一種曲柄圓滑塊機構(gòu)及一種柱塞泵的制作方法
【專利說明】一種曲柄圓滑塊機構(gòu)及一種柱塞泵
[0001]本申請要求于2013年12月12日提交中國專利局、申請?zhí)枮?01310676866.X、發(fā)明名稱為“一種往復式柱塞泵”的中國專利申請的優(yōu)先權，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本申請中。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及曲柄運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)，具體涉及一種曲柄圓滑塊機構(gòu)，尤其還涉及一種柱塞栗。
【背景技術】
[0003]往復式柱塞泵屬于容積式泵，其借助于工作腔室里的容積周期性變化來達到輸送液體的目的。在其工作時，機械能經(jīng)泵直接轉(zhuǎn)化為輸送液體的壓力能。往復式柱塞泵被廣泛的應用于工農(nóng)業(yè)液體輸送環(huán)節(jié)中。
[0004]如上所述，往復式柱塞泵是通過柱塞(也稱為活塞)的周期性往復運動來實現(xiàn)對液體的脈沖式施壓，從而實現(xiàn)液體在一定壓力下輸出。柱塞的往復運動是通過運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)由旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換而獲得的。在傳統(tǒng)的往復式柱塞泵中，所采用的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)為曲柄連桿機構(gòu)，而曲柄連桿機構(gòu)中由于連桿的存在，在其工作時需要往復擺動，使得該往復式柱塞泵機體龐大，笨重，而且連桿的擺動產(chǎn)生的高階往復慣性力無法完全平衡，使得采用曲柄連桿機構(gòu)的往復式柱塞泵存在振動大，噪音大等缺點。
[0005]為解決傳統(tǒng)的曲柄連桿機構(gòu)所存在的上述缺陷，在中國專利文獻CN85200358B中公開了一種“曲柄圓滑塊往復活塞式內(nèi)燃機”;中國專利文獻CN85100359B中公開了一種“曲柄圓滑塊往復活塞式壓縮機”;在中國專利文獻CN1067741C公開了一種“曲柄雙圓滑塊往復活塞式內(nèi)燃機”;中國專利文獻CN1067742C公開了一種“曲柄多圓滑塊往復活塞式內(nèi)燃機”。上述的中國專利文獻中的內(nèi)燃機和壓縮機的往復運動與旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換機構(gòu)中，用曲柄圓滑塊機構(gòu)取代了曲柄連桿機構(gòu)。其中，曲柄圓滑塊機構(gòu)包括圓滑塊、活塞和曲軸，在圓滑塊上設置有偏心圓孔。在活塞的活塞座上設置有圓滑塊容置孔。裝配時，將圓滑塊置于所述的圓滑塊容置孔中，圓滑塊可在所述圓滑塊容置孔中轉(zhuǎn)動；曲軸的曲柄銷裝配于所述的偏心圓孔中，曲柄銷可以在所述偏心圓孔中轉(zhuǎn)動。
[0006]以內(nèi)燃機工作為例，曲柄圓滑塊機構(gòu)的運動轉(zhuǎn)換過程如下:燃燒室中的燃燒氣體膨脹推動活塞運動，通過活塞帶動設置于其中的圓滑塊做往復運動，而圓滑塊在所述活塞中同時做旋轉(zhuǎn)運動，所述往復運動與旋轉(zhuǎn)運動的合成使得圓滑塊上的偏心圓孔的中心軸線繞曲軸的中心軸線做旋轉(zhuǎn)運動；而所述偏心圓孔的中心軸線與曲軸的曲柄銷的軸線重合，從而可實現(xiàn)活塞的往復運動到曲軸的旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換。壓縮機可采用相同的結(jié)構(gòu)，由電機帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，通過圓滑塊、曲軸以及活塞之間的配合關系，實現(xiàn)活塞的往復運動，進而對被壓縮介質(zhì)做功。
