ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Российский патент 1997 года по МПК F01B1/02 F01B9/00 F02B75/20 F02B75/32 

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к поршневым машинам и касается усовершенствования компрессоров, насосов, двигателей криогенных устройств.

Известна поршневая машина, содержащая корпус, размещенные в нем поршни, коленчатый вал, связанный с поршнями при помощи шатунов, опоры, зубчатый редуктор.

Недостатком этой машины является повышенный уровень вибрации, обусловленный наличием зубчатой передачи в приводе. Конструкция двухопорного вала увеличивает ее осевые габариты [1]
Наиболее близкой к изобретению является поршневая машина, содержащая корпус и расположенные в нем поршни, кривошипный вал, установленный на двух опорах, планетарный зубчатый редуктор, водило которого соединено с кривошипным валом.

Недостатки машины обусловлены наличием подшипниковых опор, зубчатой передачей, соединением вала с водилом передачи. Зазоры в опорах и зубчатой передаче повышают виброактивность привода, а конструкция вала с двумя цапфами и разъемное соединение вала с водилом зубчатой передачи усложняют устройство и увеличивают его осевые габариты [2]
Технической задачей, решаемой с помощью изобретения, является повышение компактности и снижение вибрации поршневой машины.

Эта задача решается за счет того, что в поршневой машине, содержащей корпус с размещенными в нем поршнями, кривошипным валом, связанным с поршнями при помощи шатунов, опорами вала, передаточным устройством, кривошипный вал выполнен с одной опорной цапфой и фланцем с осями, на которые установлены ролики, связанные фрикционным контактом с гофрированной втулкой, установленной в корпусе, и упругими кольцами, опирающимися на ведущий ролик приводного вала машины.

В отличие от известных машин в приводе предложенной машины вместо зубчатой передачи используется замкнутая система тел качения с фрикционным контактом, включающая ведущий ролик, упругие кольца, ролики на оси водила и гофрированную втулку. Эта система тел качения выполняет одновременно две функции: является опорой вала и передаточным устройством, например, редуктором. Это позволяет упростить конструкцию вала, выполнить его с одной цапфой и фланцем с осями как одно целое. Отсутствие второй цапфы вала и, соответственно, подшипниковой опоры кривошипного вала обеспечивает компактность конструкции. Функции второй опоры и редуктора выполняет беззазорное кинематическое соединение тел качения. Уменьшение количества подвижных сопряжений с зазорами снижает виброактивность привода машины.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен общий вид поршневой машины, продольный разрез;
на фиг. 2 разрез А-А по фиг. 1.

Поршневая машина содержит корпус 1, расположенные в нем поршни 2 и 3, связанные посредством шатунов 4 и 5 с кривошипным валом 6, выполненным с опорной цапфой 7 и фланцем 8 с осями 9. На оси 9 установлены ролики 10, связанные фрикционным контактом через упругие кольца 11 с ведущим роликом 12 и гофрами 13 втулки 14. Изменение внутреннего диаметра гофрированной втулки 14 осуществляется проставочным кольцом 15, устанавливаемым между торцевыми поверхностями втулки 14 и двигателя 16. Втулки 14 выполняют с одной, двумя или большим количеством гофр.

Перед пуском машины обеспечивают требуемый натяг между роликами 10 и гофрами 13 осевой деформирующей втулки 14. Опорами вала 6 являются подшипниковая опора 17 и ролики 10 на осях 9, опирающихся на гофры втулки 14.

Машина работает следующим образом.

При вращении ведущего ролика 12 вращаемое движение за счет сил фрикционного сцепления передается упругим кольцам 11, которые также за счет сил фрикционного сцепления перекатывают ролики 10 по внутреннему диаметру гофр 13 втулки 14. Далее движение с роликов 10 передается через оси 9 фланцу 8 кривошипного вала 6. Вращение вала 6 через шатуны 4 и 5 приводит в движение поршни 2 и 3.

Благодаря усовершенствованиям поршневая машина содержит меньшее количество подвижных узлов, беззазорное передаточное устройство с функцией опоры, что повышает компактность машины (объем уменьшается в 1,15 1,30 раза) и снижает в 1,4 1,7 раз виброактивность ее узлов в области высокочастотных колебаний (2,0 10 кГц).

Использование: в машиностроении, при проектировании поршневых машин-насосов, компрессоров, двигателей. Сущность изобретения: передаточное устройство выполнено в виде фланца, установленного на кривошипном валу и снабженного осями с роликами, ведущего ролика, установленного на валу электродвигателя, гофрированной втулки, размещенной в корпусе с возможностью фрикционного контакта с роликами фланца, и упругих колец, охватывающих ведущий ролик с возможностью фрикционного контакта с ним и с роликами фланца, причем кривошипный вал выполнен с одной опорной цапфой и установлен консольно. 2 ил.

Поршневая машина, содержащая корпус с цилиндрами, кривошипный вал, установленный в корпусе на опорах и связанный с валом электродвигателя посредством передаточного устройства, и размещенные в цилиндрах поршни с шатунами, соединенными с кривошипным валом, отличающаяся тем, что передаточное устройство выполнено в виде фланца, установленного на кривошипном валу и снабженного осями с роликами, ведущего ролика, установленного на валу электродвигателя, гофрированной втулки, размещенной в корпусе с возможностью фрикционного контакта с роликами фланца, и упругих колец, охватывающих ведущий ролик с возможностью фрикционного контакта с ним и с роликами фланца, причем кривошипный вал выполнен с одной опорной цапфой и установлен консольно.