本发明涉及车用空压机,特别涉及一种无油空压机传动结构、无油空压机和汽车。
背景技术:
1、空压机即空气压缩机,是车辆气动系统的核心设备,它是将原动的机械能转换成气体压力能的装置,是压缩空气的气压发生装置。在机械领域及各类生产、装修、制造领域,空压机的应用非常广泛,它是驱动气动工具的源动力。
2、专利文件cn201711132468.6中公开了现有技术中提到的一种空压机,其中包括中冷器组、高压活塞组件、低压活塞组件、活塞缸、曲轴箱和曲轴,该空压机由电机提供动力源,通过弹性联轴器直联驱动空压机曲轴旋转,安放于曲柄上的高压活塞组件、低压活塞组件做上下往复运动。
3、在现有技术中,曲柄轴通过弹性联轴器与电机的内轴相连,而弹性联轴器的价格高昂,不符合当前空压机持续的降本的要求,若能改变曲柄轴与内轴的连接方式,使得曲柄轴与内轴的连接结构中,去掉弹性联轴器,则可使得空压机的加工成本中,减少弹性联轴器的成本支出,可满足空压机当前的降本要求。
4、同时现有技术电机在长时间使用工程中,易损件主要为内部轴承,受限于电机内部安装空间导致布置轴承载荷较小,以及空压机振动大、频繁启停冲击等恶劣工况导致寿命差。
5、因此,现有技术中存在的技术问题是,如何使得曲柄轴与内轴之间,去掉弹性联轴器,而进行连接。
6、进一步的,还能提升电机寿命。
技术实现思路
1、针对现有技术的中,如何使得曲柄轴与内轴之间,去掉弹性联轴器,而进行连接的技术问题,本发明提供了一种无油空压机传动结构、无油空压机和汽车。
2、本发明通过以下技术方案实现:
3、无油空压机传动结构,包括电机外壳、电机组件和轴承组件,电机组件设置在电机外壳内部,电机组件包括内轴、以及固定套设在内轴外表面的转子,内轴通过轴承组件,与电机外壳可转动的连接;
4、还包括箱体、动力组件、大轴承,箱体与电机外壳可拆卸连接,动力组件包括第一半曲柄、第二半曲柄,第一半曲柄和第二半曲柄相互扣合连接并组合成曲柄轴,曲柄轴通过大轴承与箱体可转动的连接;其中,沿着内轴轴向,第二半曲柄位于第一半曲柄和内轴之间;
5、其特征在于,大轴承套设在曲柄轴上,大轴承用于承载所述电机组件的一部分载荷,其中,电机组件的载荷为电机组件的内轴和转子的轴向力和径向力;
6、沿着内轴的轴向,第二半曲柄背离第一半曲柄的一段为第一段,第一段和内轴同轴设置;还包括连接件,第一段和内轴可相互分离,或者仅通过连接件可拆卸的连接;其中,连接件为螺栓或者螺钉;
7、轴承组件包括前轴承和后轴承,其中,内轴通过前轴承和后轴承被电机外壳所支撑,并且,前轴承的轴承外圈与后轴承的轴承外圈分别与电机外壳间隙配合,沿着内轴的轴向,前轴承位于大轴承和后轴承之间;并且,大轴承的尺寸和支撑强度,高于前轴承和后轴承的尺寸和支撑强度;
8、或者,
9、轴承组件仅包括后轴承,其中,内轴背离第一半曲柄的一段为后段,内轴的后段通过后轴承被电机外壳所支撑,后轴承的轴承外圈与电机外壳间隙配合;并且,大轴承的尺寸和支撑强度,高于后轴承的尺寸和支撑强度。
10、进一步的,内轴内部设置有相互同轴、且相通的配接通道和连接通道,配接通道在内轴的一侧端面形成第一开口,第一开口朝向第一半曲柄设置,连接通道在内轴的另一侧端面形成第二开口,第二开口背离第一半曲柄设置,第一段内沿轴向设置有螺纹盲孔,螺纹盲孔的开口,位于第一段背离第一半曲柄的一侧端面;
