一种空气压缩机的润滑油管路系统的制作方法

本发明涉及机械设备中的润滑油管路系统。

背景技术：

空气压缩机活塞运动必须通过润滑油进行润滑，一方面，空气压缩机中的润滑油消耗很快，必须通过润滑油系统实时加注形成润滑油管路系统，另一方面，空气压缩机中的润滑油随着活塞往返运动，油压呈周期性变化，一段时间内正压很高，另一段时间内则负压很高。油压高，需要专用的高压油泵。负压时则需要设计避免润滑油回流的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题：空气压缩机中润滑油管路系统。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种空气压缩机的润滑油管路系统，包括压缩机本体、斜盘柱塞泵、滤油器和齿轮泵；齿轮泵和斜盘柱塞泵均安装在压缩机本体的动力轴上；其中，齿轮泵安装在内侧，直接连接压缩机本体的动力轴；斜盘柱塞泵的动力接头接在齿轮泵上，并通过齿轮泵连接压缩机本体的动力轴；滤油器的出油口连接齿轮泵的进油口；齿轮泵的出油口连接压缩机本体内部的进油口，将润滑油输送到压缩机内部曲轴、连杆、活塞销等有相对运动的部位进行润滑；压缩机本体的出油口连接斜盘柱塞泵的进油口；斜盘柱塞泵的出油口连接气缸盖的进油口，将润滑油输送到气缸与活塞相对运动的部位进行润滑。

进一步，压缩机本体的出油口与斜盘柱塞泵的进油口相连的管道上设置有逆止阀。

进一步，压缩机本体内部的进油口与滤油器的出油口之间通过压缩机本体内部通道内的泄压阀连接有回油管。

进一步，齿轮泵是一种外啮合的齿轮泵，包括主动齿轮和被动齿轮；主动齿轮和被动齿轮分别设于齿轮腔内，并相互啮合；主动齿轮的一端设置有用于连接压缩机本体的内接头，另一端设置有用于连接斜盘柱塞泵的外接头。

进一步，斜盘柱塞泵包括壳体、斜盘齿轮、与斜盘齿轮啮合的蜗杆传动机构、能够与斜盘齿轮同步转动的轴柱杆、以及斜盘齿轮驱动升降的柱塞杆；壳体上设有进油口和出油口；轴柱杆为圆柱体，底部设有轴向孔，侧边设有侧向孔和连通缺；侧向孔和连通缺相背设置；轴柱杆设置于竖直的轴柱孔内，轴柱孔内位于轴柱杆的下方设有储油仓；储油仓与进油口相连通；侧向孔与轴向孔连通，并通过轴向孔连通储油仓；柱塞杆设于竖直的柱塞孔内；柱塞孔位于柱塞杆的下方设有压油仓；柱塞孔和轴柱孔之间设有上下两个水平的孔道：第一孔道和第二孔道；第一孔道位于第二孔道的上方；第二孔道连通压油仓；第二孔道与侧向孔位于相同高度上，使得当轴柱杆随着斜盘齿轮旋转至侧向孔朝向第二孔道时，第二孔道与侧向孔连通；当轴柱杆随着斜盘齿轮旋转至连通缺朝向第二孔道时，第二孔道通过连通缺连通第一孔道；出油口连通柱塞孔，并且出油口与柱塞孔连通部分与第一孔道位于相同高度上；柱塞杆上设有一道环形的开关槽；当柱塞杆升降至开关槽与第一孔道相同高度时，出油口通过开关槽连通第一孔道。

进一步，还包括压缩弹簧、匚形架和联动杆；斜盘齿轮固定在轴柱杆的顶部，并通过轴柱杆安装在壳体上；匚形架位于柱塞杆的顶端，并与柱塞杆相固定；匚形架的上方通过压缩弹簧顶在壳体顶壁内侧；匚形架设有匚形口；联动杆安装在匚形架上，并位于匚形口内，且位于匚形口的上方；斜盘齿轮的盘面横向穿过匚形口，并且斜盘齿轮的盘面上方顶在联动杆上。

