RU2030596C1 - Piston machine - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: piston 12 is coupled with pair of cranks 8,9 and cylinder 13 is coupled with pair of cranks 10,11. Cranks 8-11 are coupled with output shaft 1 through gear wheels 2-7 and mounted for permitting rotation with the same speed in the opposite directions. The machine is provided with intermediate shaft 14 rigidly secured to cylinder 13 and kinematically coupled with output shaft 18. EFFECT: improved design. 3 cl, 2 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. Известна, например, бесшатунная поршневая машина [1], содержащая два параллельных вала, соединенных со штоком двух пар поршней и взаимодействующих с помощью корпуса с двумя парами смонтированных оппозитно цилиндров. Known devices and machines for a similar purpose. Known, for example, a rodless piston machine [1], containing two parallel shafts connected to the rod of two pairs of pistons and interacting with the housing with two pairs of mounted opposite cylinders.

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

Наиболее близкой к изобретению является поршневая машина [2] (прототип), содержащая два параллельных вала и два дугообразных элемента на них со смонтированными двумя парами оппозитно располагаемых цилиндров. Closest to the invention is a piston machine [2] (prototype), containing two parallel shafts and two arched elements on them with two pairs of opposed cylinders mounted.

Посредством бокового давления поршней на цилиндр обеспечивается соосное расположение цилиндров и поршней, а с помощью соединения штоков в крестовину - вращение дугообразных элементов и рабочее перемещение поршней относительно цилиндров. К недостаткам машины следует отнести перемещение наиболее массивных частей машины относительно удаленных осей, из-за чего возникают значительные инерционные силы, а также значительное боковое давление поршней на цилиндр. By means of the lateral pressure of the pistons on the cylinder, coaxial arrangement of the cylinders and pistons is ensured, and by connecting the rods to the crosspiece, rotation of the arcuate elements and the working movement of the pistons relative to the cylinders are ensured. The disadvantages of the machine include the movement of the most massive parts of the machine relative to the remote axes, which causes significant inertial forces, as well as significant lateral pressure of the pistons on the cylinder.

Цель изобретения - устранение бокового давления поршня на боковую стенку цилиндра, замена движения массивных частей машины на движение с малым радиусом, расширение конструктивных возможностей машины. The purpose of the invention is the elimination of lateral pressure of the piston on the side wall of the cylinder, replacing the movement of massive parts of the machine with movement with a small radius, expanding the design capabilities of the machine.

Это достигается тем, что соосно расположенные поршень и цилиндр смонтированы с возможностью получения поступательных движений по окружности одного радиуса и противоположных направлений посредством двух пар синхронно перемещающихся кривошипов под воздействием систем известной конструкции, устанавливающих их пневматическую связь между всеми применимыми кривошипами, например, помощью системы зубчатых передач. This is achieved by the fact that the coaxially arranged piston and cylinder are mounted with the possibility of translational movements around a circle of the same radius and opposite directions by means of two pairs of synchronously moving cranks under the influence of systems of known design, establishing their pneumatic connection between all applicable cranks, for example, using a gear system .

Предложенная схема позволяет полностью устранить боковое давление поршня на цилиндр. Радиус предложенных кривошипов вдвое меньше хода поршня, что позволяет снизить инерционность перемещающихся деталей и использовать движение для работы других систем используемой машины. Кроме того, применен по крайней мере на одном из элементов кинематической пары цилиндр-поршень жестко смонтированный вал, перпендикулярный плоскости движения этого элемента. Вал, движущийся поступательно по окружности, позволяет решать ряд инженерных задач подвода-отвода энергии связанных с машиной систем. The proposed scheme allows you to completely eliminate the lateral pressure of the piston on the cylinder. The radius of the proposed cranks is half that of the piston stroke, which reduces the inertia of the moving parts and uses the movement to operate other systems of the machine used. In addition, a rigidly mounted shaft perpendicular to the plane of movement of this element is applied to at least one of the elements of the kinematic cylinder-piston pair. A shaft moving progressively around a circle allows solving a number of engineering problems of supplying and removing energy associated with the machine systems.

На фиг. 1 изображена поршневая машина, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a piston machine, general view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Поршневая машина содержит вал 1 с жестко посаженными зубчатыми колесами 2 и 3, находящимися в зацеплении с колесами 4 и 5, образующими с колесами 2 и 3 разные передаточные отношения. Колеса 4 и 5 находятся соответственно в зацеплении с колесами 6 и 7 с равным им количеством зубьев (с передаточным отношением 1). The piston machine comprises a shaft 1 with hard-set gears 2 and 3, meshed with wheels 4 and 5, forming different gear ratios with wheels 2 and 3. Wheels 4 and 5 are respectively engaged with wheels 6 and 7 with an equal number of teeth (with a gear ratio of 1).

