具有徑向輪廓增大的配重的隧道式機(jī)軸的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]機(jī)軸在引擎、泵、壓縮機(jī)和其它機(jī)械設(shè)備中用于將往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)。當(dāng)與內(nèi)燃機(jī)在一起使用時(shí)，機(jī)軸將往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)與泵一起使用時(shí)，機(jī)軸通常將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)。
[0002]隧道式機(jī)軸是一種通常在往復(fù)泵中使用的機(jī)軸。這些機(jī)軸包括加大的頰板或腹板，其用于支承圍繞頰板或腹板的軸承。腹板形成了機(jī)軸的最大直徑。主軸承通常通過(guò)多個(gè)保持元件被保持在腹板上的適當(dāng)位置，以便禁止或限制軸承的任何軸向運(yùn)動(dòng)。隧道式機(jī)軸可被插入與大多數(shù)汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)所需的兩件式分開(kāi)式曲軸箱相反的、整件的、非分開(kāi)式曲軸箱。
[0003]通過(guò)往復(fù)活塞或往復(fù)柱塞產(chǎn)生的力以及曲柄角的變化均會(huì)在泵中產(chǎn)生不平衡的振動(dòng)力矩和不平衡的震動(dòng)力。為了動(dòng)態(tài)地平衡機(jī)軸從而減少這些不良慣性震動(dòng)力矩和/或力，通常將配重被附接至機(jī)軸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及提供隧道式機(jī)軸組件，該隧道式機(jī)軸組件包括:軸向間隔開(kāi)的腹板；在多個(gè)腹板之間延伸并使腹板互相連接的曲柄銷(xiāo)；形成主軸承的至少一部分的主軸承組件，主軸承設(shè)置在腹板附近并有腹板承載以及；以及適于在軸向方向上保持主軸承組件并且適于提供平衡的配重。由腹板承載的軸承組件包括內(nèi)圈、承載在內(nèi)圈上的滾動(dòng)元件以及其中設(shè)置有滾動(dòng)元件的保持架。通常，各個(gè)腹板的主軸承包括外圈，其在與內(nèi)圈相對(duì)的、滾動(dòng)元件的徑向端約束滾動(dòng)元件。在要將機(jī)軸組件插入曲軸箱內(nèi)時(shí)，承載于端腹板之間的中間腹板上的中間軸承組件不承載外圈。另外，當(dāng)機(jī)軸已經(jīng)開(kāi)始被插入至曲軸箱時(shí)，在首先被插入至曲軸箱的端腹板上的軸承組件不承載外圈。用于中間腹板的外圈通常在將機(jī)軸插入至曲軸箱之前由曲軸箱承載并支承。用于中間腹板的外圈與在曲軸箱中形成的曲軸箱支承表面相接合并在該曲軸箱支承表面內(nèi)進(jìn)行承載?？赡艿氖?，承載在最后被插入曲軸箱的端部處的腹板上的軸承組件能夠在開(kāi)始將機(jī)軸插入曲軸箱時(shí)承載外圈。可能的是，滾動(dòng)元件被設(shè)置在軸承的外圈內(nèi)，在這種情況下，曲軸箱的徑向包絡(luò)會(huì)比滾動(dòng)元件被設(shè)置在內(nèi)圈周?chē)那闆r下的小。每個(gè)軸承的內(nèi)圈的尺寸均被確定成圍繞各自腹板的外軸承支承表面安裝，并且每個(gè)軸承的外圈的尺寸均被確定成在由機(jī)軸可滑動(dòng)地插入其中的曲軸箱的機(jī)軸支承表面所限定的包絡(luò)內(nèi)。
[0005]配重用于以下目的:保持由腹板承載的主軸承組件的軸向運(yùn)動(dòng)；以及由于具有限定增大的徑向輪廓的結(jié)構(gòu)而改善機(jī)軸組件的平衡。每個(gè)配重都包括質(zhì)量部分和軸承保持部分。軸承保持部分可以是從質(zhì)量表面軸向遠(yuǎn)離延伸的凸出部。在一個(gè)實(shí)施方式中，配重的軸承保持部分并不徑向延伸超出軸承內(nèi)圈的最大外直徑。配重的軸承保持部分確實(shí)與內(nèi)圈重疊并鄰接內(nèi)圈。配重的軸承保持部分并不徑向地延伸超出腹板的外軸承支承表面。配重的軸承保持部分并不徑向地延伸到足以接觸保持架或軸承組件的任何其它零件，當(dāng)機(jī)軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)，在腹板和軸承組件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。配重的質(zhì)量部分可以具有面向腹板的表面，該面向腹板的表面與腹板軸向地間隔開(kāi)，從而允許配重的質(zhì)量部分徑向地延伸超出軸承支承表面而不接觸軸承內(nèi)圈、保持架或滾動(dòng)元件。然而，質(zhì)量部分能夠與內(nèi)圈、滾動(dòng)元件以及保持架重疊。質(zhì)量部分可徑向地延伸超出內(nèi)圈的最大外直徑。換言之，配重的質(zhì)量部分能夠限定徑向輪廓，該徑向輪廓在直徑上大于由軸承內(nèi)圈限定的徑向輪廓。在一個(gè)實(shí)施方式中，配重的質(zhì)量部分并不徑向地延伸超出機(jī)軸支承表面的徑向包絡(luò)。這就允許將機(jī)軸組件滑動(dòng)地插入整體式曲軸箱。
[0006]本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的目的以及從屬的新穎特征將在下文的說(shuō)明中一起出現(xiàn)。當(dāng)元件被描述為與另一元件重疊時(shí)，術(shù)語(yǔ)重疊并不一定意味著另一元件被完全重疊。
【附圖說(shuō)明】
[0007]附圖形成了說(shuō)明書(shū)的一部分。相同的參考標(biāo)記被用于指示各個(gè)視圖中的相同或相似的部分。