进一步，所述蜗杆传动机构包括第一蜗杆和第二蜗杆；第一蜗杆上设有动力接头和第一螺纹部；第二蜗杆上设有齿轮部和第二螺纹部；第一蜗杆与第二蜗杆相垂直；第一螺纹部上的螺纹与齿轮部相啮合；第二螺纹部上的螺纹与斜盘齿轮相啮合。

进一步，斜盘齿轮由中心部和齿轮盘所组成；齿轮盘固定在中心部上；齿轮盘的边缘设有啮合齿；齿轮盘分成低盘面、高盘面、低盘面向高盘面过渡的升盘面以及高盘面向低盘面过渡的降盘面；低盘面和高盘面的盘面为水平；高盘面的盘面高度高于低盘面的盘面高度；升盘面和降盘面是低盘面与高盘面之间过渡的斜盘面。

进一步，低盘面和高盘面的扇形区域均大于90度。

进一步，连通缺位于低盘面和降盘面衔接处的下方；侧向孔位于高盘面和升盘面衔接处的下方。

本发明的技术效果如下：

1、本发明通过齿轮泵和斜盘柱塞泵共同实现泵油，避免了单一油泵的不足。

2、斜盘柱塞泵安装在压缩机本体的动力轴上能够与压缩机内活塞运动实现同步工作。

3、压缩机本体的出油口处设置的逆止阀避免了负压时润滑油回流的问题。

4、斜盘柱塞泵自身带有进油开关和出油开关，并且内部设置了油压缓冲的储油仓，整体结构紧凑。

附图说明

图1是本发明实施例的端部方向的视图。

图2是本发明实施例的侧向部分剖视图。

图3是本发明实施例的齿轮泵的端部方向视图。

图4是本发明实施例的齿轮泵的侧向剖视图。

图5是本发明实施例的斜盘柱塞泵的立体结构示意图。

图6是本发明实施例的斜盘柱塞泵的立体透视示意图。

图7和图8是本发明实施例斜盘柱塞泵隐藏壳体后的部件连接的两个不同视角的立体结构示意图。

图9是本发明实施例斜盘柱塞泵的内部剖面示意图。

图10是本发明实施例斜盘柱塞泵的斜盘齿轮和轴柱杆的剖面示意图。

图11是本发明实施例斜盘柱塞泵的斜盘齿轮的俯视结构示意图。

图12是本发明实施例斜盘柱塞泵的斜盘齿轮工作原理的仰视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种空气压缩机的润滑油管路系统，包括压缩机本体901、逆止阀902、斜盘柱塞泵903、滤油器904和齿轮泵905。齿轮泵905和斜盘柱塞泵903均安装在压缩机本体901的动力轴上。其中，齿轮泵905安装在内侧，直接连接压缩机本体901的动力轴。斜盘柱塞泵903的动力接头接在齿轮泵905上，并通过齿轮泵905连接压缩机本体901的动力轴。压缩机本体901的出油口通过油路管911连接斜盘柱塞泵903的进油口。油路管911上设置有逆止阀902。逆止阀902用于压缩机本体901内由于活塞运动所导致的负压时避免润滑油从出油口回流至压缩机本体901内。斜盘柱塞泵903的出油口通过油路管914连接气缸盖的进油口，将润滑油输送到气缸与活塞相对运动的部位进行润滑。滤油器904的出油口通过油路管913连接齿轮泵905的进油口。齿轮泵905的出油口连接压缩机本体901内部的进油口，将润滑油输送到压缩机内部曲轴、连杆、活塞销等有相对运动的部位进行润滑。也就是，压缩机本体901有两个进油口：第一个进油口是曲轴箱的进油口，也就是前述的压缩机本体901内部的进油口，位于压缩机本体901的内部，通过齿轮泵905连接滤油器904；第二个进油口是气缸的进油口，位于气缸顶部气缸盖上，也就是前述的气缸盖的进油口，通过斜盘柱塞泵903和逆止阀902连接压缩机本体901的出油口。滤油器904用于润滑油过滤。本实施例的滤油器904设置于压缩机本体901底部的润滑油箱内。润滑油箱内存储有大量的润滑油，向管路系统内补充润滑油以抵消润滑油的消耗。

