[发明专利]两端列对置X型往复式压缩机惯性力矩平衡机构

说明书

本发明公开两端列对置X型往复式压缩机惯性力矩平衡机构，包括曲轴；曲轴的轴颈上设置一个驱动齿轮；驱动齿轮旁侧设有第一从动齿轮，第一从动齿轮与驱动齿轮啮合；第一从动齿轮旁侧设有第二从动齿轮，第二从动齿轮与第一从动齿轮啮合；第一从动齿轮的轴向上，设置一对第一质量和第二质量；第二从动齿轮上布置第三质量和第四质量，第三质量和第四质量布置的方位与第一从动齿轮上的第一质量和第二质量方位相同，第三质量与第一质量相对于各自轴线都在几何平面上处在同一侧；第四质量与第二质量相对于各自轴线都在几何平面上处在同一侧。本发明采用简单的齿轮结构，花费很低的成本，就可以把X型往复式压缩机的二阶惯性力矩平衡为零。

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，特别涉及一种两端列对置X型往复式压缩机惯性力矩平衡机构。

背景技术

X型往复式压缩机的四列气缸轴线呈十字形布置在四个平行平面内，驱动电机及其往复式压缩机曲轴是直立的型式或者是水平的型式，从而带动四列连杆和活塞在气缸中往复运动，如图1所示。从往复式压缩机的动力学分析得出^[1]，这种结构形式对于舰艇用的往复式压缩机来说，是往复惯性力及其阻力矩平衡最好的机型之一。减小或者消除振动的最理想条件是往复式压缩机的曲柄连杆传动机构的一阶惯性力、一阶惯性力矩，二阶往复惯性力、二阶往复惯性力矩都为零。我国最新研发的X型往复式压缩机，其振动烈度和振动加速度等关键性能指标比传统的两列V型高压往复式压缩机低了许多，已经广泛用于我国新造的许多舰艇上。但是，还不能满足要求越来越高的技术指标。对于这种X型往复式压缩机，除了采用平衡重外，仅凭借四列连杆排布顺序的调整，就能实现相对最好的惯性力和惯性矩平衡的连杆活塞排列顺序如图2所示。这种X型往复式压缩机的一阶往复惯性力和二阶惯性力完全平衡；另外，一阶往复惯性力矩也是完全自动平衡的。唯独有二阶往复惯性力矩未能得到平衡。这会使往复式压缩机的振动烈度和振动加速度较大。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种两端列对置X型往复式压缩机惯性力矩平衡机构，以解决上述技术问题，实现了图2所示的连杆布置顺序的往复式压缩机二阶惯性力矩为零。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术手段：

两端列对置X型往复式压缩机惯性力矩平衡机构，包括曲轴；曲轴的轴颈上设置一个驱动齿轮；

驱动齿轮旁侧设有第一从动齿轮，第一从动齿轮与驱动齿轮啮合；

第一从动齿轮旁侧设有第二从动齿轮，第二从动齿轮与第一从动齿轮啮合；

第一从动齿轮的轴向上，设置一对轴向对称、回转半径都为r₀、质量大小均为m₀的第一质量和第二质量；第一质量和第二质量对称地处在第一从动齿轮轴的两侧且方向相反；

第二从动齿轮上布置第三质量和第四质量，第三质量布置的方位与第一从动齿轮上的第一质量方位相同，第四质量布置的方位与第一从动齿轮上的第二质量方位相同，第三质量与第一质量相对于各自轴线都在几何平面上处在同一侧；第四质量与第二质量相对于各自轴线都在几何平面上处在同一侧。

进一步的，第一从动齿轮的直径和齿数为驱动齿轮的二分之一；第一从动齿轮与第二从动齿轮的尺寸参数完全相同。

进一步的，由m₀产生的旋转惯性力满足：

2Lr₀m₀ω²＝3eλm_srω²

其中，r——曲轴的曲柄半径，m；

ω——曲轴的旋转角速度，1/s；

λ——曲柄连杆长度之比值；

m_s——两端列对置X型往复式压缩机每一列的往复质量，kg；