11、连接件具有头部和杆部,杆部外表面具有螺纹,杆部的横截面最大直径小于头部的横截面直径,同时也小于配接通道的横截面直径、以及连接通道的横截面直径;
12、当第一段和内轴通过连接件可拆卸的连接时,第一段从第一开口插入至配接通道内,螺纹盲孔、配接通道和连接通道三者同轴;连接件穿过第二开口,并且,连接件的一部分杆部与螺纹盲孔螺纹连接,连接件的头部被限制在连接通道内。
13、进一步的,连接通道内设置有限位台阶面,当第一段和内轴通过连接件可拆卸的连接时,连接件的头部不可活动的被限制在限位台阶面与第二开口之间;
14、还包括弹性垫圈,当第一段和内轴通过连接件可拆卸的连接时,沿着连接通道的轴向,弹性垫圈位于限位台阶面和连接件的头部之间;弹性垫圈的一侧端面与限位台阶面形成面与面的接触,另一侧与连接件的头部端面形成面与面的接触;连接件的头部,通过弹性垫圈抵接于限位台阶面。
15、进一步的,第一段的外表面被配置为锥形外表面,由第一半曲柄指向内轴的方向,第一段的锥形外表面为收敛状;
16、配接通道的内表面为锥形内表面;由第一半曲柄指向内轴的方向,配接通道的锥形内表面为收敛状;
17、其中,第一段的锥形外表面的锥度角,与配接通道的锥形内表面的锥度角,大小一致。
18、进一步的,连接通道包括同轴设置的螺纹通道和光面通道,其中,螺纹通道位于配接通道和光面通道之间,螺纹通道的通道内壁具有用于与螺栓件的外螺纹配合的内螺纹,螺纹通道的横截面的中径,大于螺纹盲孔的横截面的直径,小于光面通道横截面的直径。
19、进一步的,电机外壳背离第一半曲柄的一端设置后轴孔;沿着后轴孔的轴向,内轴的后段穿设于后轴孔,并通过后轴承与后轴孔相连,其中,内轴的后段与后轴承的轴承内圈过盈配合连接;
20、后轴孔的孔壁设置第一台阶面,第一台阶面沿着后轴孔的径向延伸,沿着后轴承的轴向,后轴承的轴承外圈与第一台阶面之间为间隙配合。
21、进一步的,沿着后轴承的径向,后轴承的轴承外圈圆周外表面,与后轴孔的圆周内壁之间为间隙配合。
22、进一步的,沿着后轴承的轴向,在后轴承的轴承外圈与第一台阶面之间的间隙内,填充有第一弹性体;
23、和/或,
24、沿着后轴承的径向,在后轴承的轴承外圈圆周外表面,与后轴孔的圆周内壁之间的间隙内,填充有第二弹性体。
25、无油空压机,包括上述的无油空压机传动结构。
26、汽车,包括上述的无油空压机。
27、相比于现有技术,本发明的优点在于:
28、1、在本发明中,第一段和内轴可仅通过连接件形成可拆卸的连接,第一段为第二半曲柄的一部分,第二半曲柄为曲柄轴的一部分;也即本发明中,曲柄轴与内轴可仅通过连接件形成可拆卸的连接;因此,本发明实现了,去掉联轴器,使得曲柄轴与内轴仅通过连接件直接相连;综上所述,本发明解决了,如何使得曲柄轴与内轴之间,去掉弹性联轴器,而进行连接的技术问题。
29、2、现有技术中,其电机和曲轴箱分别是独立的零部件,电机的内轴与曲轴箱的曲柄轴通过弹性联轴器连接;由于其弹性联轴器的主动端和从动端之间具有间隙,导致现有技术的‘内轴和转子’的载荷,不能够被现有技术中的双列角接触球轴承支撑;通常来说,电机外壳内部设置有两个轴承,在此处将两个轴承分别定义为第一轴承和第二轴承,其中,当电机与曲轴箱连接时,第一轴承位于曲轴箱内的双列角接触球轴承和位于电机外壳内的第二轴承之间;其第一轴承的轴承内圈和第二轴承的轴承内圈分别与内轴过盈配合,其第一轴承的轴承外圈和第二轴承的轴承外圈分别与电机外壳过盈配合,使得内轴相对于电机外壳沿着轴向不能产生位移,电机外壳通过第一轴承和第二轴承将内轴和转子支撑;在电机运行的过程中,第一轴承承担的载荷大于第二轴承承担的载荷,导致第一轴承先于第二轴承出现磨损,第一轴承出现磨损的情况,导致电机的寿命减少。