本实施例中，齿轮泵905是一种外啮合的齿轮泵，如图3、图4所示，包括泵体39以及泵体39内部的主动齿轮31和被动齿轮32。泵体39内设有齿轮腔35和36。主动齿轮31和被动齿轮32分别设于齿轮腔35和36内，并相互啮合。主动齿轮31和被动齿轮32的齿部边缘顶在齿轮腔35、36的内壁上，使得齿间构成输油仓。主动齿轮31和被动齿轮32的啮合处两侧向外凸出形成进油仓33和出油仓34。主动齿轮31的一端设置有用于连接压缩机本体901动力轴的内接头311，另一端设置有用于连接斜盘柱塞泵903的外接头312。被动齿轮32则由主动齿轮31带着转动。主动齿轮31的转动方向如图3中箭头v所指的逆时针方向。进油仓33在图3中的右侧、出油仓34在左侧。进油仓33通过进油口进油后使得仓内蓄满润滑油后，进油仓33内的润滑油被主动齿轮31和被动齿轮32齿间所形成的输油仓随着转动被转移至出油仓34内。出油仓34内的润滑油经出油口被泵出。泵体39安装在压缩机本体901的曲轴的轴承座内，也就是，齿轮泵905整体安装在压缩机本体901曲轴的轴承座内，由此，齿轮泵905的出油口能够连接压缩机本体901内部的进油口。

此外，压缩机本体901内部的进油口通过压缩机本体901内部通道内的泄压阀连接有回油管912，并通过回油管912连接与滤油器904的出油口，由此当齿轮泵905泵出的油压过高时，能够经回油管912回到滤油器904的出油口处。

本实施例的润滑油管路系统工作原理如下：压缩机本体901底部的润滑油箱通过滤油器904的出油口连接齿轮泵905的进油口，经齿轮泵905的加压，将润滑油泵入压缩机本体901内部的进油口，对压缩机内部曲轴、连杆、活塞销等有相对运动的部位进行润滑。当齿轮泵905泵出的油压过高时，多余的润滑油经泄油阀通过回油管912回到滤油器904的出油口。润滑油对压缩机内部曲轴、连杆、活塞销等有相对运动的部位润滑后，流入曲轴箱的底部，部分润滑油经出油口经斜盘柱塞泵903的加压被送入气缸，对气缸内的气缸与活塞相对运动的部位进行润滑，进入气缸的润滑油部分经压缩空气经压缩空气管道经气液分离和油水分离后而消耗，另一部分流入气缸下方的曲轴箱内，并流至曲轴箱的底部。流至曲轴箱底部的润滑油除了经出油口被斜盘柱塞泵903的加压后送入气缸的之外，还有一部分经汇集后流入压缩机本体901底部的润滑油箱内，通过润滑油箱内大量的润滑油实现自然冷却。

斜盘柱塞泵903，如图5、图6、图7、图8、图9所示，包括壳体、斜盘齿轮231、蜗杆传动机构、轴柱杆232、压缩弹簧241、匚形架242、柱塞杆243和联动杆244。斜盘齿轮231、蜗杆传动机构、轴柱杆232、压缩弹簧241、匚形架242、柱塞杆243和联动杆244均安装在壳体内。蜗杆传动机构由第一蜗杆21和第二蜗杆22。第一蜗杆21上设有动力接头211和第一螺纹部212。第二蜗杆22上设有齿轮部221和第二螺纹部222。第一蜗杆21与第二蜗杆22相垂直。第一螺纹部212上的螺纹与齿轮部221相啮合。第二螺纹部222上的螺纹与斜盘齿轮231相啮合。动力接头211用于连接齿轮泵905的外接头312。压缩机本体901的动力轴通过齿轮泵905的主动齿轮、经外接头312和动力接头211连接第一蜗杆21带动第一蜗杆21旋转。旋转的第一蜗杆21通过第一螺纹部212上的螺纹与齿轮部221的啮合作用带动第二蜗杆22旋转。旋转的第二蜗杆22通过第二螺纹部222上的螺纹与斜盘齿轮231的啮合作用带动斜盘齿轮231旋转。

