偏心輪機構

偏心輪機構

偏心輪機構的使用場合多用來帶動機械的開關、活門偏心輪就是指裝在軸上的輪形零件,軸孔偏向一邊。軸旋轉時,輪的外緣推動另一機件,產生往復運動。

基本介紹

  • 中文名:偏心輪機構
  • 外文名:Eccentric mechanism
  • 用途:使用場合多用來帶動機械的開關
  • 含義:裝在軸上的輪形零件
  • 目的:產生往復運動
  • 學科:機械工程
簡介,機構分析,動力特性分析,總結,

簡介

採用曲柄連桿機構的傳統往復活塞式壓縮機,正面臨著以螺桿壓縮機為代表的迴轉式壓縮機的挑戰,尤其對微小型壓縮機,競爭形勢更為激烈。我們認為,對微小型往復壓縮機而言,揚長避短,開發新機型是其改革方向之一,而十字滑塊壓縮機就是一個成功的典範。這種壓縮機自1990年由美國泰康(Tecumseh)公司公開後,備受世界各國重視,在微小型、中高壓壓縮機領域,發展迅速,具有很強的競爭能力。

機構分析

在十字滑塊壓縮機中,將曲軸的迴轉運動轉化為活塞往復運動的運動轉換機構,實質上是由兩個正弦機構組合而成的司谷區扼。這是一種無連桿的兩列四缸壓縮機,今以水平列為例說明其工作原理:當曲軸轉動時,曲柄銷使滑塊在框架內上下滑動,與此同時,框架則推動活塞桿左右移動,使活塞-氣缸組件完成壓縮機的工作過程。
偏心輪機構與曲柄連桿機構是等效的,因此分析偏心輪壓縮機和十字滑塊壓縮機的動力特性,實質上就是分析曲柄連桿機構時的動力特性。考慮到十字滑塊壓縮機結構上的對稱性,僅以水平列為例,分析其動力特性。

動力特性分析

兩種機構在動力特性方面的最大差異是慣性力的平衡。在水平列和垂直列往復質量相等時,兩者的旋轉慣性力和一階往復慣性力均可用平衡重予以平衡;二階往復慣性力在滑塊壓縮機中並不存在,而在偏心輪壓縮機中則無法用平衡重加以平衡,二階慣性力也越小,但會使機構的徑向尺寸有所增大。在多級壓縮的壓縮機中,兩列的往復運動質量是不同的,可採用改變零件材料的比重或結構尺寸來使兩列的質量相同,使一階慣性力得以平衡。
另一個差異是活塞所受的側向力。側向力會加速活塞環的磨損,計算結果表明,偏心輪壓縮機的側向力比滑塊壓縮機大2/3。為了緩解側向力帶來的不利影響,偏心輪機構可用帶球支承的活塞桿與框架鉸接。

總結

(1)司谷區扼(正弦機構)是十字滑塊壓縮機的關鍵部件,其滑塊一滑道摩擦副之間採用傳統的直線滾子軸承,難以適應高速、高壓力的工作條件。採用偏心輪機構後,可為圓柱滾針軸承的使用創造條件,從根本上解決了直線軸承的損壞問題。
(2)採用偏心輪機構的壓縮機,在基本結構上仍為四缸二列、軸線共面且等分空間,因此仍具有十字滑塊壓縮的主要特點。由此而帶來的慣性力平衡問題和側向力問題,可在設計時選用較小的入值和浮動活塞(鉸接)等措施予以解決。因而,在十字滑塊縮機中採用偏心輪機構的方案是可行的。
(3)將摩擦表面間的相對運動由往復運動轉化為迴轉運動是壓縮機發展的趨勢。因而,偏心輪機構的採用將進一步促進十字滑塊壓縮機發展。

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