На колесах 4-7 жестко смонтированы кривошипы 8-11 с равными радиусами, которые смонтированы с возможностью путем взаимодействия на поршень 12 и цилиндр 13 сообщения им поступательных движений по равным окружностям с противоположным направлением. Закрепленная на цилиндре ось 14 с зубчатым колесом 16 смонтирована с возможностью постоянного зацепления с зубчатым колесом 17 на валу 18. Опорная поверхность 15 смонтирована с возможностью постоянного контакта с подшипником 19 сечения в корпусе 20. On wheels 4-7, cranks 8-11 are rigidly mounted with equal radii, which are mounted with the possibility of interacting with the piston 12 and cylinder 13 to communicate translational movements along equal circles in the opposite direction. Mounted on the cylinder axis 14 with the gear 16 is mounted with the possibility of constant engagement with the gear 17 on the shaft 18. The supporting surface 15 is mounted with the possibility of constant contact with the bearing 19 section in the housing 20.

Машина работает следующим образом. The machine operates as follows.

При вращении вала 1 находящиеся на нем зубчатые колеса 2 и 3 передают движение зубчатым колесам 4 и 5. Вращение зубчатых колес 4 и 5 приводит во вращение кривошипы 8 и 9, которые приводят в движение поршень 12. Вращение зубчатых колес 6 и 7 приводит во вращение кривошипы 10 и 11, которые, в свою очередь, приводят в движение цилиндр 13. Смонтированный на цилиндре 13 вал 14 с зубчатым колесом 16 приводит в движение зубчатое колесо 17 с валом 18. Вал 14 находится в постоянном контакте опорным элементом 15 с подшипником 19, смонтированным в корпусе 26, улучшает динамические свойства машины. When the shaft 1 rotates, the gears 2 and 3 located on it transmit the gears 4 and 5. The rotation of the gears 4 and 5 causes the cranks 8 and 9 to rotate, which drive the piston 12. The rotation of the gears 6 and 7 rotates cranks 10 and 11, which, in turn, drive the cylinder 13. Mounted on the cylinder 13, the shaft 14 with the gear 16 drives the gear 17 with the shaft 18. The shaft 14 is in constant contact with the supporting element 15 with the bearing 19, mounted in housing 26, improves dynamic performance skie properties of the machine.

Claims (3)

1. ПОРШНЕВАЯ МАШИНА, содержащая цилиндр, поршень, входной и выходной валы и механизмы перемещения поршня и цилиндра, соосно установленных с возможностью относительного возвратно-поступательного движения, отличающаяся тем, что механизмы перемещения поршня и цилиндра выполнены в виде шарнирных пар с кривошипами, поршень и цилиндр соединены жестко каждый с одним из кривошипов каждой шарнирной пары, кривошипы имеют одинаковую длину, расположены параллельно в каждой паре со смещением осей, установлены с возможностью вращения всех кривошипов с одинаковой частотой и в противоположных направлениях в каждой паре и кинематически связаны с входным валом посредством зубчатых зацеплений. 1. PISTON MACHINE, comprising a cylinder, piston, input and output shafts and piston and cylinder moving mechanisms coaxially mounted with relative reciprocating motion, characterized in that the piston and cylinder moving mechanisms are made in the form of hinged pairs with cranks, a piston and each cylinder is rigidly connected to one of the cranks of each hinge pair, the cranks are of the same length, are arranged in parallel in each pair with axle displacement, and all cranks are rotatably mounted with the same frequency and in opposite directions in each pair is kinematically connected to the input shaft through gearing. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что по крайней мере с одним из элементов кинематической пары цилиндр - поршень соединен перпендикулярно плоскости их поступательного движения промежуточный вал, снабженный жестко соединенным с ним зубчатым колесом, а второй зубчатое колесо установлено на выходном валу с возможностью постоянного зацепления с первым колесом при его циклическом пространственном перемещении вместе с промежуточным валом. 2. The machine according to p. 1, characterized in that at least one of the elements of the kinematic pair of the cylinder - piston is connected perpendicular to the plane of their translational motion of the intermediate shaft, equipped with a gear wheel rigidly connected to it, and a second gear wheel mounted on the output shaft with the possibility of permanent engagement with the first wheel during its cyclic spatial movement together with the intermediate shaft. 3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что промежуточный вал снабжен опорной поверхностью и по крайней мере одним подшипником качения, смонтированным на опоре, кинематически связанной со стойкой с возможностью контактного взаимодействия с опорной поверхностью промежуточного вала в течение всего цикла его пространственного перемещения. 3. The machine according to claim 1, characterized in that the intermediate shaft is provided with a supporting surface and at least one rolling bearing mounted on a support kinematically connected with the stand with the possibility of contact interaction with the supporting surface of the intermediate shaft during the entire cycle of its spatial movement.

Images