RU2030593C1 - Piston machine - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: machine has housing constructed as two arc- like members 4,5 whereto two pairs of oppositely arranged cylinders 6,7 and 8,9 with pistons 10-13 are secured. The pistons are mounted for permitting reciprocation. Rods 14,15 and 16,17 are axially alined and assembled so that to form spider 18. Shaft 19, whose axis is perpendicular to the spider axes, is mounted on the spider. Gear wheel 20 is fitted on shaft 19 for constant engaging with wheel 21 rigidly secured to shaft 22. Shaft 19 is provided with bearing member 24 mounted inside housing 25. EFFECT: improved design. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании роторно-поршневых бесшатунных насосов, компрессоров, двигателей, поршневых машин. The invention relates to mechanical engineering and can be used to create rotary piston rodless pumps, compressors, engines, reciprocating machines.

Известны устройства и машины аналогичного назначения, например поршневая машина, содержащая два параллельных вала, соединенных со штоками двух пар поршней и взаимодействующих с помощью корпуса с двумя парами смонтированных оппозитно расположенных цилиндров. Known devices and machines for similar purposes, for example a piston machine containing two parallel shafts connected to the rods of two pairs of pistons and interacting with a housing with two pairs of mounted opposed cylinders.

Однако машина имеет недостаточно высокие динамические свойства (неуравновешенность инерционных масс, значительное боковое давление поршней на цилиндры). However, the machine does not have high dynamic properties (imbalance of inertial masses, significant lateral pressure of the pistons on the cylinders).

Наиболее близкой к предлагаемой является поршневая машина Мищенко (прототип). Closest to the proposed is the Mishchenko piston machine (prototype).

Машина содержит два параллельных вала и два дугообразных элемента на них смонтированными двумя парами оппозитно расположенных цилиндров. Взаимодействие происходит посредством крестовины, образуемой двумя парами взаимно перпендикулярных штоков с поршнями. The machine contains two parallel shafts and two arcuate elements on them mounted by two pairs of opposed cylinders. The interaction takes place through a cross formed by two pairs of mutually perpendicular rods with pistons.

Однако машина имеет недостаточные динамическую сбалансированность и надежность. However, the machine has insufficient dynamic balance and reliability.

Целью изобретения является уменьшение воздействия инерционных сил, повышение динамических качеств, надежности работы машины и ее универсальности. The aim of the invention is to reduce the impact of inertial forces, increasing dynamic qualities, reliability of the machine and its versatility.

Цель достигается тем, что на крестовине, образуемой двумя парами соосных с взаимно перпендикулярными осями штоков поршней смонтирован вал с осью, перпендикулярной осям штоков. Вал содержит зубчатое колесо, которое вместе с другим зубчатым колесом с валом в подшипнике на стойке смонтировано с возможностью нахождения в постоянном зацеплении при циклическом движении вала вместе с крестовиной, получаемом от вращения двух дугообразных элементов вместе с размещенными на них соответственно двумя парами оппозитно расположенных цилиндров около двух параллельных осей. The goal is achieved by the fact that a shaft with an axis perpendicular to the axes of the rods is mounted on the crosspiece formed by two pairs of pistons coaxial with mutually perpendicular axes of the piston rods. The shaft contains a gear wheel, which, together with another gear wheel with a shaft in the bearing on the stand, is mounted with the possibility of being in constant engagement with the cyclic movement of the shaft together with the cross, obtained from the rotation of two arcuate elements together with two pairs of opposed cylinders placed on them respectively two parallel axes.

Вал на крестовине снабжен опорной поверхностью и применен по крайней мере один подшипник качения, смонтированный на опоре, кинематически связанной со стойкой с возможностью контактного воздействия на опорную поверхность вала в течение всего цикла пространственного перемещения вала вместе с крестовиной. The shaft on the crosspiece is provided with a support surface and at least one rolling bearing is used mounted on a support kinematically connected to the stand with the possibility of contact action on the support surface of the shaft during the entire cycle of spatial movement of the shaft together with the cross.

Подвод (отвод) энергии прямо к крестовине позволяет в два раза уменьшить обороты машины в насосно-компрессорном варианте и уменьшить боковое давление поршней при двигательном варианте машины. The supply (removal) of energy directly to the crosspiece allows you to halve the speed of the machine in the pump-compressor version and reduce the lateral pressure of the pistons in the motor version of the machine.

Применение опорной поверхности на валу и опорных подшипниках качения снижает уровень паразитных колебаний крестовины - штоков, приближает их геометрию движения к закономерной и приводит к другим динамическим улучшениям. The use of a bearing surface on the shaft and thrust bearings reduces the level of parasitic vibrations of the crosspiece - rods, brings their geometry of motion closer to regular and leads to other dynamic improvements.

На чертеже изображена поршневая машина, общий вид. The drawing shows a piston machine, General view.

