專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種曲柄滑塊連動(dòng)機(jī)構(gòu)，尤其是一種對(duì)置式曲柄 滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械傳動(dòng)裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景現(xiàn)有油田用增壓注水泵(3ZY8/40型)的典型結(jié)構(gòu)如圖1和圖2 所示，其動(dòng)力端由機(jī)身1、曲軸2、連桿3和十字頭(滑塊)4構(gòu)成 了典型的三曲拐多聯(lián)曲柄連桿機(jī)構(gòu)組。工作時(shí)電機(jī)通過(guò)減速機(jī)驅(qū)動(dòng) 曲軸，在軸上調(diào)心滾子軸承的約束下，曲軸繞自身軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)；在曲柄 部分的帶動(dòng)下，連桿大端繞曲軸軸線(xiàn)作圓周運(yùn)動(dòng)；連桿小端將運(yùn)動(dòng)傳 遞到與其4交^接的十字頭上，在泵體滑道的約束下，該十字頭沿滑道作 直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；在十字頭的驅(qū)動(dòng)下，泵柱塞跟之一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；柱 塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使泵液力端的柱塞腔產(chǎn)生了周期性的容積變化，被輸送 介質(zhì)在液力端閥組件的控制下完成吸入排出的過(guò)程，并周而復(fù)始的循 環(huán)工作。此類(lèi)結(jié)構(gòu)的三缸單作用臥式柱塞泵中，三缸呈水平布置在曲軸的 一側(cè)，受該結(jié)構(gòu)限制，存在以下弊端①連桿大端軸瓦上承受的活 塞力始終是單側(cè)的，且在載荷由零到最大值交替變化時(shí)，其作用在連 桿瓦內(nèi)壁的承載區(qū)域位置固定不變(即連桿瓦內(nèi)壁始終在一個(gè)位置上 承受壓力和摩擦力)，致使連桿瓦內(nèi)壁長(zhǎng)期存在受力不平衡，造成內(nèi) 壁單邊磨損加劇，破壞了連桿瓦內(nèi)壁和曲柄銷(xiāo)軸外圓之間承壓油膜的 形成條件，導(dǎo)至產(chǎn)生"燒瓦"之后果。②泵的運(yùn)行參數(shù)受到制約 a.泵工作時(shí)，流量參數(shù)的大小和泵速.、柱塞(活塞)直徑以及柱塞(活塞)的行程長(zhǎng)度有關(guān)。為了增大流量，采用提高泵速也只是有限的，因?yàn)楸玫臉O限往復(fù)次數(shù)受到閥啟閉速度的滯后性的限制；采用增大柱 塞(活塞)直徑或增加行程長(zhǎng)度卻要增大泵的結(jié)構(gòu)尺寸。b.當(dāng)泵的壓 力一定時(shí)，作用在曲軸軸瓦(連桿瓦)活塞力和柱塞(活塞)的作用 面積的大小有關(guān)。因此在一定的輸出壓力下三缸單作用布置的泵，其 曲軸軸瓦(連桿瓦)要承受較大的活塞力。這對(duì)于泵來(lái)說(shuō)也是不利的。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一 種連桿大端軸瓦上受力均衡的對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)，從 而用于避免增壓注水泵之類(lèi)產(chǎn)品存在的單邊磨損，杜絕"燒瓦"現(xiàn)象。為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng) 機(jī)構(gòu)包括支撐在機(jī)身上的曲軸， 一端與曲軸鉸接、另一端與往復(fù)運(yùn)動(dòng) 滑塊(俗稱(chēng)十字頭)鉸接的連桿，其改進(jìn)之處在于所述滑塊為組件 形式，由分別位于曲軸兩側(cè)的主十字頭和副十字頭固連構(gòu)成，所述主 十字頭和副十字頭分別與機(jī)身兩處的同向?qū)к墭?gòu)成移動(dòng)副。上述本實(shí)用新型的對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)^U勾應(yīng)用到注 水泵之類(lèi)的產(chǎn)品中后，與傳統(tǒng)往復(fù)泵的單側(cè)布置結(jié)構(gòu)相比，顯然具有 々口下 尤點(diǎn)1、 可使施加于動(dòng)力端曲柄^4勾的活塞力處于結(jié)構(gòu)上的平tf狀態(tài)。 連桿大端的軸瓦受力區(qū)域呈對(duì)稱(chēng)狀態(tài)分布，連桿瓦內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)副表面單 邊磨損狀況得以根本改善，保護(hù)了運(yùn)動(dòng)副之間的承壓油膜的形成條 件，可有效地避免"燒瓦"。