对置式曲柄滑块直线往复连动机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种对置式曲柄滑块直线往复连动机构，属于机械传动装置的技术领域。该机构包括支撑在机身上的曲轴，一端与曲轴铰接、另一端与往复运动滑块铰接的连杆，所述滑块由分别位于曲轴两侧的主十字头和副十字头固连构成，所述主十字头和副十字头分别与机身两处的同向导轨构成移动副。本实用新型专利技术得到应用之后，可使施加于动力端曲柄机构的活塞力处于结构上的平衡状态，可有效地避免“烧瓦”；移动副的导向长度显著增长，使液力端柱塞的运动精度得以提高；可以使作用于曲柄机构中连杆大端轴瓦的单位压力（即压强ｐ）得到有效地减小或在不增加作用于连杆大端轴瓦的单位压力（即压强ｐ）的情况下增加泵的输送流量。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种曲柄滑块连动机构，尤其是一种对置式曲柄 滑块直线往复连动机构，属于机械传动装置的
技术背景现有油田用增压注水泵(3ZY8/40型)的典型结构如图1和图2 所示，其动力端由机身1、曲轴2、连杆3和十字头(滑块)4构成 了典型的三曲拐多联曲柄连杆机构组。工作时电机通过减速机驱动 曲轴，在轴上调心滚子轴承的约束下，曲轴绕自身轴线旋转；在曲柄 部分的带动下，连杆大端绕曲轴轴线作圆周运动；连杆小端将运动传 递到与其4交^接的十字头上，在泵体滑道的约束下，该十字头沿滑道作 直线往复运动；在十字头的驱动下，泵柱塞跟之一起作往复运动；柱 塞的往复运动使泵液力端的柱塞腔产生了周期性的容积变化，被输送 介质在液力端阀组件的控制下完成吸入排出的过程，并周而复始的循 环工作。此类结构的三缸单作用卧式柱塞泵中，三缸呈水平布置在曲轴的 一侧，受该结构限制，存在以下弊端①连杆大端轴瓦上承受的活 塞力始终是单侧的，且在载荷由零到最大值交替变化时，其作用在连 杆瓦内壁的承载区域位置固定不变(即连杆瓦内壁始终在一个位置上 承受压力和摩擦力)，致使连杆瓦内壁长期存在受力不平衡，造成内 壁单边磨损加剧，破坏了连杆瓦内壁和曲柄销轴外圓之间承压油膜的 形成条件，导至产生"烧瓦"之后果。②泵的运行参数受到制约 a.泵工作时，流量参数的大小和泵速.、柱塞(活塞)直径以及柱塞(活塞)的行程长度有关。为了增大流量，采用提高泵速也只是有限的，因为泵的极限往复次数受到阀启闭速度的滞后性的限制；采用增大柱 塞(活塞)直径或增加行程长度却要增大泵的结构尺寸。b.当泵的压 力一定时，作用在曲轴轴瓦(连杆瓦)活塞力和柱塞(活塞)的作用 面积的大小有关。因此在一定的输出压力下三缸单作用布置的泵，其 曲轴轴瓦(连杆瓦)要承受较大的活塞力。这对于泵来说也是不利的。
技术实现思路
本技术的目的在于针对以上现有技术存在的缺点，提出一 种连杆大端轴瓦上受力均衡的对置式曲柄滑块直线往复连动机构，从 而用于避免增压注水泵之类产品存在的单边磨损，杜绝"烧瓦"现象。为了达到以上目的，本技术的对置式曲柄滑块直线往复连动 机构包括支撑在机身上的曲轴， 一端与曲轴铰接、另一端与往复运动 滑块(俗称十字头)铰接的连杆，其改进之处在于所述滑块为组件 形式，由分别位于曲轴两侧的主十字头和副十字头固连构成，所述主 十字头和副十字头分别与机身两处的同向导轨构成移动副。上述本技术的对置式曲柄滑块直线往复连动^U勾应用到注 水泵之类的产品中后，与传统往复泵的单侧布置结构相比，显然具有 々口下 尤点1、 可使施加于动力端曲柄^4勾的活塞力处于结构上的平tf状态。 连杆大端的轴瓦受力区域呈对称状态分布，连杆瓦内壁运动副表面单 边磨损状况得以根本改善，保护了运动副之间的承压油膜的形成条 件，可有效地避免"烧瓦"。2、 移动副的导向长度显著增长，有助于使十字头的往复运动更 加流畅和平稳，从而使液力端柱塞的运动精度得以提高。3、 对于运行参数确定的泵，可以使作用于曲柄机构上的活塞力得到有效地减小或在不增加活塞力的情况下增加泵的输送流量。附图说明以下结合附图对本技术作进 一 步的说明。 图1是现有油田用增压注水泵结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是对置式曲柄滑块直线往复连动机构中对置式滑块连动组 件的放大结构示意图。图4是本技术一个实施例的结构示意图。图5是图4的俯视图。