壳体包括斜盘齿轮动力部11、柱塞轴部12、密封盖13、第一蜗杆部14、第二蜗杆部15、以及安装座16。斜盘齿轮动力部11内部设有动力腔，动力腔用于安装斜盘齿轮231和升降传动机构。柱塞轴部12是用于安装轴柱杆232和柱塞杆243的部分，内部设有用于安装轴柱杆232的轴柱孔和用于安装柱塞杆243的柱塞孔。密封盖13用于对动力腔进行密封。第一蜗杆部14是用于安装第一蜗杆21的部分；第二蜗杆部15是用于安装第二蜗杆22的部分。第一蜗杆部14的末端连接安装座16。安装座16用于将整个油泵固定在动力机构上，使得第一蜗杆21能够连接动力系统。压缩弹簧241、匚形架242和联动杆244组成升降传动机构。升降传动机构用于斜盘齿轮231驱动柱塞杆243升降。壳体上设有进油口121和出油口122。进油口121和出油口122设于柱塞轴部12。壳体的斜盘齿轮动力部11、柱塞轴部12、第一蜗杆部14、第二蜗杆部15、以及安装座16的部分，也就是除了密封盖13的部分是一体化机构，铸造后再经打孔打磨等精细加工而成。

斜盘齿轮231位于动力腔，并固定在轴柱杆232的顶部。如图10所示，轴柱杆232为圆柱体，底部设有轴向孔2321，侧边设有环形的锁位槽2324、侧向孔2322和连通缺2323。侧向孔2322和连通缺2323相背设置。锁位槽2324位于侧向孔2322和连通缺2323的上方。轴向孔2321和侧向孔2322相连通。轴柱杆232设置于竖直的轴柱孔内，能够与斜盘齿轮231同步围绕轴柱杆232的轴心旋转。斜盘齿轮231和轴柱杆232旋转时高度固定。具体来说，壳体上设置有锁位栓195。锁位栓195的端部顶在锁位槽2324内，使得斜盘齿轮231和轴柱杆232高度固定。锁位栓195通过壳体侧向开口穿入轴柱孔内。轴柱杆232除了锁位槽2324、侧向孔2322和连通缺2323等部分之外均与轴柱孔相密封。轴柱孔内位于轴柱杆232的下方设有储油仓191。储油仓191与进油口121相连通。轴柱孔底部，也就是，储油仓191的底部由第一密封块1911密封。也就是，为安装和加工方便，轴柱孔是柱塞轴部12上下贯通打孔后再由第一密封块1911在底部密封而成。当轴柱杆232随着斜盘齿轮231旋转时，轴柱杆232上的侧向孔2322和连通缺2323朝向不同方向，从而实现与柱塞孔不同的连通状态。需要注意的是，由于轴向孔2321和侧向孔2322相连通，储油仓191与进油口121相连通，轴向孔2321开口朝向储油仓191，因此，侧向孔2322和进油口121总是保持连通状态。储油仓191用于油压缓冲以及连通过渡。

柱塞杆243为圆柱体，设于竖直的柱塞孔内。柱塞孔位于柱塞杆243的下方设有压油仓192。柱塞孔底部，也就是，压油仓192的底部由第二密封块1921密封。也就是，为安装和加工方便，柱塞孔是柱塞轴部12上下贯通打孔后再由第二密封块1921在底部密封而成。

柱塞孔和轴柱孔之间设有上下两个水平的孔道：第一孔道193和第二孔道194。第一孔道193位于第二孔道194的上方。第二孔道194连通压油仓192。第二孔道194与侧向孔2322位于相同高度上，使得当轴柱杆232随着斜盘齿轮231旋转至侧向孔2322朝向第二孔道194时，第二孔道194与侧向孔2322连通。随着斜盘齿轮231的旋转，第一孔道193、第二孔道194和储油仓191之间存在三种连通状态，也就是轴柱杆232有三种连通状态：