2、 移動(dòng)副的導(dǎo)向長(zhǎng)度顯著增長(zhǎng)，有助于使十字頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)更 加流暢和平穩(wěn)，從而使液力端柱塞的運(yùn)動(dòng)精度得以提高。3、 對(duì)于運(yùn)行參數(shù)確定的泵，可以使作用于曲柄機(jī)構(gòu)上的活塞力得到有效地減小或在不增加活塞力的情況下增加泵的輸送流量。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn) 一 步的說(shuō)明。 圖1是現(xiàn)有油田用增壓注水泵結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)中對(duì)置式滑塊連動(dòng)組 件的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的俯視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用在油田 用增壓注水泵的情形如圖4和圖5所示，整體為六缸水平對(duì)置式布置 單作用往復(fù)泵，作為多聯(lián)運(yùn)動(dòng)形式的泵，其主要構(gòu)成部分包括兩端對(duì) 置式液力端7和動(dòng)力端兩部分。組成動(dòng)力端的主要構(gòu)件有三曲柄曲軸 2、連桿3、對(duì)置式滑塊(十字頭)連動(dòng)組件4以及連接和支承動(dòng)力 端與液力端的機(jī)身1。曲軸2通過(guò)兩端附近的調(diào)心滾子軸承支撐在機(jī) 身l上，整個(gè)曲軸組件軸向安裝間隙的控制由端蓋、尾蓋以及軸承套 的軸向尺寸的調(diào)整實(shí)現(xiàn)。泵的原動(dòng)力為電機(jī)，通過(guò)減速機(jī)(皮帶輪) 與泵相聯(lián)。各連桿3的大端分別與曲軸2的對(duì)應(yīng)部位鉸接，小端分別 與往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連動(dòng)組件通過(guò)十字頭銷(xiāo)軸5鉸接。對(duì)置式滑塊(十字頭)直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)組件4的具體結(jié)構(gòu)如圖3所 示，由分別位于曲軸兩側(cè)的主十字頭4-5和副十字頭4-1固定連連構(gòu) 成。具體連接結(jié)構(gòu)為主十字頭4-5與副十字頭4-1的四角之間分別裝 有四根隔開(kāi)的空心連接桿4-3,各連接桿4-3的兩端分別制有沉孔，主十字頭4-5與副十字頭4-1相對(duì)位置制有相應(yīng)的定位孔，定位筒 4-4的外徑與所述沉孔和定位孔配合，其兩端分別插入連接桿4-3的 沉孔和與之相對(duì)的定位孔，實(shí)現(xiàn)軸向和徑向的相對(duì)定位，四只螺才全 4-2分別穿過(guò)副十字頭4-1、定位筒4-4和連接桿4-3的中心孔，旋 擰在主十字頭4-5上，使將主十字頭和副十字頭固定連接成為剛性的 整體。主十字頭4-5與副十字頭4-1分別與機(jī)身1上的主、副十字頭 滑道形成移動(dòng)副。該對(duì)置式滑塊(十字頭)連動(dòng)組件4兩側(cè)的十字頭分別與泵兩端 的液力端7的柱塞相連，使得泵的結(jié)構(gòu)形式由原來(lái)的液缸單側(cè)水平布 置變?yōu)橐焊讓?duì)置式水平布置。泵工作時(shí)，電機(jī)通過(guò)減速機(jī)(或皮帶輪)驅(qū)動(dòng)曲軸，在軸上調(diào)心 滾子軸承的約束下，曲軸繞自身軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)；同時(shí)曲軸曲柄部分在以其 圓心到曲軸軸線(xiàn)的距離為半徑繞曲軸軸線(xiàn)作圓周運(yùn)動(dòng)；在曲柄部分的 驅(qū)動(dòng)下，連桿的大端隨之運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿桿身、連桿小端，將運(yùn)動(dòng)傳 遞到與其鉸接的對(duì)置式滑塊(十字頭)連動(dòng)組件上，在泵體滑道的約 束下，對(duì)置式滑塊(十字頭)連動(dòng)組件沿機(jī)身主副滑道作直線(xiàn)往復(fù)運(yùn) 動(dòng)；在兩端的主副十字頭的驅(qū)動(dòng)下，兩端液缸中的柱塞跟隨十字頭一 起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；隨著柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，泵液力端的柱塞腔產(chǎn)生周期性 的容積變化，被輸送介質(zhì)隨著柱塞腔周期性容積變化，在液力端閥組 件的控制下完成吸入排出的過(guò)程，并周而復(fù)始的工作。