平衡花鍵及壓縮系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型總體涉及一種花鍵，更具體地說，涉及一種用于驅(qū)動軸的不平衡花鍵。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(例如，柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動機或氣體燃料驅(qū)動的發(fā)動機)進(jìn)行運轉(zhuǎn)以產(chǎn)生動力輸出。在很多系統(tǒng)中，該動力輸出驅(qū)動用于下游應(yīng)用的壓縮機。例如，壓縮機可具有由發(fā)動機旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生壓縮空氣流的驅(qū)動軸。
[0003]壓縮機可包括一或多個由驅(qū)動軸提供動力以壓縮進(jìn)入流體的活塞。在單缸壓縮機中可能存在例如在運行期間僅有一個氣缸運動所導(dǎo)致的扭力不平衡。在一些壓縮機裝置中，空間約束以及實現(xiàn)終端用戶操作靈活性的期望導(dǎo)致設(shè)計上的選擇，進(jìn)一步加劇固有不平衡。
[0004]1985年4月9日授予布朗的美國專利4，509,378(下稱“’378專利”)中描述了一種處理單缸壓縮機中存在的不平衡的方法。該’378專利描述了一種具有用于平衡單缸系統(tǒng)中存在的慣性力的配重和對重的往復(fù)機械。例如，兩個配重附接到系統(tǒng)的曲軸并配置成與曲軸一同轉(zhuǎn)動。往復(fù)機械也包括兩個以與曲軸相同的速度沿與曲軸相反的方向轉(zhuǎn)動的對重。在運行期間，配重和對重將各力結(jié)合起來以便平衡與單缸相關(guān)的主要往復(fù)運動慣性力。
[0005]盡管’378專利的系統(tǒng)可以有助于減少往復(fù)機械中存在的不平衡，但是配重在旋轉(zhuǎn)軸上的位置可使該方案對于存在空間約束限制了配重的布置的應(yīng)用不可行或不理想。進(jìn)一步地說，由于在一些教導(dǎo)中配重與旋轉(zhuǎn)軸集成，因此用戶改變部件的布置或組合的靈活性受到了限制。另外，由于配重與軸集成，因此用戶可能不能夠針對用戶特定應(yīng)用定制不平衡校正。
[0006]所公開的系統(tǒng)涉及克服上文提到的一個或多個問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]—方面，本實用新型涉及一種平衡花鍵，其包括具有中心軸線和圍繞中心軸線布置的多個齒的大致圓柱形本體。該平衡花鍵還包括圍繞大致圓柱形本體的中心軸線的一部分布置的配重。
[0008]所述配重配置成圍繞所述大致圓柱形本體的第一端布置，并且所述多個齒圍繞與所述第一端相對的所述大致圓柱形本體的第二端布置。
[0009]所述大致圓柱形本體和所述配重形成單件式組件。
[0010]所述配重圍繞布置的所述中心軸線的所述一部分由角度限定;并且所述配重的厚度和所述角度之間的比率為0.16-0.24毫米/度。
[0011 ]所述大致圓柱形本體包括對齊機構(gòu)，通過所述對齊機構(gòu)使所述大致圓柱形本體與軸軸向?qū)R，所述軸以可拆卸方式接納所述大致圓柱形本體和所述配重。
[0012]所述對齊機構(gòu)包括孔，所述孔配置成接納布置在所述軸上的銷。
[0013]所述配重和所述銷布置在貫穿所述大致圓柱形本體的中心軸線的相對兩側(cè)。
[0014]所述配重具有圍繞所述配重的圓周布置的一個或多個平衡孔。
[0015]所述配重圍繞其布置的所述中心軸線的所述一部分由角度限定，并且所述角度介于168度和172度之間。
[0016]另一方面，本實用新型涉及一種壓縮系統(tǒng)，其包括流體壓縮機，該流體壓縮機具有驅(qū)動軸和配置成與驅(qū)動軸的端部配合的外花鍵。該壓縮系統(tǒng)還包括配置成圍繞外花鍵的一部分布置的配重。
[0017]又一方面，本實用新型涉及一種動力系統(tǒng)，其包括發(fā)動機，該發(fā)動機具有帶有內(nèi)花鍵的曲軸。該動力系統(tǒng)還包括具有驅(qū)動軸和往復(fù)式連接到驅(qū)動軸的單個活塞的流體壓縮機。外花鍵配置成與內(nèi)花鍵配合，并且包括配置成可拆卸地接納驅(qū)動軸的端部的內(nèi)孔。該動力系統(tǒng)還包括配重，該配重與外花鍵集成，并配置成圍繞由角度限定的外花鍵的中心軸線的一部分布置。配重的厚度與該角度的比率約為0.16-0.24毫米/度。