第一连通状态：当轴柱杆232随着斜盘齿轮231旋转至侧向孔2322朝向第二孔道194时，第二孔道194与侧向孔2322连通，此时，由于侧向孔2322和储油仓191、进油口121连通，因此，第二孔道194与储油仓191、进油口121连通。

第二连通状态：当轴柱杆232随着斜盘齿轮231旋转至连通缺2323朝向第二孔道194和第一孔道193时，第二孔道194通过连通缺2323连通第一孔道193。此时，储油仓191、进油口121与第二孔道194之间不连通。

第三连通状态是上述两种连通状态的中间状态：当轴柱杆232随着斜盘齿轮231旋转至中间状态时，侧向孔2322和连通缺2323均未朝向第二孔道194。此时，储油仓191、进油口121与第二孔道194不连通，第一孔道193和第二孔道194不连通，储油仓191、进油口121与第一孔道193不连通。

第一孔道193和第二孔道194与壳体柱塞轴部12的两个小孔123、124相对应。也就是，第一孔道193和第二孔道194分别是由小孔123、124处向内水平打孔而成。小孔123、124内均设有密封件进行密封。

柱塞杆243上设有一道环形的开关槽2431。柱塞杆243除了开关槽2431部分之外均与柱塞孔相密封。出油口122连通柱塞孔，并且出油口122与柱塞孔连通部分与第一孔道193位于相同高度上。当柱塞杆243升降至开关槽2431与第一孔道193相同高度时，出油口122通过开关槽2431连通第一孔道193。具体来说，柱塞杆243有三种工作状态：

第一工作状态：柱塞杆243下降至最低点时，开关槽2431与第一孔道193高度相同，此时，出油口122通过开关槽2431连通第一孔道193。

第二工作状态：柱塞杆243升高至最高点时，开关槽2431位置高于第一孔道193，此时，出油口122与第一孔道193之间被柱塞杆243密封而不连通。

第三工作状态是上述两种工作状态的过渡状态，也就是，柱塞杆243由最高点向最低点移动的过渡状态或者由最低点向最高点移动的过渡状态。

压缩弹簧241、匚形架242和联动杆244所组成升降传动机构的结构如下：压缩弹簧241、匚形架242和联动杆244均设于斜盘齿轮动力部11的动力腔内。匚形架242位于柱塞杆243的顶端，并与柱塞杆243相固定。匚形架242的上方通过压缩弹簧241顶在壳体顶壁内侧。匚形架242设有匚形口。联动杆244安装在匚形架242上，并位于匚形口内，且位于匚形口的上方。斜盘齿轮231的盘面横向穿过匚形口，并且斜盘齿轮231的盘面上方顶在联动杆244上。压缩弹簧241是具有压缩反弹力的弹簧，总是将匚形架242向下压，直到联动杆244顶在斜盘齿轮231的盘面上，无法向下移动。由此随着斜盘齿轮231的转动，柱塞杆243通过匚形架242受压缩弹簧241的弹压作用以及斜盘齿轮231与联动杆244之间的斜面作用共同实现升降。

本发明实施例中的斜盘齿轮231不同于一般的斜盘齿轮，如图11所示，它由中心部2315和齿轮盘所组成。齿轮盘固定在中心部2315上。中心部2315与轴柱杆232相固定，并轴柱杆232组成斜盘齿轮231的转轴。齿轮盘的边缘设有啮合齿。齿轮盘分成低盘面2311、高盘面2312、低盘面2311向高盘面2312过渡的升盘面2313以及高盘面2312向低盘面2311过渡的降盘面2314。低盘面2311和高盘面2312的盘面为水平。其中，高盘面2312的盘面高度高于低盘面2311的盘面高度。升盘面2313和降盘面2314是低盘面2311与高盘面2312之间过渡的斜盘面。低盘面2311、升盘面2313、高盘面2312、降盘面2314均为齿轮盘上的扇形区域，其中，低盘面2311和高盘面2312的扇形区域一般要求大于90度。此外，一般来说，低盘面2311和高盘面2312相互对称，升盘面2313和降盘面2314相互对称。本实施例中，低盘面2311和高盘面2312的扇形区域均为140度，而升盘面2313和降盘面2314的扇形区域均为40度。联动杆244顶在齿轮盘上，随着齿轮盘的旋转，联动杆244在低盘面2311、升盘面2313、高盘面2312、降盘面2314之间循环切换。由此，当联动杆244顶在低盘面2311上时，柱塞杆243降至最低点并保持在最低点一段时间；当联动杆244顶在升盘面2313上时，柱塞杆243由最低点向最高点上升；当联动杆244顶在高盘面2312上时，柱塞杆243升至最高点并保持在最高点一段时间；当联动杆244顶在降盘面2314上时，柱塞杆243由最高点向最低点下降。也就是说，本实施例中的柱塞杆243不同于普通的斜盘柱塞连续的往返运动，而是间歇式的往返运动。

