完全平衡型曲轴传动装置及其压缩机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种完全平衡型曲轴传动装置，包括至少一组曲轴连杆机构，每一组所述曲轴连杆机构包括曲柄轴和两个与气缸滑动配合的朝向相反的活塞，每一组所述曲轴连杆机构中的第一活塞的轴线与第二活塞的轴线在同一条直线上。还涉及一种包括上述完全平衡型曲轴传动装置的压缩机。采用上述布置方式可以消除惯性力矩，使高转速压缩机组体积小、重量轻，在转速上可高达1800r/min且在高转速下振动小、运行平稳，可实现橇块化设计，可广泛应用于油气田领域。

【技术实现步骤摘要】
完全平衡型曲轴传动装置及其压缩机
本专利技术涉及往复压缩机
，尤其涉及一种完全平衡型曲轴传动装置及其压缩机。
技术介绍
传统的对称平衡型往复活塞式压缩机，如D型、M型等，其运动机构均由曲轴、连杆、十字头组成。曲轴分共用曲柄和不共用曲柄两种。无论是共用曲柄还是不共用曲柄的运动机构，都采用通用的曲轴连杆机构，如图1所示，其包括至少一组曲轴连杆机构，每一组所述曲轴连杆机构包括曲柄轴和两个与气缸滑动配合的活塞，每一组曲轴连杆机构都是由一个曲柄销带动一个连杆组件，一个连杆组件通过一个十字头部件驱动活塞往复运动，其两个活塞的运动不在一条直线上，即两个活塞的轴线之间存在间距。如图2所示，当压缩机运转时，在曲柄轴的带动下两个活塞往复运动，会产生方向相反的惯性力F1、F2，同时由于间距的存在，惯性力会产生惯性力矩M。压缩机设计者在设计过程中，往往通过控制惯性质量，使每一组曲轴连杆机构左右两侧的惯性质量相同，从而使每一组曲轴连杆机构的惯性力达到平衡，然而在这种情况下无论如何调整曲轴连杆机构左右两侧的惯性质量，其产生的惯性力矩是无法得到平衡的。如果无法平衡惯性力矩，压缩机将会在不平稳的状态下运行，引起振动，情况恶劣时会导致轴瓦磨损严重，甚至导致零部件的坏损、管线泄露等等，尤其采用该布置方式的压缩机在转速提高之后，振动将指数倍的增长，变得更加剧烈，从而进一步加速压缩机各零件的坏损。因此，需要改变曲轴连杆机构的布置形式来解决以上问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术在于研究一种完全平衡型高速压缩机，消除惯性力矩，使高转速压缩机组在更高的转速下运行更平稳。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：一种完全平衡型曲轴传动装置，包括至少一组曲轴连杆机构，每一组所述曲轴连杆机构包括曲柄轴（1）和两个与气缸滑动配合的朝向相反的活塞（2），每一组所述曲轴连杆机构中的第一活塞（21）的轴线（211）与第二活塞（22）的轴线（221）在同一条直线上。可选地，所述曲柄轴（1）为完全平衡型曲轴，其包括四个曲柄（12）和三个曲柄销（13），三个曲柄销（13）分别夹在两个相邻曲柄（12）的中间。可选地，位于中间的所述曲柄销与位于两侧的所述曲柄销的错角为180度，位于两侧的所述曲柄销长度相等且位于中间的所述曲柄销长度为位于两侧的所述曲柄销长度的两倍。可选地，所述曲柄轴（1）的曲柄（12）设计成圆盘形，并在曲柄（12）外缘设有去重平衡孔（14）。可选地，所述曲轴连杆机构包括两个分别与第一活塞和第二活塞连接的活塞杆和一系列的连杆组件（3），所述一系列的连杆组件（3）包括第一连杆（31）、第二连杆（32）和第三连杆（33），其中第一连杆（31）连接在所述曲柄轴的位于中间的曲柄销上，第二、三连杆（32、33）分别连接在所述曲柄轴的位于两侧的曲柄销上。可选地，所述第一连杆（31）为厚连杆，所述第二、三连杆（32、33）为薄连杆，所述第一连杆（31）的厚度为第二、三连杆（32、33）的厚度的两倍。可选地，所述第一连杆（31）设置在第一活塞（21）的轴线（211）方向上，所述第二、三连杆（32、33）相对于第二活塞（22）的轴线（221）对称设置。可选地，每一所述连杆组件（3）均包括大头端（301）、小头端（302）和连接大头端和小头端的杆体（303），每一所述连杆组件（3）的所述大头端（301）连接在曲柄轴（1）上，所述小头端（302）连接在两个活塞杆中一个上。可选地，所述连杆组件（3）的大头端（301）包括两个相互拼接的第一部（3011）和第二部（3012），所述第一部（3011）和杆体（303）一体成型，第一部（3011）和第二部（3012）之间通过螺栓（3013）固定。可选地，所述一系列的连杆组件（3）的小头端通过十字头（4）连接在两个活塞杆中一个上，其中，所述第一连杆（31）的小头端通过第一十字头（41）连接在第一活塞的活塞杆上，所述第二、三连杆（32、33）的小头端通过第二十字头（42）连接在第二活塞的活塞杆上。