[0007]上述中國專利文獻中所公開的曲柄圓滑塊機構(gòu)可以應用于傳統(tǒng)往復式柱塞泵中，取代其曲柄連桿機構(gòu)。然而由于往復式柱塞泵具有不同于上述內(nèi)燃機或壓縮機的特點，在應用曲柄圓滑塊機構(gòu)于往復式柱塞泵時，仍需結(jié)合柱塞泵自身的特點進行改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種曲柄圓滑塊機構(gòu)，以解決上述曲柄連桿機構(gòu)具有的問題。
[0009]本發(fā)明還提供一種柱塞泵，以解決傳統(tǒng)的往復式柱塞泵的上述的問題。
[0010]本發(fā)明提供一種曲柄圓滑塊機構(gòu)，包括往復運動件、整體式曲軸及圓滑塊，所述往復運動件包括往復運動件本體，在所述往復運動件本體上設置有圓形通孔，稱為圓滑塊容置孔，在所述往復運動件本體上還設置有沿往復運動方向且具有導向面的導向部；
[0011]所述圓滑塊包括圓滑塊本體以及套接于所述圓滑塊本體外周的環(huán)形外圈，所述圓滑塊本體為剖分式結(jié)構(gòu)，在所述圓滑塊本體上設置有偏心圓孔，且剖分面經(jīng)過所述偏心圓孔的中心，將所述偏心圓孔剖分為兩個相同的半孔，被剖分而成的兩部分分別稱為第一部分和第二部分；
[0012]所述圓滑塊本體的第一部分上設置有在所述剖分面上開口的裝配孔，稱為第一部分裝配孔，在所述第二部分與所述第一部分裝配孔的相應位置設置有通孔，所述通孔由所述第二部分的剖分面貫穿至其外周面；
[0013]所述整體式曲軸包括至少一個曲柄銷；
[0014]所述整體式曲軸的一曲柄銷上至少套接一個所述圓滑塊，圓滑塊通過其偏心圓孔套接于所述曲柄銷上，每一圓滑塊均設置于一往復運動件的圓滑塊容置孔中。
[0015]可選地，所述往復運動件為活塞或動平衡滑塊或柱塞座。
[0016]優(yōu)選地，所述往復運動件本體為分體式結(jié)構(gòu)，其剖分面經(jīng)過圓滑塊容置孔中心，將往復運動件本體剖分為兩部分；在所述圓滑塊容置孔兩相對側(cè)邊，設置有走向與往復運動件的往復運動方向相一致的連接通孔，通過連接螺栓將被剖分的兩部分連接為一體。
[0017]優(yōu)選地，所述往復運動件本體上設置的導向部具體是，由所述往復運動件本體的兩相對端向外延伸而形成的兩導向部，分別稱為第一導向部和第二導向部。
[0018]優(yōu)選地，所述第一導向部和第二導向部沿其運動方向的軸相重合。
[0019]可選地，在所述圓滑塊容置孔的內(nèi)壁上設置滾動軸承或滑動軸承。
[0020]優(yōu)選地，在所述圓滑塊容置孔的內(nèi)壁上設置滾動軸承，所述滾動軸承具體是滾針軸承。
[0021]優(yōu)選地，所述環(huán)形外圈采用過盈配合的方式設置于所述圓滑塊本體外周。
[0022]可選地，所述環(huán)形外圈的材質(zhì)與所述圓滑塊本體的材質(zhì)不同，所述外圈的耐磨性能高于所述圓滑塊本體的耐磨性能。
[0023]優(yōu)選地，所述圓滑塊本體的剖分面為與所述偏心圓孔中心軸線和圓滑塊的中心軸線所在平面垂直的面。
[0024]可選地，在所述圓滑塊本體第一部分和第二部分上還分別設置有定位結(jié)構(gòu)，用于對所述第一部分和第二部分固定裝配時進行定位。
[0025]可選地，所述定位結(jié)構(gòu)包括貫穿所述第一部分和第二部分固定裝配后的結(jié)合面的定位孔以及插入所述定位孔中的定位銷。
[0026]優(yōu)選地，在所述圓滑塊本體的偏心圓孔至少一端面的周邊還具有沿所述周邊的凸起；所述第一部分裝配孔和通孔分別設置于所述第一部分和第二部分的凸起上。
[0027]可選地，兩個或多個所述圓滑塊組成圓滑塊組，且相鄰圓滑塊相位呈180度設置，相鄰圓滑塊中其中一圓滑塊第一部分和另一圓滑塊的第二部分一體成型。
[0028]優(yōu)選地，所述圓滑塊組為兩個圓滑塊構(gòu)成，所述兩個圓滑塊上套接的兩個往復運動件的軸向夾角為90°。
[0029]優(yōu)選地，所述整體式曲軸為三拐四支撐的結(jié)構(gòu)。
[0030]本發(fā)明還提供一種柱塞泵，包括上述的曲柄圓滑塊機構(gòu)。