Поршневая машина содержит смонтированный на корпусе шарнир 1, одно из звеньев которого с помощью рычага 2 фиксирует ось 3, эксцентричную оси шарнира 1, ось 3 и подвижный второй элемент шарнира 1 соединены с возможностью вращения с дугообразными элементами 4 и 5, на которых смонтированы две пары оппозитно размещенных цилиндров 6, 7 и 8, 9 с поршнями 10-13, установленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Соосно расположенные пары штоков 14, 15 и 16, 17 смонтированы в крестовину 18 с взаимно перпендикулярными осями. На крестовине смонтирован вал 19 с осью, перпендикулярной осям крестовины. На валу 19 жестко смонтировано зубчатое колесо 20, находящееся при его циклических перемещениях вместе с крестовиной 18 и валом 19 в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 21, жестко соединенным с валом 22. Вал 19 содержит цилиндрический опорный элемент 23, находящийся в постоянном контакте при циклических перемещениях вала 19 с подшипником качения 24, смонтированным в корпусе 25. The piston machine comprises a hinge 1 mounted on the housing, one of the links of which, using the lever 2, fixes the axis 3, the eccentric axis of the hinge 1, the axis 3 and the movable second element of the hinge 1 are rotatably connected with arcuate elements 4 and 5 on which two pairs are mounted opposed cylinders 6, 7 and 8, 9 with pistons 10-13 mounted with the possibility of reciprocating movement. Coaxially arranged pairs of rods 14, 15 and 16, 17 are mounted in the crosspiece 18 with mutually perpendicular axes. On the crosspiece mounted shaft 19 with an axis perpendicular to the axes of the cross. A gear wheel 20 is rigidly mounted on the shaft 19, which is in its cyclic movements together with the spider 18 and the shaft 19 in constant engagement with the gear wheel 21, rigidly connected to the shaft 22. The shaft 19 contains a cylindrical supporting element 23, which is in constant contact during cyclic movements shaft 19 with a rolling bearing 24 mounted in the housing 25.

Поршневая машина работает следующим образом. The piston machine operates as follows.

При вращении подвижного элемента шарнира 1 вместе с элементом 5, цилиндрами 6 и 7, поршнями 12 и 13, штоками 14 и 15 и крестовиной 18, которая передает это движение штокам 16 и 17, поршням 10 и 11, цилиндрам 8 и 9, происходят вращение вокруг оси 3 и перемещение поршней вдоль цилиндров. Перемещение и вращение крестовины с валом 19 посредством зубчатого зацепления колес 20 и 21 передают вращательное движение валу 22. Вал 19, находясь в постоянном контакте опорным элементом 23 с подшипником качения 24, смонтированным в корпусе 25, улучшает динамические свойства машины. When the movable element of the hinge 1 rotates together with the element 5, cylinders 6 and 7, pistons 12 and 13, rods 14 and 15 and the crosspiece 18, which transmits this movement to rods 16 and 17, pistons 10 and 11, cylinders 8 and 9, rotation occurs around axis 3 and moving pistons along cylinders. The movement and rotation of the cross with the shaft 19 by gearing the wheels 20 and 21 transmit rotational motion to the shaft 22. The shaft 19, being in constant contact with the support element 23 with the rolling bearing 24 mounted in the housing 25, improves the dynamic properties of the machine.

Claims (2)

1. ПОРШНЕВАЯ МАШИНА, содержащая раму с опорами, расположенные в опорах валы, разъемный корпус в виде двух дугообразных элементов, на каждом из которых размещена пара оппозитных цилиндров с поршнями, установленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связанными попарно посредством штоков с образованием крстовины, при этом элементы корпуса связаны с одним из валов, продольные оси которых параллельны, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, машина снабжена дополнительным валом, жестко связанным с крестовиной, ось которой перпендикулярна оси дополнительного вала, и зубчатой передачей с внутренними зацеплением, при этом колесо большего диаметра установлено на одном из основных валов, колесо меньшего диаметра закреплено на дополнительном валу с возможностью зацепления с колесом большего диаметра, а элементы корпуса ориентированы в одну сторону. 1. A PISTON MACHINE, comprising a frame with bearings, shafts located in the bearings, a detachable body in the form of two arcuate elements, on each of which there is a pair of opposed cylinders with pistons mounted with the possibility of reciprocating movement and connected in pairs by means of rods with the formation of crust, wherein the housing elements are connected with one of the shafts, the longitudinal axes of which are parallel, characterized in that, in order to increase reliability and expand the functionality, the machine is equipped with shaft, rigidly connected to the cross, the axis of which is perpendicular to the axis of the additional shaft, and gear with internal gearing, while the larger diameter wheel is mounted on one of the main shafts, the smaller diameter wheel is fixed on the additional shaft with the possibility of engagement with the larger diameter wheel, and body elements are oriented in one direction. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной опорой, выполненной в виде опорного элемента и подшипника качения, а корпусе выполнена опорная поверхность, на которой закреплен подшипник качения, а опорный элемент установлен на дополнительном валу с возможностью взаимодействия с подшипником качения. 2. The machine according to claim 1, characterized in that it is provided with an additional support made in the form of a support element and a rolling bearing, and the housing has a support surface on which the rolling bearing is mounted, and the support element is mounted on an additional shaft with the possibility of interaction with the bearing rolling.