重合，该避让段的下端位于偏心轴的顶部端面上。采用上述结构，一方面能能够减轻工艺难度，另一方面，由于避让段的下端位于偏心轴的顶部端面上，使得曲轴本体的旋转中心穿过偏心轴，能够提高曲轴本体的整体强度。

优选地，所述避让段的长度大于偏心轴的长度。这样设置的好处在于便于连杆的装配。

优选地，所述偏心轴的直径大于副轴的直径，该副轴的直径大于或等于避让段的直径。

优选地，所述避让段与所述副轴偏心连接，所述偏心方向朝向偏心轴。由于避让段与副轴偏心连接，即曲轴本体的旋转中心线与避让段的轴线偏心，这样可以提高斜油道与避让段之间厚度，这样在保证避让段具有高强度的同时，将偏心轴直径减小，降低曲轴本体工作时的功耗。

进一步地，所述斜油道的倾斜方向与避让段的偏心方向相同。采用上述结构，可以进一步提高斜油道的倾斜角度，更加有利于低频上油。

一种活塞压缩机，包括上述的曲轴机构以及与所述曲轴机构配合的连杆。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明中，过在偏心轴与副轴之间设置圆柱形避让段，使得避让段最小厚度增加，从而使得曲轴本体的强度大幅提升，轴承变形减小；另外，圆柱形避让对相比现有技术的避让段，无倾覆力矩，运行过程可靠，进而提高曲轴机构的运行寿命。

2、本发明的优选方案中，导油机构通过设置斜油道，相比现有技术的竖直油道，斜油道能够保证在低频情况下，上油更加可靠，为曲轴本体提供足够润滑，提高曲轴本体使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中双支撑压缩机的***示意图。

图2-图3为现有技术中曲轴的结构示意图，其中，图2为立体图，图3为剖视图，图3中的箭头表示润滑油的流动方向。

图4-图5为本发明中的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构的第一种具体实施方式的结构示意图，其中，图4为立体图，图5为剖视图，图5中的箭头表示润滑油的流动方向。

图6为图5中的局部放大图。

图7为本发明中的一种活塞压缩机的立体结构示意图。

图8-图9为本发明中的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构的另一种具体实施方式的结构示意图，其中，图8为立体图，图9为剖视图，图9中的箭头表示润滑油的流动方向。

图10为本发明中的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构的第三种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

参见图4-图6，本实施例公开一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，包括曲轴本体以及设置在所述曲轴本体上用于引导润滑油对曲轴本体进行润滑的导油机构。

参见图4-图6，所述曲轴本体包括由下到上依次固定连接的主轴13、副平衡块14、偏心轴15、避让段16以及副轴17，所述主轴13的轴线与所述副轴17的轴线重合，所述偏心轴15和副平衡块14分别位于曲轴本体旋转中心的两侧，其中，所述避让段16为圆柱形，该避让段16的上端与所述副轴17下端固定连接，下端与偏心轴15的上端固定连接。

参见图4-图6，所述避让段16的轴线与副轴17的轴线重合，即避让段中心与曲轴本体的旋转中心重合，该避让段16的下端位于偏心轴15的顶部端面上。采用上述结构，一方面能能够减轻工艺难度，另一方面，由于避让段16的下端位于偏心轴15的顶部端面上，使得曲轴本体的旋转中心穿过偏心轴15，能够提高曲轴本体的整体强度。

参见图4，所述避让段16的长度大于偏心轴15的长度，即H1＞H2，其中，H1为避让段16的长度，H2为偏心轴15的长度。这样设置的好处在于便于连杆的装配。

参见图6，所述偏心轴15的直径大于副轴17的直径，该副轴17的直径大于或等于避让段16的直径，即D3＞D1≥D2，其中，D3为偏心轴15的直径，D1为副轴17的直径，D2为避让段16的直径。

参见图4-图6，所述曲轴本体上设有用于引导润滑油对曲轴本体进行润滑的导油机构，该导油机构包括设置在主轴13内部的中心油道18、设置在主轴13中部的主轴出油孔19、设置在主轴13上部的主轴进油孔20、设置在副轴17顶部端面的顶部出油孔21以及设置在主轴进油孔20和顶部出油孔21之间的斜油道22；其中，所述主轴13的表面在主轴出油孔19和主轴进油孔20之间设有油槽23，该油槽23的上端与主轴进油孔20连通，下端与主轴出油孔19连通，所述中心油道18的开口位于主轴13的底部，该中心油道18沿着主轴13轴线向上延伸，所述主轴出油孔19与所述中心油道18连通，所述斜油道22向上倾斜设置，该斜油道22的下端与主轴进油孔20连通，上端与所述顶部出油孔21连通。通过设置上述机构，工作时，润滑油从中心油道18进入，部分润滑油通过主轴出油孔19流出，对主轴13与气缸座进行润滑，另一部分润滑油通过油槽23向上进入主轴进油孔20，然后通过斜油孔的离心作用向顶部出油孔21流出，部分的润滑油从副轴出油孔25，对副轴17和上轴承板进行润滑。如图3所示，现有的曲轴2的油道12采用的是沿着曲轴2竖直向上设置，当在低频时，会造成对上轴承板5和活塞4供油不足，影响曲轴2的和活塞4的润滑，从而降低曲轴2和活塞4的使用寿命以及增加能耗。而本发明的导油机构通过设置斜油道22，能够保证在低频情况下，上油可靠，为曲轴本体提供足够润滑，提高曲轴本体使用寿命。