可选地，所述十字头（4）包括两共圆柱面的弧形滑板（401、402）、一位于所述弧形滑板长度及宽度方向中间位置的销座（403）、用于与活塞杆固定的锁固装置（404）以及用于与连杆的小头端铰接的销轴（405）。可选地，所述第一十字头（41）的销座内设置有一个短的销轴（405），所述第一连杆（31）的小头端通过短的销轴（405）与第一十字头铰接（41）。可选地，所述第二十字头（42）的销座内设置有一个长的销轴（405），该销轴对称伸出销座两侧，所述第二、三连杆（32、33）的小头端分别通过长的销轴（405）与第二十字头铰接。可选地，每一组所述曲轴连杆机构的总体重心位于第一活塞（21）的轴线（211）和第二活塞（22）的轴线（221）与所述曲柄轴的轴线（11）的交点处。可选地，所述曲轴连杆机构可以为1组、2组、3组或多组。可选地，当曲轴连杆机构为1组时，1、2列曲拐相位角分别为0°、0°；当曲轴连杆机构为2组时，1、2、3、4列曲拐相位角分别为0°、0°、270°、270°；当曲轴连杆机构为3组时，1、2、3、4、5、6列曲拐相位角分别为0°、0°、120°、120°、240°、240°；所谓曲拐相位角，即当第1列活塞在盖侧止点位置时，其它各列活塞到达各自盖侧止点位置曲拐所旋转的角度。一种压缩机，包括驱动装置和如前任一项技术方案所述的完全平衡型曲轴传动装置。与对称平衡型曲轴传动装置及其压缩机相比，完全平衡型曲轴传动装置及其压缩机的有益效果是：（1）常规对称平衡型曲轴连杆机构的压缩机振动烈度允许值为18mm/s，本专利技术完全平衡型曲轴传动装置的压缩机振动烈度允许值为4.5mm/s；（2）应用完全平衡型曲轴传动装置的压缩机，因振动小，转速可达1800r/min，实现系列化高转速橇块压缩机设计；（3）应用完全平衡型曲轴传动装置的压缩机，因振动小，可实现无固定基础安装，降低了压缩机安装的施工周期以及工程的投资；（4）应用完全平衡型曲轴传动装置的压缩机，体积小、重量轻，维修方便，维修成本低；（5）应用完全平衡型曲轴传动装置的压缩机，体积小，适应性强，可广泛应用于油气田领域，市场前景可观。附图说明图1是对称平衡型曲轴传动装置的示意图；图2是对称平衡型曲轴传动装置的受力示意图；图3是完全平衡型曲轴传动装置示意图；图4是完全平衡型曲轴传动装置的立体图；图5是完全平衡型曲轴示意图；图6是第一连杆的示意图；图7是第二连杆和第三连杆的示意图；图8是第一十字头的示意图；图9是第二十字头的示意图；图10是完全平衡型曲轴传动装置的受力示意图。附图标记：1-曲柄轴、11-轴线、12-曲柄、13-曲柄销、14-去重平衡孔；2-活塞、21-第一活塞、22-第二活塞、211-轴线、221-轴线；3-连杆组件、31-第一连杆、32-第二连杆、33-第三连杆、301-大头端、302-小头端、303-杆体、3011-第一部、3012-第二部、3013-螺栓；4-十字头、41-第一十字头、42-第二十字头、401/402-弧形滑板、403-销座、404-锁固装置、405-销轴。具体实施方式为使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种完全平衡型曲轴传动装置，包括至少一组曲轴连杆机构，每一组所述曲轴连杆机构包括曲柄轴（1）和两个与气缸滑动配合的朝向相反的活塞（2），其特征在于：每一组所述曲轴连杆机构中的第一活塞（21）的轴线（211）与第二活塞（22）的轴线（221）在同一条直线上。

【技术特征摘要】
1.一种完全平衡型曲轴传动装置，包括至少一组曲轴连杆机构，每一组所述曲轴连杆机构包括曲柄轴（1）和两个与气缸滑动配合的朝向相反的活塞（2），其特征在于：每一组所述曲轴连杆机构中的第一活塞（21）的轴线（211）与第二活塞（22）的轴线（221）在同一条直线上；所述曲柄轴（1）为完全平衡型曲轴，其包括四个曲柄（12）和三个曲柄销（13），三个曲柄销（13）分别夹在两个相邻曲柄（12）的中间；位于中间的所述曲柄销与位于两侧的所述曲柄销的错角为180度，位于两侧的所述曲柄销长度相等且位于中间的所述曲柄销长度为位于两侧的所述曲柄销长度的两倍；所述曲柄轴（1）的曲柄（12）设计成圆盘形，并在曲柄（12）外缘设有去重平衡孔（14）；所述曲轴连杆机构包括两个分别与第一活塞和第二活塞连接的活塞杆和一系列的连杆组件（3），所述一系列的连杆组件（3）包括第一连杆（31）、第二连杆（32）和第三连杆（33），其中第一连杆（31）连接在所述曲柄轴的位于中间的曲柄销上，第二、三连杆（32、33）分别连接在所述曲柄轴的位于两侧的曲柄销上；所述第一连杆（31）为厚连杆，所述第二、三连杆（32、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张士永，马静，李宽，白福庆，张秋颖，邓刚，
申请(专利权)人：沈阳远大压缩机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21