适用于高压场景的转动装置及应用其的机械装置的制造方法_2

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>[0038]图7为根据本发明另一实施例中将偏心轴和轴承一体化的示意图。
【具体实施方式】
[0039]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。需要说明的是,在附图或说明书描述中,相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式,为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外,虽然本文可提供包含特定值的参数的示范,但应了解,参数无需确切等于相应的值,而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
[0040]本发明中,将偏心轴运动腔与活塞运动腔分开,从而极大的拓宽了偏心轴与行星活塞轮之间的轴承的设置空间,能够满足各式高压机械装置的需求。为便于说明,现将本发明涉及的各元件所对应的附图标记列出如下:
[0041]110-缸体;
[0042]111-缸体本体;112-前缸盖;
[0043]113-后缸盖;
[0044]120-肖U端盖;130-后端盖;
[0045]140-汽缸头;
[0046]200-主轴;
[0047]210-第一主轴轴承;220-第二主轴轴承;
[0048]300-偏心转子组件;
[0049]310-偏心轴;
[0050]320-滚动轴承;
[0051]330-滚动活塞轮;
[0052]331-套筒部;332-活塞部;
[0053]333-密封弹簧;334-侧向密封件;
[0054]335-弹性圈;
[0055]340-平衡配重块;
[0056]350-静压轴承;
[0057]351-供油嘴;
[0058]400-隔离机构;
[0059]410-旋阀体;
[0060]420-入口腔;421-吸入通孔;
[0061]430-出口腔;431-排出通孔。
[0062]以下将对本发明的各个实施例分别进行详细说明。
[0063]—、转动装置
[0064]首先,本发明提供了一种转动装置,该转动装置包括:缸体、前/后端盖、主轴、偏心转子组件、滚动活塞轮和隔离机构。
[0065]缸体及前后端盖共同限定一内腔,该内腔分为中心轴线重合的两部分,第一部分为圆筒形腔,作为偏心轴运动腔;第二部分为在第一部分的内壁朝向外侧凹陷而形成的环形腔,作为活塞运动腔。
[0066]主轴由缸体和/或前后端盖可转动地支撑,部分位于内腔内,其中心轴线与偏心轴运动腔的中心轴线重合。
[0067]偏心转动组件包括:偏心轴,套设于主轴位于内腔的部分,其中心轴线与主轴的中心轴线平行且错开预设距离。
[0068]滚动活塞轮,包括:套筒部和活塞部,套筒部呈圆筒状构造,套设于偏心轴的外侧;活塞部呈圆环状构造,套设于套筒部的外侧,其轴向长度等于活塞运动腔的轴向长度,其侧面与活塞运动fe的两侧面接触1?、封,其中,偏七、轴及套同部在偏;L.、轴运动fe内运动,而活塞部的至少部分部位在活塞运动腔内运动,活塞运动腔的内圆筒面与活塞部的外圆柱面之间形成轴向延伸的月牙形密封腔室。以及至少一个轴承,设置于偏心轴和滚动活塞轮的套筒部之间,偏心轴运动腔的轴向范围内。
[0069]隔离机构将月牙形密封腔室分隔为相互独立的第一腔室和第二腔室,该第一腔室和第二腔室分别与设置在缸体上的第一组通孔和第二组通孔相连通。针对不同的流体机械,该第一腔室、第二腔室、第一组通孔、第二组通孔均有不同的设计,这些内容将在具体的机构中进行说明。
[0070]本实施例中,将偏心轴运动腔与活塞运动腔分开,偏心轴运动腔的轴向长度大于活塞运动腔的轴向长度,而轴承可以在偏心轴运动腔的轴向设置,从而设置数量和灵活度均有了很大的空间扩张。
[0071]该转动装置中,每组通孔中通孔的数量可以为I个,也可以为多个。并且,轴承可以是滚动轴承,也可以是静压轴承。而滚动轴承可以为滚柱轴承、滚球轴承、滚针轴承、空气动力学滚动轴承或复合轴承。其中,优选的,轴承左右对称设置。此处的左右对称,指的是相对于以下平面对称:该平面过活塞部的轴线中心,且垂直于活塞部的轴线。
[0072]本实施例转动装置可以应用于压缩机、流体马达等流体机械中。以下将对应用上述转动装置的泵、压缩机、流体马达和发动机,尤其是泵,进行详细说明。通过以下的说明,本领域技术人员应当可以对本发明的转动装置有更加清楚的了解。