具体实施方式实施例一本实施例的对置式曲柄滑块直线往复连动机构实际应用在油田 用增压注水泵的情形如图4和图5所示，整体为六缸水平对置式布置 单作用往复泵，作为多联运动形式的泵，其主要构成部分包括两端对 置式液力端7和动力端两部分。组成动力端的主要构件有三曲柄曲轴 2、连杆3、对置式滑块(十字头)连动组件4以及连接和支承动力 端与液力端的机身1。曲轴2通过两端附近的调心滚子轴承支撑在机 身l上，整个曲轴组件轴向安装间隙的控制由端盖、尾盖以及轴承套 的轴向尺寸的调整实现。泵的原动力为电机，通过减速机(皮带轮) 与泵相联。各连杆3的大端分别与曲轴2的对应部位铰接，小端分别 与往复运动的连动组件通过十字头销轴5铰接。对置式滑块(十字头)直线往复连动组件4的具体结构如图3所 示，由分别位于曲轴两侧的主十字头4-5和副十字头4-1固定连连构 成。具体连接结构为主十字头4-5与副十字头4-1的四角之间分别装 有四根隔开的空心连接杆4-3,各连接杆4-3的两端分别制有沉孔，主十字头4-5与副十字头4-1相对位置制有相应的定位孔，定位筒 4-4的外径与所述沉孔和定位孔配合，其两端分别插入连接杆4-3的 沉孔和与之相对的定位孔，实现轴向和径向的相对定位，四只螺才全 4-2分别穿过副十字头4-1、定位筒4-4和连接杆4-3的中心孔，旋 拧在主十字头4-5上，使将主十字头和副十字头固定连接成为刚性的 整体。主十字头4-5与副十字头4-1分别与机身1上的主、副十字头 滑道形成移动副。该对置式滑块(十字头)连动组件4两侧的十字头分别与泵两端 的液力端7的柱塞相连，使得泵的结构形式由原来的液缸单侧水平布 置变为液缸对置式水平布置。泵工作时，电机通过减速机(或皮带轮)驱动曲轴，在轴上调心 滚子轴承的约束下，曲轴绕自身轴线旋转；同时曲轴曲柄部分在以其 圓心到曲轴轴线的距离为半径绕曲轴轴线作圓周运动；在曲柄部分的 驱动下，连杆的大端随之运动并通过连杆杆身、连杆小端，将运动传 递到与其铰接的对置式滑块(十字头)连动组件上，在泵体滑道的约 束下，对置式滑块(十字头)连动组件沿机身主副滑道作直线往复运 动；在两端的主副十字头的驱动下，两端液缸中的柱塞跟随十字头一 起作往复运动；随着柱塞的往复运动，泵液力端的柱塞腔产生周期性 的容积变化，被输送介质随着柱塞腔周期性容积变化，在液力端阀组 件的控制下完成吸入排出的过程，并周而复始的工作。该往复泵的性能参数关系式如下流量Q = n . Z . A . S . 60 ( m7h )压力p-F/A (MPa; N/m2; kgf/cm2) 式中n —泵速；A —活塞作用面积(丌D 74 m2); p —排出压 力；F —活塞力(Newton; kgf); S —行程(m); Z —液缸数。从上述往复泵性能参数的公式中不难看出，在泵的排出压力P随装置条件确定后，当泵速n靠近极限，行程S为定值时，若要增加 泵的流量，如采用增大活塞作用面积A，则活塞力F就随之增加。作 用在连杆大端轴瓦的单位压力(即压强P)就会变大。 一般地，连杆 瓦的寿命与其运动中的PV (摩擦副表面所承受的压力与摩擦时的运 动速度的乘积)值成反比。用增大活塞作用面积来增加流量的方法将 导致连杆瓦摩擦副PV值增大，寿命减低。显而易见，通过采用对置 式结构增加液缸数Z就可避免增大作用在连杆大端轴瓦的单位压力 (即压强p)的情况下实现流量的增加。反之，当泵的流量Q;排出压力p以及泵速n和行程S为定值时， 若采用对置式液缸结构(即采用对置式结构的十字头运动副)，使泵 液缸数Z增加一倍，此举可使每个活塞的作用面积在减小一半而活塞 的总作用面积不变的情况下，完成上述性能参^t,而此时，作用于曲 柄机构连杆大端轴瓦的单位压力(即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对置式曲柄滑块直线往复连动机构，包括支撑在机身上的曲轴，一端与曲轴铰接、另一端与往复运动滑块铰接的连杆，其特征在于：所述滑块为组件形式，由分别位于曲轴两侧的主十字头和副十字头固连构成，所述主十字头和副十字头分别与机身两处的同向导轨构成移动副。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张生昌，陈根生，宋豫，
申请(专利权)人：江苏双达隔膜泵制造有限公司，陈根生，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]