本发明中,电机的内轴与曲轴箱的曲柄轴通过连接件直接连接,使得电机的内轴与曲轴箱的曲柄轴可被视为一体结构,或者说,可将曲轴箱的曲柄轴视为电机的内轴的延伸结构;从而,本发明中大轴承能够通过‘电机的内轴与曲轴箱的曲柄轴通过连接件直接连接’而承载来自于电机的‘内轴和转子’的载荷;本发明中,内轴相当于现有技术中的电机的内轴;大轴承的位置相当于现有技术中的双列角接触球轴承的位置,前轴承的位置相当于现有技术中的第一轴承的位置,后轴承的位置相当于现有技术中的第二轴承的位置;其中,大轴承的尺寸和支撑强度,远远高于前轴承和后轴承的尺寸和支撑强度,并且远远高于现有技术中的第一轴承和第二轴承的尺寸和支撑强度。在第一方案中,电机内的前轴承的轴承内圈和后轴承的轴承内圈分别与内轴过盈配合,但是,电机内的前轴承的轴承外圈和后轴承的轴承外圈分别与壳体形成间隙配合,使得内轴相对于壳体能够在工作中产生位移,本发明中的大轴承、前轴承和后轴承共同的用于承载来自于电机的‘内轴和转子’的载荷;在这种设置下,导致前轴承所承载的来自于电机的‘内轴和转子’的载荷,小于现有技术中的第一轴承所承载的来自于其电机的‘电机轴和转子’的载荷;在电机的运行时间与前述的现有技术的电机的运行时间相同、且在本发明的电机的工作转速与现有技术的电机的工作转速相同的条件下,第一方案中的前轴承受到的磨损程度,低于现有技术中的第一轴承受到的磨损程度,使得前轴承的寿命高于现有技术中的第一轴承的寿命,进而本发明的电机的寿命高于现有技术的电机的寿命。在第二方案中,电机的后轴承的轴承内圈与内轴过盈配合,但是,电机内的后轴承的轴承外圈与电机外壳形成间隙配合,使得内轴相对于电机外壳沿着轴向能够在工作过程中产生位移;由于取消了设置前轴承,使得大轴承和后轴承共同用于承载来自于电机的‘内轴和转子’的载荷;在此基础上,由于大轴承的尺寸和支撑强度大于被取消的前轴承的尺寸和支撑强度,使得在电机的运行时间与前述的‘第一方案’的电机的运行时间相同的情况下,且在电机的运行转速与前述的‘第一方案’的运行转速相同的情况下,第二方案中的大轴承的受到的磨损程度,低于前述的‘第一方案’中的前轴承的磨损程度,使得大轴承的寿命高于第一方案中的前轴承的寿命;由于前述的‘第一方案’中的前轴承的寿命高于现有技术中的第一轴承的寿命,且大轴承的寿命高于第一方案中的前轴承的寿命,导致第二方案中的大轴承的寿命高于现有技术的第一轴承的寿命,进而第二方案的电机的寿命高于现有技术的电机的寿命。
30、3、在本发明中,内轴的后段与后轴承的轴承内圈过盈配合连接,即内轴的后段与后轴承的轴承内圈之间同步转动;后轴承的轴承外圈与第一台阶面之间为间隙配合,即后轴承的轴承外圈与第一台阶面之间存在间隙;那么,由于后轴承的轴承外圈与第一台阶面间隙的设置,使得沿着内轴的轴向,内轴的位置是可调整的;前轴承的设置也是如此;进而达到使得内轴沿轴向位置可调整的目的。
