RU2030595C1

RU2030595C1 - Piston machine

Info

Publication number: RU2030595C1
Authority: RU
Inventors: Евгений Дорофеевич Володько
Original assignee: Евгений Дорофеевич Володько
Priority date: 1991-05-30
Filing date: 1991-05-30
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: mechanism for moving cylinders 8-11 together with sprocket 20 is made up as cranks 6,7 rigidly secured to cylinders 8-11 and gear wheels 4,5 in pair. The gear wheels are mounted to provide engagement with wheels 2,3 of input shaft 1. The piston machine has intermediate shaft 21 coupled with sprocket 20 and provided with gear wheel 22. The gear wheel is mounted to form engagement with wheel 23 of output shaft 24. EFFECT: improved design. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании роторно-поршневых бесшатунных насосов, компрессоров, двигателей, поршневых машин. The invention relates to mechanical engineering and can be used to create rotary piston rodless pumps, compressors, engines, reciprocating machines.

Известны устройства и машины аналогичного назначения. Например, известна бесшатунная машина [1], содержащая два параллельных вала, соединенных со штоком двух пар поршней и взаимодействующих с помощью корпуса с двумя парами смонтированных оппозитно расположенных цилиндров. Known devices and machines for a similar purpose. For example, a rodless machine [1] is known, which contains two parallel shafts connected to the rod of two pairs of pistons and interacting with a housing with two pairs of mounted opposed cylinders.

Машина имеет недостаточно высокие динамические свойства (неуравновешенность инерционных масс, значительное боковое давление поршней на цилиндры). The machine does not have sufficiently high dynamic properties (imbalance of inertial masses, significant lateral pressure of the pistons on the cylinders).

Наиболее близкой к изобретению является поршневая машина [2] (прототип). Closest to the invention is a piston machine [2] (prototype).

Машина содержит два параллельных вала с двумя дугообразными элементами со смонтированными двумя парами оппозитно расположенных цилиндров. Взаимодействие происходит посредством крестовины, образуемой двумя парами взаимно перпендикулярных штоков с поршнями. Однако машина имеет недостаточные динамические свойства, так как наиболее подвижные части машины совершают вращения значительных радиусов около осей, вызывая значительные неуравновешенные инерционные силы и значительное боковое давление поршней на цилиндр. The machine contains two parallel shafts with two arcuate elements with two pairs of opposed cylinders mounted. The interaction takes place through a cross formed by two pairs of mutually perpendicular rods with pistons. However, the machine has insufficient dynamic properties, since the most mobile parts of the machine rotate with significant radii around the axes, causing significant unbalanced inertial forces and significant lateral pressure of the pistons on the cylinder.

Цель изобретения - уменьшение действий инерционных сил, повышение надежности, улучшение условий подвода (отвода) энергии. The purpose of the invention is to reduce the action of inertial forces, increase reliability, improve the conditions for supplying (removing) energy.

Применено n-цилиндров, каждый их которых смонтирован с возможностью получения поступательного движения по окружности от пары одного радиуса одинаково ориентированных в пространстве кривошипов со смещенными параллельными осями и жестко связанными с парой зубчатых колес, смонтированных с возможностью получения одинаковых угловых скоростей и смещения фаз вращения двух пар кривошипов на угол, превосходящий вдвое смещение лучей примененной n-лучевой звезды из поршней-штоков, соосных цилиндров, от двух зубчатых колес. N-cylinders are used, each of which is mounted with the possibility of translational motion around a circle from a pair of the same radius in the same space-oriented cranks with offset parallel axes and rigidly connected to a pair of gears mounted with the possibility of obtaining the same angular velocities and shift the phases of rotation of two pairs cranks at an angle exceeding twice the displacement of the rays of the applied n-ray star from piston rods, coaxial cylinders, from two gears.

Более рациональный подвод (отвод) механической энергии обеспечивается тем, что на звезде, также совершающей поступательное движение по окружности, смонтирован пеpпендикулярный лучам звезды вал, содержащий зубчатое колесо, а второе зубчатое колесо с валом смонтировано с возможностью нахождения в постоянном зацеплении с первым при его циклическом пространственном перемещении с валом и звездой. На валу по необходимости монтируется опорная поверхность, которая входит в постоянный контакт по крайней мере с одним из подшипников, смонтированным в корпусе, кинематически связанным со стойкой. A more rational supply (removal) of mechanical energy is ensured by the fact that on a star also performing translational motion around the circumference, a shaft containing a gear wheel perpendicular to the rays of the star is mounted, and the second gear wheel with the shaft is mounted with the possibility of being in constant engagement with the first one when it is cyclic spatial displacement with a shaft and a star. If necessary, a support surface is mounted on the shaft, which comes into constant contact with at least one of the bearings mounted in the housing kinematically connected with the stand.