本实施例上述上述柱塞杆243的三种工作状态、轴柱杆232的三种连通状态、以及升降驱动机构之间相配合的工作原理如图12所示。图12是仰视的透视图，中心部2315此时对应轴柱杆232，斜盘齿轮231以r的方向顺时针转动，而联动杆244相对于斜盘齿轮231则以逆时针方向转动。具体的工作原理如下：

首先，第一时序下，当轴柱杆232刚刚由第三连通状态转动至第一连通状态时，轴柱杆232上的侧向孔2322刚好正对着第二孔道194，使得压油仓192和第二孔道194经侧向孔2322连通储油仓191。此时，联动杆244刚好经升盘面2313上升至高盘面2312的上方，也就是图12中的s1位置。柱塞杆243被斜盘齿轮231通过联动杆244向上推动至最高点，使得压油仓192和第二孔道194内产生负压，润滑油从进油口121经储油仓191、轴向孔2321、侧向孔2322、第二孔道194被吸入压油仓192。此时，第一孔道193和出油口122之间被柱塞杆243密封而不连通，第一孔道193和第二孔道194之间被相互密封，因此不可能从出油口122吸油。

然后，第二时序下，随着斜盘齿轮231的转动，轴柱杆232由第一连通状态转至第三连通状态，第一孔道193、第二孔道194、储油仓191互不连通。此时，由于联动杆244依旧顶在高盘面2312的上方，柱塞杆243保持在最高点，出油口122与第一孔道193之间也不连通。此时，联动杆244的位置相对于斜盘齿轮231的盘面，处于图12中的s2位置。

再然后，第三时序下，随着斜盘齿轮231的转动，当轴柱杆232刚刚由第三连通状态转至第二连通状态时，轴柱杆232上的连通缺2323刚好正对着第一孔道193和第二孔道194，使得第一孔道193和第二孔道194之间被连通。此时，联动杆244刚好经降盘面2314下升至低盘面2311的上方，也就是图12中s3位置，此时也是图9中连通状态。此时，柱塞杆243被压缩弹簧241的下压力推动至最低点。于此同时，由于柱塞杆243移动至最低点，柱塞杆243上的开关槽2431连通出油口122和第一孔道193。下压的柱塞杆243将压油仓192和第二孔道194内的润滑油推向第一孔道193，然后经开关槽2431由出油口122出油，完成一次泵油动作。

再然后，第四时序下，随着斜盘齿轮231的转动，轴柱杆232由第二连通状态转至第三连通状态，第一孔道193、第二孔道194、储油仓191互不连通。此时，联动杆244依旧顶在低盘面2311的上方，柱塞杆243保持在最低点，柱塞杆243上的开关槽2431连通出油口122和第一孔道193。此时，联动杆244的位置相对于斜盘齿轮231的盘面，处于图12中s4位置。

最后，随着斜盘齿轮231的转动，轴柱杆232从第三连通状态转至第一连通状态，从而回到第一时序之下。

由上述工作原理可知，本实施例油泵是间歇性地泵油，斜盘齿轮231每转动一圈，油泵执行一次泵油和吸油动作。此外，由上述过程可以看出，斜盘齿轮231和轴柱杆232所组成的转动体中，连通缺2323位于低盘面2311和降盘面2314衔接处的下方；侧向孔2322位于高盘面2312和升盘面2313衔接处的下方。