Поршнева кулісна машина

1. Поршнева кулісна машина, що містить корпус із робочими циліндрами, розташованими радіально приводному валу, розміщені в циліндрах поршні, жорстко з'єднані з кулісами, установлену на кривошипі вала хрестовину з радіальнo орієнтованими тягами, забезпеченими приводним пальцем, вставленим у повзун через проріз у стінці куліси, яка відрізняється тим, що проріз куліси виконаний з боку, протилежного поршню, і розгорнутий у бік кривошипа, приводний палець тяги спрямований радіально, жорстко закріплений усередині повзуна і забезпечений стопорним пристроєм від осьового зміщення. 2. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що з боку, оберненого до кривошипа, на перетинаннях торцевої і бічної поверхонь куліси виконані скоси, куліса виготовлена у вигляді гільзи з незамкнутою охоплювальною поверхнею, наприклад, циліндричної форми, а проріз куліси виконаний наскрізним і не містить сполучних перемичок. UA (21) a200609201 (22) 21.08.2006 (24) 27.10.2008 (46) 27.10.2008, Бюл.№ 20, 2008 р. (72) ШАТРАВКА ОЛЕКСІЙ МУРШУДОВИЧ, UA, МОІСЄЄВ ВІКТОР ФЕДОРОВИЧ, UA, ТРОСІНА АНТОНІН А НИКИФОРІВНА, U A, МЯСОЄДОВ СЕРГІЙ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ, UA (73) ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО "Н АУКОВОДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ "ШТОРМ", U A (56) UA 73389, F 01 B 1/06, 15.07.2005 DE 1137523, F 04 C, 04.10.1962 US 4373876, F 04 B 39/00, 15.02.1983 US 4352640, F 04 B 1/04, 05.10.1982 SU 1566056, F 01 B 5/00, 23.05.1990 SU 1347871, F 04 B 1/04, 23.10.1987 SU 585310, F 04 B 27/02, 25.12.1977 US 6431840, F 04 B 25/00, 13.08.2002 RU 20041386, F 03 C 1/04, 09.08.1995 RU 2044129, F 01 B 9/04, 20.09.1995 RU 2063513, F 01B 1/06, 10.07.1996 RU 2262601, F 01 B 1/06, 20.10.2005 RU 2298107, F 02 B 75/22, 27.04.2007 US 4645428, F 04 B 27/04, 24.02.1987 C2 2 (19) 1 3 84448 Однак, при традиційному виготовленні елементів куліси, коли проріз орієнтований у напрямку, перпендикулярному осі поршня, і розташований симетрично щодо поздовжньої осі куліси, забезпечуються рівні опорні поверхні між повзуном і кулісою як з боку, зверненого до поршня, так і з протилежної сторони. Таким чином, у відомих аналогах застосована конструкція, при якій робочі поверхні кінематичної пари повзун-куліса використовуються не оптимально, оскільки зусилля, що діють на кулісу по обидві сторони, не еквівалентні. Прототипом до заявленого технічного рішення є поршнева кулісна машина, описана в патенті України №73389 [4]. Вона містить корпус із робочими циліндрами, розташованими радіально приводному валу, розміщені в циліндрах поршні, жорстко з'єднані з кулісами, установлену на кривошипі вала хрестовину з радіально орієнтованими тягами, забезпеченими приводним пальцем, вставленим у повзун через проріз у стінці куліси. У відомому пристрої куліса виготовлена у формі циліндричної гільзи, проріз куліси орієнтований у напрямку перпендикулярному осі поршня й виконаний у вигляді паза, обмеженого на кінцях сполучними перемичками, а приводний палець розташований паралельно кривошипу. Однак, виконання прорізу на бічних сторонах стінки куліси в напрямку, перпендикулярному осі поршня, і розташування приводного пальця паралельно кривошипу збільшує довжину тяги, спричиняючи зростання маси частин, які обертаються. Крім того, через взаємний вплив зовнішніх розмірів, відсутність скосів на перетинаннях торцевої й бічної поверхонь куліси й виконання в гільзі замикаючих перемичок перешкоджають відносному зближенню куліс між собою й із кривошипом, збільшуючи габарити пристрою. У підсумку погіршуються вагові та габаритні характеристики механізму. Задачею винаходу є поліпшення масогабаритних характеристик машини. Це досягається тим, що проріз куліси виконаний з боку, протилежного поршню, і розгорнутий убік кривошипа, приводний палець тяги спрямований радіально, жорстко закріплений усередині повзуна і забезпечений стопорним пристроєм від осьового зміщення. Причому, з боку, зверненого до кривошипа, на перетинаннях торцевої і бічної поверхонь куліси виконані скоси, куліса виготовлена у вигляді гільзи з незамкнутою поверхнею, що охоплює, наприклад, циліндричної форми, а проріз куліси виконаний наскрізним (відкритим) і не містить сполучних перемичок. Сутність пропозиції пояснюється кресленнями, на яких показані приклади виконання герметичного холодильного компресора: Фіг.1 - трьохциліндровий з гільзами куліс, що містять сполучні перемички; Фіг.2 - чотирьохциліндровий з гільзами куліс без замикаючих (сполучних) перемичок; Фіг.3 варіант конструкції поршня з кулісою без сполучних перемичок. Пропонована поршнева кулісна машина містить корпус 1 з робочими циліндрами 2, розташованими радіально щодо приводного вала 3. У ци 4 ліндрах 2 розміщені поршні 4, жорстко з'єднані з кулісами 5. У кулісах установлені повзуни 6. На кривошип 7 вала 3 посаджена хрестовина 8, що складається з маточини 9 і жорстко з'єднаних з нею радіальних тяг 10, на кінцях яких виконані пальці 11. Пальці спрямовані радіально кривошипу, пропущені через проріз 12 у бічній стінці куліси 5 і жорстко закріплені усередині повзунів 6. Для фіксації тяги від осьового зміщення в повзуні встановлений стопорний пристрій, наприклад у вигляді шти фта 13. У варіантах реалізації пристрою куліса 5 може бути виконана у вигляді гільзи як із замкнутою (Фіг.1), так і незамкнутою (Фіг.2, 3) поверхнями, що охоплюють, наприклад циліндричної форми. У першому випадку проріз куліси обмежений сполучними перемичками 14, а в другому - виконаний наскрізним і не містить сполучних перемичок. Останнє обумовлено тим, що з боку, зверненого до кривошипа, на перетинаннях торцевої і бічної поверхонь куліси виконані скоси. Заявлена поршнева кулісна машина працює в такий спосіб. При обертанні приводного вала 3 хрестовина 8 переміщається разом із кривошипом 7 плоскопаралельно так, що кожна тяга 10 рухається паралельно своєму первісному положенню. Відхиленню тяг від зазначеної форми переміщення перешкоджає жорстке з'єднання пальців 11 з повзунами 6. У результаті, будь-яка точка на хрестовині 8, включаючи тяги 10, пальці 11 і повзуни 6, рухається по круговій траєкторії з радіусом обертання, рівним радіусу кривошипа. Повзуни, переміщаючись по круговій траєкторії, штовхають куліси разом з поршнями в напрямку, обумовленому віссю циліндра 2. Оскільки зусилля, що діють на кулісу з боку поршня, відносно вищі, то сторона куліси, що звернена до поршня, виконується у вигляді суцільної поверхні циліндричної форми й позбавлена прорізів. У цих умовах, динамічні навантаження, що діють із боку поршня в напрямку повзуна, сприймаються всією опорною поверхнею ділянки 15 куліси на ширині охоплення Lmax (див. Фіг.3). Навантаження, що діють на кулісу з боку, зверненого до кривошипа, значно нижчі, ніж з боку поршня (див. Додаток 1), що дозволяє використати конструктивні елементи пристрою з меншими характеристиками міцності й меншою поверхнею контакту, чим з боку, зверненого до поршня. Тому зусилля що діють в цій зоні сприймаються тільки на ширині охоплення ділянок 16 і 17 куліси з розмірами опорної поверхні, відповідно, L1 і L2. Таким чином, ширина охоплення опорної поверхні куліси з боку, зверненого до поршня, перевищує розмір опорної поверхні куліси з боку, протилежного поршню, на величину В=Lmax-(L1+L2). Розміщення прорізу куліси напроти кривошипа з боку, протилежного поршню, і жорстке закріплення усередині повзуна радіально орієнтованих приводних пальців тяги дозволило зменшити радіальні габарити пристрою і, за рахунок цього, - поліпшити масогабаритні характеристики машини. Причому, через відсутність прорізу на бічних ділянках куліси, у порівнянні із прототипом і іншими 5 84448 аналогами збільшилася робоча поверхня контакту для сприйняття навантажень з боку поршня. Виконання скосів на перетинаннях торцевої і бічної поверхонь куліси зменшують взаємний вплив зовнішніх розмірів на відносне зближення куліс між собою і з кривошипом, що сприяє більш близькому розміщенню куліс, додатково підвищуючи компактність пристрою. Джерела інформації 1. Erich Adler, Offenbach. [Stempel-Hermetic G.m.b.H] Gekapselter Motor-kompressor, Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 6 insbesondere für Kleinkältemaschinen. Пат. ФРГ №1137523, MKI: F04C; HKI: 27 b, 17. - 1962. 2. Nemoto Akira. [Mussashi Seimitsu Kogyo k. k.]. Double-acting piston compressor: Пат. США №4373876, MKI: F04В39/00; HKI: 417/534. - 1983. 3. Takamatsu Hiroshi, Tanaka Hiroshi, Sugisaki Mutuo. [Honda Giken Kogyo k. k.] Fluid compressor: Пат. США №4352640, MKI: F04В1/04; HKI: 417/273. -1982. 4. Моісєєв В.Ф., Шатравка О.М., Мотрю А.В., Лебедєв Ю.Ф. Поршнева кулісна машина. Пат. України №73389, МКІ: F01В, F04В. - 2005. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601