[0008]圖1是合并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)軸組件的泵的局部剖視側(cè)視立體圖；
[0009]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)軸組件的側(cè)視立體圖，其中，機(jī)軸組件軸承的外圈被去除；
[0010]圖3是圖2的機(jī)軸組件的示意性側(cè)視圖，其中，軸承被去移除；
[0011]圖4是圖3中的機(jī)軸組件的被標(biāo)記為4的部分的放大側(cè)視圖；
[0012]圖5是圖2的機(jī)軸組件的放大的局部剖視圖，示出了與機(jī)軸組件裝配的包括軸承的外圈的軸承，所述外圈不是圖2中示出的機(jī)軸組件的一部分；
[0013]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的軸承保持裝置的側(cè)視立體圖；以及
[0014]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的配重的側(cè)視立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明的實(shí)施方式參照附圖進(jìn)行公開(kāi)，其中，在所有附圖中，相同的參考標(biāo)記均指示相同的部分。為了清楚地示出本發(fā)明的特征，在附圖中不一定保持元件的比例關(guān)系。
[0016]以下詳細(xì)說(shuō)明參照【具體實(shí)施方式】。實(shí)施方旨在足夠詳細(xì)地描述本發(fā)明的各方面，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明的最佳模式。還可以采樣其它實(shí)施方式，并且可進(jìn)行改變而不脫離本發(fā)明的范圍。本發(fā)明由所附權(quán)利要求來(lái)限定。因此，說(shuō)明書(shū)并不是限制意義性的，并且不應(yīng)該限制權(quán)利要求所要求的等同范圍。
[0017]本發(fā)明大體涉及隧道式機(jī)軸組件10，其適于與往復(fù)泵12、內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)或其它機(jī)械設(shè)備一起使用。圖1示出了具有隧道式曲軸箱14的往復(fù)柱塞泵12，其中，本發(fā)明的機(jī)軸組件10被安裝在隧道式曲軸箱14內(nèi)。當(dāng)以這種方式使用時(shí)，機(jī)軸組件10適于與一個(gè)或多個(gè)連桿16連接，從而將位于泵12的電力端20處的齒輪箱18的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)位于泵12的液力端24處的柱塞22。
[0018]本發(fā)明的機(jī)軸組件10具體適合于與具有成行設(shè)置的多個(gè)缸、活塞或柱塞22的引擎和泵一起使用。應(yīng)理解的是，機(jī)軸組件10可以與各種往復(fù)泵結(jié)合使用，包括但不僅限于柱塞泵12、活塞泵、徑向活塞泵、隔膜泵以及在其中將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)的任何其它泵。這種泵可以在多種應(yīng)用中使用，包括原油或流體傳輸、化學(xué)品注入、油井維修、水注切割以及加壓水力壓裂等。還應(yīng)理解的是，機(jī)軸組件10可以與內(nèi)燃機(jī)一起使用，具體是用于通常以大致恒速長(zhǎng)時(shí)間周期運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)以及在諸如發(fā)電機(jī)組、機(jī)車(chē)、船以及泵等中使用的內(nèi)燃機(jī)。
[0019]如圖2和圖3中所示，機(jī)軸組件10包括機(jī)軸26，機(jī)軸26包括多個(gè)圓盤(pán)形式的軸向間隔開(kāi)的柱形曲柄頰板或腹板28，柱形曲柄頰板或腹板28通過(guò)可為中空的、不同軸的、整體的曲柄銷(xiāo)30連接在一起。腹板28可設(shè)置有外軸承支承表面32。該表面是柱形并且圓周的。該表面具有統(tǒng)一的直徑，并且圍繞且沿著軸線A-A設(shè)置。每個(gè)曲柄銷(xiāo)30都在兩個(gè)相鄰的腹板28之間延伸并使這兩個(gè)相鄰的腹板28相連接。如圖1中所示，每個(gè)曲柄銷(xiāo)30均可聯(lián)接至各自的連桿16。具體地，各個(gè)連桿16的第一端44都通過(guò)曲柄銷(xiāo)的軸頸聯(lián)接至各自的曲柄銷(xiāo)30。每個(gè)連桿16的第二端46均可被直接或間接地與各自的活塞、柱塞22、隔膜泵或其它往復(fù)泵部件相聯(lián)接。機(jī)軸26是隧道式機(jī)軸或者滾柱軸承型機(jī)軸，這意味著機(jī)軸26具有形成了機(jī)軸26的最大直徑的支承軸承的腹板28。如下文中詳細(xì)描述，被設(shè)置在腹板28的周?chē)?、形成了主軸承35的至少一部分的主軸承組件34中的至少一個(gè)在組件初始被插入曲軸箱時(shí)形成了機(jī)軸組件10的最大直徑。雖然圖2和圖3中示出的機(jī)軸26具有4個(gè)腹板28和3個(gè)曲柄銷(xiāo)30，但是應(yīng)理解的是，其它數(shù)量的腹板28和曲柄銷(xiāo)30也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。機(jī)軸26可以是鍛造的、鑄造的或者從坯料機(jī)加工制成。
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