Замена вращения всего блока цилиндров вокруг удаленных осей на их перемещения по малым окружностям значительно снижает инерционные силы. Replacing the rotation of the entire cylinder block around the remote axes with their movement in small circles significantly reduces the inertial forces.

Взаимодействие поршней с цилиндрами через лучевую звезду, особенно при n=4, уменьшает боковое давление поршней на цилиндры. The interaction of the pistons with the cylinders through the beam star, especially at n = 4, reduces the lateral pressure of the pistons on the cylinders.

Подвод (отвод) механической энергии к звезде штоков повышает возможность использования машины, т. е. поступательное движение вала по окружности легко преобразуется в различные виды движения. The supply (removal) of mechanical energy to the star of the rods increases the possibility of using the machine, i.e., the translational movement of the shaft around the circumference is easily converted into various types of movement.

Применение опорной поверхности на валу и опорных подшипниках качения снижает уровень паразитных колебаний звезды, приближает геометрию их движения и приводит к общему улучшению динамики машины. The use of a bearing surface on the shaft and thrust bearings reduces the level of stray oscillations of the star, approximates the geometry of their motion and leads to a general improvement in the dynamics of the machine.

На фиг. 1 изображена поршневая машина, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a piston machine, general view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Поршневая машина содержит смонтированный на корпусе вал 1 с жестко посаженными зубчатыми колесами 2 и 3, смонтированными с возможностью нахождения и зацепления с зубчатыми колесами 4 и 5 и вследствие примененного для пар одинакового передаточного отношения сообщающие кривошипам 6 и 7 одинаковые угловые скорости. С кривошипами через шарниры связаны цилиндры 8-11 с поршнями 12-15 и штоками 16-19, образующие звезду 20 с закрепленным на ней валом 21 с зубчатым колесом 22, кинематически связанным с зубчатым колесом 23 с валом 24. Вал 21 содержит опорную поверхность 25, находящуюся в контакте с подшипником 26 качения в корпусе 27. The piston machine comprises a shaft 1 mounted on the housing with hard-set gears 2 and 3, mounted with the possibility of finding and engaging with gears 4 and 5 and due to the same gear ratio applied to the pairs, telling the cranks 6 and 7 the same angular speeds. Cylinders 8-11 are connected to the cranks through hinges with pistons 12-15 and rods 16-19, forming a star 20 with a shaft 21 fixed to it with a gear wheel 22 kinematically connected with a gear wheel 23 with a shaft 24. The shaft 21 contains a supporting surface 25 in contact with the rolling bearing 26 in the housing 27.

Поршневая машина работает следующим образом. The piston machine operates as follows.

При вращении вала 1 находящиеся на нем зубчатые колеса 2 и 3 передают движение зубчатым колесам 4 и 5 и кривошипам 6 и 7 и сообщают поступательное движение всем цилиндрам 8-11, а последние поршням 12-15 и через штоки 16-19 звезде 20. Смонтированный на звезде 20 вал 21 с зубчатым колесом 23 приводит в движение зубчатое колесо 23, а с ним вал 24. Вал 21 находится в постоянном контакте опорным элементом 25 с подшипником 26 качения, смонтированным в корпусе 27. When the shaft 1 rotates, the gears 2 and 3 located on it transmit the motion to the gears 4 and 5 and the cranks 6 and 7 and report the translational motion to all the cylinders 8-11, and the latter to the pistons 12-15 and through the rods 16-19 of the star 20. Mounted on the star 20, the shaft 21 with the gear 23 drives the gear 23 and the shaft 24 with it. The shaft 24 is in constant contact with the support element 25 and the rolling bearing 26 mounted in the housing 27.

Claims

1. PISTON MACHINE containing cylinders, pistons with rods mounted to form a star, input and output shafts and a mechanism for moving cylinders with a star, moreover, the cylinders with pistons are aligned with the rays of the star, characterized in that the mechanism for moving the cylinders with the star is made in the form of cranks, pairwise rigidly connected to each of the cylinders having the same length, located in parallel with the displacement in space of the axes and installed with the possibility of interaction with two gears rigidly connected to the input shaft, and with the possibility of rotation with the same frequency and shift of the phases of rotation in two pairs of cranks by an angular value exceeding the angular displacement of the corresponding pairs of cranks or the displacement of the corresponding rays of the star.

2. The machine according to claim 1, characterized in that it is equipped with an intermediate shaft connected to the star perpendicular to the axes of its rays and provided with a gear wheel, and the second gear wheel is mounted on the output shaft with the possibility of its permanent engagement with the first wheel during its cyclic spatial movement together with an intermediate shaft and a star.

3. The machine according to claim 1, characterized in that the intermediate shaft is provided with a supporting surface and at least one rolling bearing kinematically connected to the stand with the possibility of contact interaction with the supporting surface of the intermediate shaft during the entire cycle of its spatial movement together with the star formed stocks.