31、4、本发明中,后轴承的轴承外圈圆周外表面,与后轴孔的圆周内壁之间为间隙配合。这导致,在内轴与第一段不同轴的情况下,可将内轴沿径向窜动调整,使得内轴的轴线与第一段的轴线在同一直线上,再将内轴与第一段装配在一起。因此,本发明中,还达到了使得内轴沿着径向位置可调整的目的。
32、5、现有技术中采用弹性联轴器将电机的内轴与曲柄轴相连的结构,由于弹性联轴器的弹性体一般为聚氨酯等塑料制品,寿命差,长期使用存在老化、磨损、破裂等失效风险;本发明中,由于避免使用弹性联轴器,采用金属制成的连接件将电机的内轴与曲柄轴相连,因此,也可以避免上述问题的发生。
1.无油空压机传动结构,包括电机外壳(1)、电机组件和轴承组件,电机组件设置在电机外壳(1)内部,电机组件包括内轴(2)、以及固定套设在内轴(2)外表面的转子(29),内轴(2)通过轴承组件,与电机外壳(1)可转动的连接;
2.根据权利要求1所述的无油空压机传动结构,其特征在于,内轴(2)内部设置有相互同轴、且相通的配接通道(8)和连接通道(9),配接通道(8)在内轴(2)的一侧端面形成第一开口(10),第一开口(10)朝向第一半曲柄(4)设置,连接通道(9)在内轴(2)的另一侧端面形成第二开口(11),第二开口(11)背离第一半曲柄(4)设置,第一段(7)内沿轴向设置有螺纹盲孔(12),螺纹盲孔(12)的开口,位于第一段(7)背离第一半曲柄(4)的一侧端面;
3.根据权利要求2所述的无油空压机传动结构,其特征在于,连接通道(9)内设置有限位台阶面(16),当第一段(7)和内轴(2)通过连接件(13)可拆卸的连接时,连接件(13)的头部(14)不可活动的被限制在限位台阶面(16)与第二开口(11)之间;
4.根据权利要求2所述的无油空压机传动结构,其特征在于,第一段(7)的外表面被配置为锥形外表面,由第一半曲柄(4)指向内轴(2)的方向,第一段(7)的锥形外表面为收敛状;
5.根据权利要求4所述的无油空压机传动结构,其特征在于,连接通道(9)包括同轴设置的螺纹通道(18)和光面通道(19),其中,螺纹通道(18)位于配接通道(8)和光面通道(19)之间,螺纹通道(18)的通道内壁具有用于与螺栓件(20)的外螺纹配合的内螺纹,螺纹通道(18)的横截面的中径,大于螺纹盲孔(12)的横截面的直径,小于光面通道(19)横截面的直径。
6.根据权利要求1-5任一项所述的无油空压机传动结构,其特征在于,电机外壳(1)背离第一半曲柄(4)的一端设置后轴孔(22);沿着后轴孔(22)的轴向,内轴(2)的后段(21)穿设于后轴孔(22),并通过后轴承(23)与后轴孔(22)相连,其中,内轴(2)的后段(21)与后轴承(23)的轴承内圈过盈配合连接;
7.根据权利要求6所述的无油空压机传动结构,其特征在于,沿着后轴承(23)的径向,后轴承(23)的轴承外圈圆周外表面,与后轴孔(22)的圆周内壁之间为间隙配合。
8.根据权利要求7所述的无油空压机传动结构,其特征在于,沿着后轴承(23)的轴向,在后轴承(23)的轴承外圈与第一台阶面(24)之间的间隙内,填充有第一弹性体(25);
9.无油空压机,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的无油空压机传动结构。
10.汽车,其特征在于,包括权利要求9所述的无油空压机。