Поршневая машина

 

Использование: в машиностроении при проектировании поршневых машин двигателей, насосов, коспрессоров. Сущность изобретения: поршневая машина содержит цилиндры, поршни с зубчатыми рейками, вал и зубчатое колесо. Рейки поршней снабжены роликами, а вал кулачками, развернутыми относительно друг друга на 180°. При этом в рейках выполнены пазы, в которых расположен вал, а колесо установлено с возможностью перемещения вдоль реек. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и касается усовершенствования поршневых двигателей, насосов, компрессоров.

Известна поршневая машина, содержащая цилиндры с поршнями, посредством зубчатых реек связанными с колесом выходного вала [1] Недостатками этой машины являются сложная конструкция и значительные габариты.

Наиболее близким аналогом к изобретению является поршневая машина, содержащая корпус, расположенные в нем вал, зубчатое колесо и цилиндры с поршнями, снабженными зубчатыми рейками [2] Однако эта машина недостаточно надежна из-за большого количества передаточных звеньев.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение веса и габаритов и повышение надежности. Благодаря усовершенствованию зубчато-реечного зацепления и введению кулачкового механизма стало возможным создать компактную надежную машину.

На фиг. 1 схематично изображена поршневая машина, продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечный разрез.

Поршневая машина содержит блок цилиндров с корпусом 1, в цилиндрах размещены поршни 2 с зубчатыми рейками 3. В корпусе 1 перпендикулярно осям поршней размещен вал 4 с кулачками 5, которые развернуты относительно друг друга на 180^о и установлены на валу 4. Связь поршней 2 с кулачками 5 осуществлена посредством силовых роликов 6, установленных на осях 10 в проушинах верхних частей реек 3. Постоянный контакт кулачков 5 с роликами 6 достигается взаимодействием реек 3 с синхронизирующим зубчатым колесом 7. Кулачки 5 приводного вала 4 имеют профиль, обеспечивающий постоянство суммы противоположных радиусов векторов. Этим свойством обладает например кулачок, состоящий из двух симметричных участков Архимедовых спиралей. Для устранения зазоров (люфтов) между роликами 6 и кулачками 5, а также между зубьями реек 3 и колеса 7 последнее установлено с возможностью перемещения со своей осью 8 вдоль реек 3. К корпусу 1 блока цилиндров крепится поддон 9 для масла.

Предлагаемая конструкция поршневой машины с кулачковым приводным валом и синхронизирующим зубчатым колесом работает следующим образом.

При работе машины в качестве насоса вращение приводного вала 4 вместе с кулачками 5 вызывает перемещение поршней 2 за счет контакт их роликов 6 с кулачками 5. Синхронизация движения поршней 2 обеспечивается зацеплением реек 3 с колесом 7.

Изобретение позволяет значительно уменьшить высоту блока цилиндров в сравнении с имеющимися поршневыми машинами как с кулачковым приводом, так и с кривошипно-шатунным, так как применяется укороченный поршень (без тронка), а расстояние от нижней мертвой точки до кулачкового вала сокращается ввиду конструктивных особенностей сопряжения кулачок-ролик. При этом стало возможным заменить трение скольжения вращающихся частей на трение качения, обеспечить надежную смазку трущихся поверхностей путем разбрызгивания масла кулачками, а также уменьшить вес и габариты и значительно упростить технологию изготовления основных деталей механизма, сборку, регулировку, контроль работы.

Формула изобретения

ПОРШНЕВАЯ МАШИНА, содержащая корпус, расположенные в нем вал, зубчатое колесо и цилиндры с поршнями, снабженными зубчатыми рейками, установленными с образованием зацепления с колесом, отличающаяся тем, что рейки поршней снабжены роликами, установленными на осях в проушинах верхних частей реек, а вал кулачками, развернутыми относительно друг друга на 180^o с возможностью контакта с роликами, причем в зубчатых рейках выполнены продольные пазы, в которых расположен вал, а колесо установлено с возможностью перемешения вдоль реек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2