一種活塞式壓縮機及活塞式壓縮機的運動慣性力平衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于壓縮機產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種活塞式壓縮機，本發(fā)明 同時還涉及一種活塞式壓縮機的運動慣性力平衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 活塞式壓縮機由于其氣密性好，單級壓縮比高，成本低廉，維修方便，因此在各行 各業(yè)中被廣泛采用。然而，現(xiàn)有的活塞式壓縮機，也存在機器體型過大，工作時振動和噪聲 較大，排氣量有波動等不足。由于活塞式壓縮機的主傳動系統(tǒng)一般采用曲柄連桿機構(gòu)，活塞 的第二階慣性力無法平衡，因此運轉(zhuǎn)時振動與噪聲大，加大了能量損耗，影響了做功功率。 因此，現(xiàn)有的活塞式壓縮機存在的問題已經(jīng)成為制約活塞式壓縮機工程應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的一 個瓶頸問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能夠完 全平衡活塞式壓縮機各運動部件慣性力和慣性力矩，克服以往的活塞式壓縮機二階慣性力 無法平衡的不足，從而有效提高壓縮機的動力性能，避免能量損失，同時可以確保在較高的 運轉(zhuǎn)速度運行且性能可靠的活塞式壓縮機。
[0004] 要解決以上所述的技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0005] 本發(fā)明為一種活塞式壓縮機，所述的活塞式壓縮機包括壓縮缸體、活塞、連桿，所 述的活塞式壓縮機還包括電機、主動齒輪、從動齒輪、行星架、行星輪、中心固定齒輪，所述 的主動齒輪與能夠帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動的電機連接，從動齒輪與主動齒輪嚙合，從動齒輪與 行星架連接，行星輪與行星架連接，行星輪與中心固定齒輪內(nèi)壁齒輪嚙合，所述的連桿一端 與活塞連接，連桿另一端與行星輪邊沿部活動連接。
[0006] 所述的活塞式壓縮機包括多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)，每組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)分 別包括壓縮缸體、活塞、連桿、從動齒輪、行星架、行星輪、中心固定齒輪，每組壓縮機行星齒 輪系統(tǒng)的從動齒輪分別與主動齒輪嚙合，多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)之間設(shè)置為按等分夾角 布置的結(jié)構(gòu)，多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)設(shè)置為位于同一水平面的結(jié)構(gòu)。
[0007] 所述的每組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)的從動齒輪通過連接軸與行星架固定連接，中心 固定齒輪與機架固定連接，行星輪與中心固定齒輪內(nèi)嚙合，且與行星架的支承軸活動連接， 連桿一端與活塞活動連接，連桿另一端通過銷軸與行星輪活動連接。
[0008] 所述的壓縮機行星齒輪系統(tǒng)包括三組，每兩組相鄰的壓縮機行星齒輪系統(tǒng)之間設(shè) 置為呈120度夾角的結(jié)構(gòu)，每組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)的行星架上同時設(shè)置支承軸和邊沿部， 支承軸設(shè)置為與邊沿部之間相鄰180度夾角的結(jié)構(gòu)，所述的邊沿部部位安裝平衡質(zhì)量塊。
[0009] 所述的電機通過聯(lián)軸器與主動齒輪柔性連接，所述的電機與能夠控制電機啟停的 控制部件連接，所述的壓縮機行星齒輪系統(tǒng)設(shè)置為能夠?qū)⑿行禽喌霓D(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換為活塞的 往復(fù)直線運動的結(jié)構(gòu)。
[0010] 所述行星輪的直徑尺寸設(shè)置為等于中心固定齒輪的直徑尺寸一半的結(jié)構(gòu)。
[0011] 本發(fā)明同時還涉及一種活塞式壓縮機的運動慣性力平衡方法，所述的活塞式壓縮 機的運動慣性力平衡方法的步驟為：
[0012] 1)將所述的多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)之間按等分夾角布置，將多組壓縮機行星齒 輪系統(tǒng)設(shè)置為位于同一水平面的結(jié)構(gòu)；
[0013] 2)在所述的行星輪的邊沿部部位安裝平衡質(zhì)量塊。
[0014] 將壓縮機行星齒輪系統(tǒng)設(shè)置三組，每兩組相鄰的壓縮機行星齒輪系統(tǒng)之間呈120 度夾角，壓縮機行星齒輪系統(tǒng)設(shè)置為能夠?qū)⑿行禽喌霓D(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)直線運動 的結(jié)構(gòu)。