[0031]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明的曲柄圓滑塊機構(gòu)取代了傳統(tǒng)的曲柄連桿機構(gòu)作為核心機構(gòu)，使得整個柱塞泵的體積減小，重量減輕，并且可以實現(xiàn)往復運動慣性力的完全平衡，特別是柱塞按照正弦規(guī)律運動，可實現(xiàn)柱塞與被壓縮液體的最近配合，在曲柄圓滑塊機構(gòu)自身的效率高于曲柄連桿機構(gòu)的情況下，又進一步提高了泵的效率。
[0032]本發(fā)明提供的柱塞泵體積、重量比傳統(tǒng)的相同排量的柱塞泵可減小三分之一以上，且制造簡易，有更廣泛的使用范圍。此外，本實施例提供的柱塞泵結(jié)構(gòu)還可以實現(xiàn)在一個平臺上通過調(diào)整柱塞之間，實現(xiàn)同一平臺不同流量及中壓到高壓的系列產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0033]圖1至圖6示出了應用于本發(fā)明的曲柄圓滑塊機構(gòu)的圓滑塊的示意圖；
[0034]圖7為應用于本發(fā)明的柱塞泵的實施例的柱塞泵的曲軸的示意圖；
[0035]圖8為將上述的圓滑塊組套接于圖7所示的曲軸上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖9和圖10分別為本發(fā)明的實施例中的機體上的曲軸箱上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖之一和之二 ；
[0037]圖11為組成本發(fā)明的柱塞泵的實施例的機體的機座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖12和圖13分別為組成本發(fā)明的柱塞泵的實施例中的機體上的曲軸軸承座的結(jié)構(gòu)示意圖之一和之二；
[0039]圖14示出了本發(fā)明的柱塞泵的實施例的柱塞泵的機體結(jié)構(gòu)圖；
[0040]圖15為本實施例的柱塞座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖16和圖17中分別示出了圖15所示的柱塞座上半部和下半部的結(jié)構(gòu)；
[0042]圖18示出了本發(fā)明的柱塞泵實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖19和圖20分別為圖18兩個方向的剖視圖。
【具體實施方式】
[0044]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0045]在下面的實施例中，結(jié)合附圖對本發(fā)明的柱塞泵進行詳細說明。
[0046]本實施例中，所述柱塞泵包括曲柄圓滑塊機構(gòu)的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)、柱塞泵機體、泵頭。
[0047]其中，所述的曲柄圓滑塊機構(gòu)包括圓滑塊、曲軸以及往復運動件。下面結(jié)合附圖對各個部件以及相互之間的裝配關系進行詳細說明。需要說明的是，下述實施例對技術細節(jié)的描述不應該作為對本發(fā)明的權利要求保護范圍的限制，在不背離權利要求的保護范圍的條件下，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的實施例的教導，將認識到許多其它的變形、替代或修改。
[0048]圖1至圖6示出了應用于本實施例的曲柄圓滑塊機構(gòu)的圓滑塊的示意圖。
[0049]在曲柄圓滑塊機構(gòu)中，圓滑塊將曲軸與往復運動件(例如活塞)連接起來，是往復運動與旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換中不可或缺的部件。但針對不同的應用場景，圓滑塊會具有不同的結(jié)構(gòu)。請參考圖1至圖6，本實