Изобретение относится к области компрессорного машиностроения, в частности к поршневым компрессорам без смазки.
Известны компрессоры без смазки, содержащие цилиндр и установленный в нем поршень с уплотнительными и опорными устройствами.
В этих компрессорах возможно увеличение коэффициента трения из-за сухого скольжения пары цилиндр-поршень и как следствие- интенсивный износ трушихся поверхностей.
Описываемая машина объемного действия отличается от известных тем, что поршень жестко соединен с магнитострикционным преобразователем для подачи ультразвуковых колебаний на поршень, а также тем, что отношения длин цилиндрического и переходного элементов поршня к длине акустической волны соответственно равны 1/2 л 1/4.
Такое выполнение машины позволяет уменьшить коэффициент трения пары цилиндр-поршень.
На фиг. 1 изображена описываемая машина объемного действия; на фиг. 2 дано изменение амплитуды объемного смеш;ения по длине акустической волны; на фиг. 3 представлена векторная диаграмма в координатах у, z.
Известно, что изменение амплитуды объемного смешения по длине акустической волны происходит по закону косинусоиды. Тогда в любой точке по длине волны (см. фиг. 2) амплитуда. объемного смеш;ения А, включая свое нулевое значение, может быть разлол :ена на три составляюшне А, А у и /, которые имеют максимум Б начале длины волны, а затем синхронно уменьшаются и приходят к пулевому значению на расстоянии, равном /./4, где /. - длина акустической волны.
Составляющие амплитуды смещения могут быть заменены соответствующими усилиями Р Р и Р
х у 11 гРассмотрнм действие каждого из этих усилий на некоторую материальную точку М. Усилие Р стремится поднять точку, однако в связи с наличием силы Р. материальная точка М, поднятая сплои Р.,, перемещается вдоль акустпческой волны в направлении к точке В, где амплитуда смещеппя и все ее составляющие равны иуотю. Оипсаппое перемещепие точки М было бы прямолинейным, если бы отсутствовала составляющая Ру, действие которой на материальную точку Л1 сводится к вращению последией вокруг паправлеиия акустической волны.
Если векторную диаграмму представить в координатах у, z (см. фиг. 3), то нетрудно убедиться в том, что как составляющая Р, так и составляющая Ру, независимо от мгновенного положения точки М относительно начала коордпиат всегда стремится удалить от этого начала точку М. При этом равнодействующая R
этих сил всегда радиальпо направленная н поэтому нреилтствует непосредственному контакту трундихся поверхностен пары цилпидр -поршень, т. е. в любой момент времени одна контактирующая иоверхность стремится оттолкпуть на величину амплитуды смещепня другую контактнрующую е ней поверхность. Такпм образом, сухпе трущиеся поверхпости оказываются как бы обильно смазанными, и коэффициент трення скольження между ними надает.
Накладываемые ультразвуковые колебания могут быть продольные, поперечные или крутильные.
При иснользовании крутильных нлн нонеречпых ультразвуковых колебаний следует ожидать усиления эффекта акустической смазки, так как ирн этих колебаниях составляющая РХ отсутствует, а следовательно, больще акустической энергии используется на создание эффекта смазки (составляющие Ру и Р.).
Описываемая мащина объемного действия, например компрессор без смазкп, состоит из цилиндра / и установленного в нем норплня 2 с цнлнндрическим 3 и переходным 4 элементами, крейцконфа 5 н щатуна 6. Поршень 2 жестко, например посредством резьбового соедннения, крепится к магнитострикционному преобразователю 7, соединенному с крейцкопфом 5.
Цилиндр / может вынолняться лнбо ступенчатым, лнбо постоянного сечення, если размеры крейцкопфа н норщня равны между собой.
На графике изменения амплитуды но длнне акустической волиы (см. фиг. 1) позициями 8 9 обозначены кривые изменеиия амплитуды иеотраженной ц отраженной волн.
В описываемом компрессоре отпощення длин цплиидрического 3 н переходного 4 элементов норшня 2 к длине акустнческой волны л соответственно равны 1/2 н 1/4.
Компрессор, основанный на иснользованни эффекта акустической смазки, работает следующим образом. Виачале на активный элемент трущейся нары, т. е. на норщень 2, при номощи жестко соединенного с ним магннтострикциониого. преобразователя 7 подается ультразвуковая энергия, иод действием которой порщеиь оказывается как бы обильно емазаипым энергетической смазкой. После этого посредством шатуна 6 через крейцкопф 5 поршню 2 сообщается возвратно-ностунательное движение.
Предмет изобретения
1.Мащнна объемного действия, например крейцконфный компрессор без смазкн, содержандая цилиндр н -установленный в нем порщень с цилиндрическим и нереходным элементами, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения коэффициента трения, поршень жестко соединен с магнитострикционпым преобразователем для нодачн ультразвуковых колебаний на поршень.
2.Машина но н. 1, отличающаяся тем, что отношения длии цилиндрического и иереходного элементов норшия к длине акустнческой волиы соответственно равны 1/2 н 1/4.
. /