[0015] 在每組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)的行星架上同時設(shè)置支承軸和邊沿部，將支承軸設(shè)置 為與邊沿部之間相鄰180度夾角的結(jié)構(gòu)，在邊沿部部位安裝平衡質(zhì)量塊。
[0016] 采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能得到以下的有益效果：
[0017] 本發(fā)明所述的活塞式壓縮機及活塞式壓縮機的運動慣性力平衡方法，當(dāng)活塞式壓 縮機工作時，通過控制電機轉(zhuǎn)動工作，電機轉(zhuǎn)動工作帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，主動齒輪帶動從動 齒輪轉(zhuǎn)動，從動齒輪再帶動行星架轉(zhuǎn)動，行星架轉(zhuǎn)動時帶動行星輪轉(zhuǎn)動，這時，因為行星輪 與中心固定齒輪內(nèi)壁齒輪嚙合，所以行星輪會沿著圓形的內(nèi)壁齒輪作圓周轉(zhuǎn)動，通過行星 輪的循環(huán)圓周運動，帶動活塞在壓縮機缸體內(nèi)作往復(fù)運動，從而實現(xiàn)通過電機帶動活塞式 壓縮機工作，本發(fā)明的活塞式壓縮機及活塞式壓縮機的運動慣性力平衡方法，結(jié)構(gòu)簡單，能 夠克服現(xiàn)有的活塞式壓縮機運動時各部件慣性力較大，活塞運動時二階慣性力無法平衡的 不足，從而有效提高活塞式壓縮機的動力性能，減小運轉(zhuǎn)時的振動與噪聲以及能量損失，同 時可以在較高的運轉(zhuǎn)速度運行，性能可靠，從而提高活塞式壓縮機運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。本發(fā)明所述的 活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)，在活塞式壓縮機工作時，由于活塞的往復(fù)運動，會產(chǎn)生巨大的往復(fù)慣性 力，為了克服往復(fù)慣性力，本發(fā)明通過采用多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)形成一個活塞式壓縮 機的結(jié)構(gòu)，這樣，本發(fā)明所述的活塞式壓縮機不僅能夠?qū)⑿行禽喌霓D(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)化為活塞的 往復(fù)運動，使得活塞連桿作往復(fù)直線運動，且不會產(chǎn)生第二階的慣性力。通過多組壓縮機行 星齒輪系統(tǒng)的合理布置，可以達(dá)到壓縮機整機的旋轉(zhuǎn)和往復(fù)慣性力互相抵消的目的，使得 活塞式壓縮機工作時的慣性力合力為〇。與現(xiàn)有的活塞式壓縮機相比，本發(fā)明的壓縮機具有 以下優(yōu)點：1、各組往復(fù)運動的連桿與活塞位于同一平面內(nèi)，活塞式壓縮機工作時，多組壓縮 機行星齒輪系統(tǒng)之間的往復(fù)慣性力可以完全互相抵消，壓縮機往復(fù)慣性力的合力為〇,往復(fù) 慣性力的合力矩也為0。因此整個壓縮機工作時動力性能得到明顯提升。2、連桿與活塞都作 往復(fù)直線運動，活塞工作時無側(cè)壓力，提高了壓縮機的氣密性和活塞使用壽命，不需要設(shè)置 十字頭結(jié)構(gòu)，也可省去活塞的群部結(jié)構(gòu)，有效節(jié)約成本，提高性能。
【附圖說明】
[0018] 下面對本說明書各附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作出簡要的說明：
[0019] 圖1為本發(fā)明所述的活塞式壓縮機的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為圖1所述的活塞式壓縮機的A-A面的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明所述的活塞式壓縮機做工作時的內(nèi)擺線運動軌跡示意圖；
[0022] 圖4為單組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)與連桿連接時的結(jié)構(gòu)；
[0023] 附圖中標(biāo)記分別為：I、壓縮缸體;2、活塞;3、連桿;4、電機;5、主動齒輪;6、從動齒 輪;7、行星架;8、行星輪;9、中心固定齒輪；10、壓縮機行星齒輪系統(tǒng)；11、連接軸；12、支承 軸;13、銷軸;14、邊沿部;15、平衡質(zhì)量塊;16、聯(lián)軸器。
【具體實施方式】
[0024] 下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構(gòu) 件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一步 的詳細(xì)說明：