参见图4-图6，所述顶部出油孔21的轴线与所述斜油道22的轴线重合。其好处在于，便于润滑油的输送。

参见图6，所述斜油道22倾斜角度θ为1-10°；避让段16的与斜油道22的最小厚度h1≥1mm。

参见图4和图5，所述偏心轴15上设有偏心轴出油孔24，该偏心轴出油孔24与所述斜油道22连通。其好处在于，可以为偏心轴15提供足够的润滑。

进一步地，所述副轴17的中部设有副轴出油孔25，该副轴出油孔25与所述斜油道22连通，其好处在于，可以为副轴17与上轴承板提供足够的润滑。

参见图4和图5，所述主轴出油孔19的轴线与所述主轴进油孔20的轴向相互垂直；所述油槽23为螺旋油槽，沿着主轴13表面螺旋延伸。其好处在于，通过设置螺旋油槽，在上油的过程中，润滑油在剪切力的作用下，沿着螺旋油槽向上输送，保证了低频上油的可靠性。

参见图4和图5，所述主轴13的表面在主轴出油孔19和主轴进油孔20之间设有环形槽26，所述环形槽26与所述油槽23连通。通过设置环形槽26，减小配合面积，从而降低摩擦功耗。

参见图4-图6，上述双支撑活塞压缩机的曲轴机构的工作原理是：

偏心轴15与连杆进行装配，装配的方向将连杆的大头穿过副轴17，然后通过避让段16，向下与偏心轴15配合；工作时，主轴13和副轴17转动，偏心轴15绕着旋转中心旋转，带动连杆的运动；由于偏心轴15与副轴17之间设有圆柱形避让段16，且旋转中心与避让段中心重合，使得避让段16油孔薄壁处最小厚度增加，从而使得曲轴本体的强度大幅提升，轴承变形减小；另外，圆柱形避让对相比现有技术的避让段，油孔处最小厚度更大，无倾覆力矩，运行过程可靠，进而提高曲轴本体的运行寿命。

参见图7，本实施例还公开一种活塞压缩机，包括上述的曲轴机构以及连杆，所述连杆与所述偏心轴配合连接。

实施例2

参见图8-图9，本实施例中的其它结构与实施例1相同，不同之处在于，所述避让段16与所述副轴17偏心连接，该避让段16与副轴17之间存在偏心距h3，所述偏心方向朝向偏心轴15。由于避让段16与副轴17偏心连接，即曲轴本体的旋转中心线与避让段16的轴线偏心，这样可以提高斜油道22与避让段16之间厚度，这样在保证避让段16具有高强度的同时，保证偏心距h3不变的情况下，将偏心轴15直径D30减小，满足D30＝D3-2×h3，这样有利于降低曲轴本体工作时的功耗。

进一步地，所述斜油道22的倾斜方向与避让段16的偏心方向相同。采用上述结构，可以进一步提高斜油道22的倾斜角度，更加有利于低频上油。

实施例3

参见图10，本实施例中的其它结构与实施例1相同，不同之处在于，所述副轴17与偏心轴15直接固定连接，即取消避让段16。这样使得连杆装配非常简单，曲轴强度大，低频上油可靠，曲轴本体高度H3减小，压缩机可更小型化。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，包括曲轴本体，所述曲轴本体包括由下到上依次固定连接的主轴、副平衡块、偏心轴、避让段以及副轴，所述主轴的轴线与所述副轴的轴线重合，其特征在于，所述避让段为圆柱形，该避让段的上端与所述副轴下端固定连接，下端与偏心轴的上端固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，其特征在于，所述曲轴本体上设有用于引导润滑油对曲轴本体进行润滑的导油机构，该导油机构包括设置在主轴内部的中心油道、设置在主轴中部的主轴出油孔、设置在主轴上部的主轴进油孔、设置在副轴顶部端面的顶部出油孔以及设置在主轴进油孔和顶部出油孔之间的斜油道；其中，所述主轴的表面在主轴出油孔和主轴进油孔之间设有油槽，该油槽的上端与主轴进油孔连通，下端与主轴出油孔连通，所述中心油道的开口位于主轴的底部，该中心油道沿着主轴轴线向上延伸，所述主轴出油孔与所述中心油道连通，所述斜油道向上倾斜设置，该斜油道的下端与主轴进油孔连通，上端与所述顶部出油孔连通。

3.根据权利要求2所述的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，其特征在于，所述主轴出油孔的轴线与所述主轴进油孔的轴向相互垂直；所述油槽为螺旋油槽，沿着主轴表面螺旋延伸。

4.根据权利要求2或3所述的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，其特征在于，所述主轴的表面在主轴出油孔和主轴进油孔之间设有环形槽，所述环形槽与所述油槽连通。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，其特征在于，所述避让段的轴线与副轴的轴线重合，该避让段的下端位于偏心轴的顶部端面上。

6.根据权利要求5所述的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，其特征在于，所述避让段的长度大于偏心轴的长度。

7.根据权利要求5所述的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，其特征在于，所述偏心轴的直径大于副轴的直径，该副轴的直径大于或等于避让段的直径。

8.根据权利要求1-3任一项所述的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，其特征在于，所述避让段与所述副轴偏心连接，所述偏心方向朝向偏心轴。

9.根据权利要求8所述的一种双支撑活塞压缩机的曲轴机构，其特征在于，所述斜油道的倾斜方向与避让段的偏心方向相同。

10.一种活塞压缩机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的曲轴机构以及与所述曲轴机构配合的连杆。

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