[0073]二、泵
[0074]在本发明的一个示例性实施例中,提供了一种泵。图3为根据本发明实施例泵的纵向剖视图。图4A和图4B分别为图3所示泵在两个状态下沿A-A面的剖视图。请参照图
3、图4A和图4B,该泵包括:缸体110、前后端盖(120和130)、主轴200、偏心转子组件300和隔离机构400。
[0075]以下分别对本实施例偏心转子式泵的各个组成部分进行详细说明。
[0076]请参照图3,缸体110包括缸体本体111、分别设置在该缸体本体111前/后端面的前缸盖112和后缸盖113。在缸体本体111外侧的预设位置,一般为上方,设置气缸头140。后续的隔离机构的旋阀体及其复位机构、吸入通孔421、排出通孔431均对应该气缸头140的位置进行设置,这些内容将在下文进行详细说明。
[0077]缸体110及前后端盖(120、130),三者共同限定一内腔,该内腔分为中心轴线重合的两部分,第一部分为圆筒形腔,第二部分为在第一部分的内壁朝向外侧凹陷而形成的环形腔。其中,该圆筒形腔称为偏心轴运动腔,其作为偏心轴和滚动活塞轮的套筒部的活动空间。环形腔称为活塞运动腔,其作为滚动活塞轮的活塞部的活动空间。这些内容将在下文中进行详细描述。
[0078]本实施例中,活塞运动腔位于活塞运动腔的轴向中部,但本发明并不以此为限,该活塞运动腔的位置可以左右移动,甚至位于圆筒形腔的左侧或右侧,均可以实现本发明,但这将带来轴承受力不均的问题,并不推荐采用。
[0079]为了后续表述的方便,按照其功能将内腔沿径向分为偏心轴运动腔和活塞运动腔。然而,也可以沿轴向对该内腔的各个部分进行区分,即其自左至右分为左侧腔、中间腔和右侧腔。其中,左侧腔和右侧腔的半径相同,而中间腔的半径则比该两个腔的半径大。需要说明的是,左侧腔和右侧腔的轴向长度可以相同或不同,左侧腔和右侧腔的半径也可以有所差别,均可以由用户根据需要自行设定。
[0080]主轴200由前后端盖(120、130)可转动地支撑,部分位于所述内腔内,其中心轴线与偏心轴运动腔的中心轴线重合。主轴200的第一部分位于内腔外,与外界动力源相接,将外界动力源输入的扭矩传输至内腔;第二部分位于内腔内,利用外界动力源输入的扭矩带动偏心转子组件300转动。
[0081]为减小摩擦,主轴200和前后缸盖(112和113)之间分别设置第一主轴轴承210、第二主轴轴承220。该第一主轴轴承210和第二主轴轴承220通过前端盖120 (或后端盖130)定位。其中,第一主轴轴承210优选采用高承载能力、长寿命、高精度的圆锥滚柱轴承,以保证转子侧面和缸盖面的间隙精密可控。
[0082]需要说明的是,虽然本实施例中主轴200是由前缸盖112和后缸盖113可转动地支撑,但其也可以由前/后端盖(120、130)可转动的支撑。此外,虽然本实施例中主轴只有一端伸出圆筒形内腔外,但是,本发明同样包括主轴两端伸出圆筒形内腔外,由左右两侧同时输入扭矩的情况。本领域技术人员应当很清楚的明了上述技术方案如何实现,此处不再赘述。
[0083]如图1A所示,偏心转子组件300包括:偏心轴310、滚动活塞轮330和位于两者之间的轴承320。通过在偏心轴和滚动活塞轮之间采用轴承,避免了对润滑油的依赖,克服了因大量使用润滑油而带来的诸多缺点。在主轴的带动下,偏心轴310、滚动活塞轮330在内腔内滚动。
[0084]偏心轴310套设于主轴200位于圆筒形腔的部分,其中心轴线与主轴200的中心轴线平行且错开预设距离。该偏心轴310的轴向长度大于活塞运动腔的轴向长度,且小于或等于圆筒形腔的轴向长度。偏心轴310的偏心度e的大小根据压缩机排量而定,例如当排量为53c.c时取4.5mm即可,排量越大,偏心度e就越大。
[0085]滚动活塞轮330可以分为两部分,即套筒部331和活塞部332。套筒部331呈圆筒状构造,套设于偏心轴310的外侧,活塞部332呈圆环状构造,套设于套筒部331的外侧。其中,套筒部331的轴向长度小于或等于偏心轴310的轴向长度。活塞部332的轴向长度等于活塞运动腔的轴向长度,其侧面与活塞运动腔的两侧面接触密封。
[0086]在工作过程中,偏心轴及套筒部始终在偏心轴运动腔内运动,而活塞部的至少部分部位则在活塞运动腔内运动,从而活塞运动腔的内圆筒面与活塞部的外圆柱面之间形成轴向延伸的月牙形密封腔室。
[0087]本实施例中,行星活塞轮的套筒部331的外侧边缘与偏心轴运动腔的内侧边缘之间的距离大于等于
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