[0025] 如附圖1 一附圖4所示，本發(fā)明為一種活塞式壓縮機，所述的活塞式壓縮機包括壓 縮缸體1、活塞2、連桿3,所述的活塞式壓縮機還包括電機4、主動齒輪5、從動齒輪6、行星架 7、行星輪8、中心固定齒輪9,所述的主動齒輪5與能夠帶動主動齒輪5轉(zhuǎn)動的電機4連接，從 動齒輪6與主動齒輪5嚙合，從動齒輪6與行星架7連接，行星輪8與行星架7連接，行星輪8與 中心固定齒輪9內(nèi)壁齒輪嚙合，所述的連桿3-端與活塞2連接，連桿3另一端與行星輪8邊沿 部活動連接。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，當(dāng)活塞式壓縮機工作時，通過控制電機轉(zhuǎn)動工作，電機轉(zhuǎn)動 工作帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，主動齒輪帶動從動齒輪轉(zhuǎn)動，從動齒輪再帶動行星架轉(zhuǎn)動，行星架 轉(zhuǎn)動時帶動行星輪轉(zhuǎn)動，這時，因為行星輪與中心固定齒輪內(nèi)壁齒輪嚙合，所以行星輪會沿 著圓形的內(nèi)壁齒輪左圓周轉(zhuǎn)動，通過行星輪的循環(huán)圓周運動，帶動活塞在壓縮缸體內(nèi)左往 復(fù)運動，從而實現(xiàn)通過電機帶動活塞式壓縮機工作，本發(fā)明所述的活塞式壓縮機，結(jié)構(gòu)簡 單，能夠克服現(xiàn)有的活塞式壓縮機運動時各部件慣性力較大，活塞運動時二階段慣性力無 法平衡的不足，從而有效提高活塞式壓縮機的動力性能，避免能量損失，同時可以在較高的 運轉(zhuǎn)速度運行，性能可靠，滿足對活塞式壓縮機轉(zhuǎn)速要求。
[0026] 所述的活塞式壓縮機包括多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10,每組壓縮機行星齒輪系統(tǒng) 10分別包括壓縮缸體1、活塞2、連桿3、從動齒輪6、行星架7、行星輪8、中心固定齒輪9,每組 壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10的從動齒輪6分別與主動齒輪5嗤合，多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10之 間設(shè)置為按等分夾角布置的結(jié)構(gòu)，多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10設(shè)置為位于同一水平面的結(jié) 構(gòu)。本發(fā)明所述的活塞式壓縮機結(jié)構(gòu)，在活塞式壓縮機工作時，由于活塞的往復(fù)運動，會產(chǎn) 生巨大的往復(fù)慣性力，為了克服往復(fù)慣性力，本發(fā)明通過采用多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10 形成一個活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)，這樣，本發(fā)明所述的活塞式壓縮機不僅能夠?qū)⑿行禽喌霓D(zhuǎn) 動運動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運動，使得活塞連桿作往復(fù)直線運動，且不會產(chǎn)生第二階的慣性 力。通過多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10的合理布置，可以達(dá)到壓縮機整機的旋轉(zhuǎn)和往復(fù)慣性 力互相抵消的目的，使得活塞式壓縮機工作時的慣性力合力為0,往復(fù)慣性力的合力矩也為 0。與現(xiàn)有的活塞式壓縮機相比，本發(fā)明的壓縮機具有以下優(yōu)點：1、往復(fù)運動的連桿與活塞 位于同一平面內(nèi)，往復(fù)慣性力的合力為0?；钊綁嚎s機工作時，多組壓縮機行星齒輪系統(tǒng) 10之間的往復(fù)慣性力可以完全互相抵消，因此整個壓縮機工作時動力性能得到明顯提升。 2、連桿與活塞都作往復(fù)直線運動，活塞工作時無側(cè)壓力，提高了壓縮機的氣密性和活塞使 用壽命，不需要設(shè)置十字頭結(jié)構(gòu)，也可省去活塞的群部結(jié)構(gòu)，有效節(jié)約成本，提高性能。
[0027] 所述的每組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10的從動齒輪6通過連接軸11與行星架7固定連 接，中心固定齒輪9與機架固定連接，行星輪8與中心固定齒輪9內(nèi)嚙合，且與行星架7的支承 軸12活動連接，連桿3-端與活塞2活動連接，連桿3另一端通過銷軸13與行星輪8活動連接。
[0028] 所述的壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10包括三組，每兩組相鄰的壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10之 間設(shè)置為呈120度夾角的結(jié)構(gòu)，每組壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10的行星架7上同時設(shè)置支承軸12 和邊沿部14,支承軸12設(shè)置為與邊沿部14之間相鄰180度夾角的結(jié)構(gòu)，所述的邊沿部14部位 安裝平衡質(zhì)量塊15。優(yōu)選地，將壓縮機行星齒輪系統(tǒng)10設(shè)置為三組。這樣的結(jié)構(gòu)，每組壓縮 機行星齒輪系統(tǒng)10之間