[0018]本實用新型所公開的技術(shù)方案能夠減輕壓縮系統(tǒng)運行期間發(fā)生的不平衡現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0019]圖1為示例性動力系統(tǒng)的剖面圖解示意圖；
[0020]圖2為可在圖1中的動力系統(tǒng)中使用的示例性壓縮機的分解透視示意圖；
[0021]圖3為可與圖2中的壓縮機一起使用的示例性外花鍵的透視示意圖；
[0022]圖4為圖3中的外花鍵的主視不意圖；以及
[0023]圖5為圖3和圖4中的外花鍵的截面?zhèn)纫暿疽鈭D。
【具體實施方式】
[0024]圖1示出了具有壓縮機8和可操作地連接到壓縮機8的動力源10的動力系統(tǒng)5。動力源10可包括發(fā)動機12，例如柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動機、氣體燃料驅(qū)動的發(fā)動機(例如，天然氣發(fā)動機)或?qū)τ诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的任何其他類型的內(nèi)燃機。動力源10還可包括可操作地連接到另一個裝置(例如壓縮機8)以驅(qū)動該連接的裝置的曲軸14。
[0025]在所示實施例中，壓縮機8為流體壓縮機，其包括用于接納待活塞18壓縮的流體(例如，氣體，例如空氣)的流體進(jìn)入口 16?；钊麠U20將活塞18連接到驅(qū)動軸22。例如，驅(qū)動軸22可與動力源10的曲軸14連接，使得曲軸14的旋轉(zhuǎn)傳動驅(qū)動軸22相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)。例如，在圖1的實施例中，驅(qū)動軸22通過可經(jīng)由內(nèi)花鍵與外花鍵24接合連接到動力源10的曲軸14。
[0026]壓縮機8進(jìn)一步包括配重26，其配置成圍繞外花鍵24和/或驅(qū)動軸22布置，以減輕壓縮機8運行期間發(fā)生的不平衡。例如，在一個實施例中，壓縮機8是僅有一個活塞18的單缸壓縮機，且配重26抵消因僅有的單個活塞18運行而出現(xiàn)的固有不平衡。又例如，在一些實施例中，驅(qū)動軸22可具有部分地抵消因單個活塞18而出現(xiàn)的固有不平衡的反向擺度，且配重26可提供完全抵消固有不平衡所需的額外偏移。也就是說，在一些實施例中，空間約束可限制驅(qū)動軸22的反向擺度，且平衡壓縮機8所需的剩余偏移可由配重26提供。
[0027]根據(jù)特定實施方式的考慮，外花鍵24、配重26和驅(qū)動軸22可通過多種適當(dāng)方式形成或連接。例如，在一個實施例中，外花鍵24、配重26和驅(qū)動軸22形成為分離件，且通過任何適當(dāng)連接方式(例如，螺栓、螺釘、過盈配合等)連接在一起以便用于運行。在一些實施例中，驅(qū)動軸22可配置成在其上可拆卸地接納外花鍵24以及配重26。此外，在一些實施例中，螺栓可穿過外花鍵24，以將外花鍵24以及配重26可拆卸地連接到驅(qū)動軸22。如本文所用，術(shù)語“可拆卸地”是指一個部件可由另一部件接納并從該部件拆除，而其中任一部件沒有發(fā)生變形或受損。
[0028]在其他實施例中，外花鍵24和配重26形成為單件式組件(即，集成為一體件)。在此類實施例中，單件式組件(包括外花鍵24和配重26)可通過任何適當(dāng)方式連接到驅(qū)動軸22，例如通過使用螺栓將單件式組件固定至驅(qū)動軸22和/或通過在驅(qū)動軸22的外徑50(如圖2所示)與外花鍵24的內(nèi)徑49(如圖5所示)之間形成過盈配合。
[0029]此外，在其他實施例中，驅(qū)動軸22、外花鍵24和配重26形成為單件式組件(S卩，集成為一體件)。在此類實施例中，單件式組件(包括驅(qū)動軸22、外花鍵24和配重26)可配置成通過任何適當(dāng)方式(例如，通過螺栓、螺釘、過盈配合等)連接到壓縮機8以便用于運行。另外，在驅(qū)動軸22、外花鍵24和配重26中的一個或多個形成為單件式組件的實施例中，部件可由單件材料形成，或可利用一種或多種技術(shù)將部件集成在一起以形成一體件，包括但不限于焊接、在單一模具中形成部件、在熱處理工藝中將部件彼此熔結(jié)等。
[0030]應(yīng)該注意的是，在一些實施例中，壓縮機8可包括圖1中未示出或描述的一個或多個