該往復(fù)泵的性能參數(shù)關(guān)系式如下流量Q = n . Z . A . S . 60 ( m7h )壓力p-F/A (MPa; N/m2; kgf/cm2) 式中n —泵速；A —活塞作用面積(丌D 74 m2); p —排出壓 力；F —活塞力(Newton; kgf); S —行程(m); Z —液缸數(shù)。從上述往復(fù)泵性能參數(shù)的公式中不難看出，在泵的排出壓力P隨裝置條件確定后，當(dāng)泵速n靠近極限，行程S為定值時(shí)，若要增加 泵的流量，如采用增大活塞作用面積A，則活塞力F就隨之增加。作 用在連桿大端軸瓦的單位壓力(即壓強(qiáng)P)就會(huì)變大。 一般地，連桿 瓦的壽命與其運(yùn)動(dòng)中的PV (摩擦副表面所承受的壓力與摩擦?xí)r的運(yùn) 動(dòng)速度的乘積)值成反比。用增大活塞作用面積來(lái)增加流量的方法將 導(dǎo)致連桿瓦摩擦副P(pán)V值增大，壽命減低。顯而易見(jiàn)，通過(guò)采用對(duì)置 式結(jié)構(gòu)增加液缸數(shù)Z就可避免增大作用在連桿大端軸瓦的單位壓力 (即壓強(qiáng)p)的情況下實(shí)現(xiàn)流量的增加。反之，當(dāng)泵的流量Q;排出壓力p以及泵速n和行程S為定值時(shí)， 若采用對(duì)置式液缸結(jié)構(gòu)(即采用對(duì)置式結(jié)構(gòu)的十字頭運(yùn)動(dòng)副)，使泵 液缸數(shù)Z增加一倍，此舉可使每個(gè)活塞的作用面積在減小一半而活塞 的總作用面積不變的情況下，完成上述性能參^t,而此時(shí)，作用于曲 柄機(jī)構(gòu)連桿大端軸瓦的單位壓力(即壓強(qiáng)p)就能降低一半。這對(duì)于 連桿大端軸瓦的工況條件的改善是不言而喻的。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等 同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求1、一種對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括支撐在機(jī)身上的曲軸，一端與曲軸鉸接、另一端與往復(fù)運(yùn)動(dòng)滑塊鉸接的連桿，其特征在于所述滑塊為組件形式，由分別位于曲軸兩側(cè)的主十字頭和副十字頭固連構(gòu)成，所述主十字頭和副十字頭分別與機(jī)身兩處的同向?qū)к墭?gòu)成移動(dòng)副。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)，其 特征在于所述主十字頭與副十字頭的四角之間分別裝有四根空心連 接桿，并分別穿過(guò)四只螺栓固定連接成剛性整體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)，其 特征在于所述各連接桿的兩端分別制有沉孔，所述主十字頭與副十 字頭相對(duì)位置制有相應(yīng)的定位孔，所述沉孔和定位孔中插入外徑與之 相配的定位筒定位。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)，其 特征在于所述機(jī)身兩端分別裝有液力端，所述主十字頭與副十字頭 分別與與兩液力端的柱塞相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種對(duì)置式曲柄滑塊直線(xiàn)往復(fù)連動(dòng)機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械傳動(dòng)裝置的技術(shù)領(lǐng)域。該機(jī)構(gòu)包括支撐在機(jī)身上的曲軸，一端與曲軸鉸接、另一端與往復(fù)運(yùn)動(dòng)滑塊鉸接的連桿，所述滑塊由分別位于曲軸兩側(cè)的主十字頭和副十字頭固連構(gòu)成，所述主十字頭和副十字頭分別與機(jī)身兩處的同向?qū)к墭?gòu)成移動(dòng)副。本實(shí)用新型得到應(yīng)用之后，可使施加于動(dòng)力端曲柄機(jī)構(gòu)的活塞力處于結(jié)構(gòu)上的平衡狀態(tài)，可有效地避免“燒瓦”；移動(dòng)副的導(dǎo)向長(zhǎng)度顯著增長(zhǎng)，使液力端柱塞的運(yùn)動(dòng)精度得以提高；可以使作用于曲柄機(jī)構(gòu)中連桿大端軸瓦的單位壓力(即壓強(qiáng)p)得到有效地減小或在不增加作用于連桿大端軸瓦的單位壓力(即壓強(qiáng)p)的情況下增加泵的輸送流量。
文檔編號(hào)F16H21/18GK201100380SQ20072004395
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者豫 宋, 張生昌, 陳根生 申請(qǐng)人:江蘇雙達(dá)隔膜泵制造有限公司;陳根生