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医用无油润滑微型空气压缩机的研究

发表时间: 2022-06-13 10:46:15

作者: 浙江欧航机电有限公司

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医用无油润滑微型空气压缩机的研究1导言“医用全无油静音空压机是真正的全无油静音空压机”,这是用户对江苏五泰燃气设备科技有限公司的赞誉。随着经济的快速发展和人民生

医用无油润滑微型空气压缩机的研究

1导言

“医用全无油静音空压机是真正的全无油静音空压机”,这是用户对江苏五泰燃气设备科技有限公司的赞誉。

随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,医用无油静音空压机(简称医用空压机)的应用越来越广泛。不仅是食品、化工、医药行业,还有医疗、口腔门诊、保健、装饰等与人民生活息息相关的行业;甚至家用雾化器、吸痰机、制氧机、呼吸机、新能源汽车、电动刹车泵等。此外,随着我国国内市场老龄化程度的日益加剧,家用制氧机的需求增长迅速,促进了该类型的快速发展。该型号提供了低噪音、无油、可靠、高质量的净化气源。噪音低于50分贝,可以放置在工作区域的任何地方,不会造成噪音污染,可以成为独立的气源。

本文中的“医用空气压缩机”是一种摆动式无油空气压缩机,于20世纪70年代由美国工程师Thomas Robort Hetzel提出。它的机构是活塞和连杆的一体化结构(连杆和活塞无活塞销连接),所以活塞在往复运动的同时做摆动运动。所以这种类型也叫WQB-L往复活塞摆动无油空压机。

从理论上讲,这种机型属于往复式压缩机的范畴,其优点非常突出:

(1)噪音低,输出气体稳定,无波动(***缓冲容积),微孔消音结构,***限度减少噪音污染;

(2)密封性好,密封圈材料采用优化的配料,经过上百台机器的运行,***终选择了某种密封性能好、耐磨、使用寿命延长、可靠性提高的材料;

(3)体积小,占地面积小,灵活多方向移动;

(4)安装方便,可靠性高,整机使用寿命超过10000h;;

(5)整机效率高,比老机型节能3% ~ 5%;

(6)选材新颖美观;

(7)整机结构简单,维修方便。

同时,这种类型的空压机也有一些缺陷,主要是活塞往复运动,导致密封圈与气缸拍击,造成空压机机械噪音大,密封件使用寿命短。为了克服上述缺点,本文重点研究了连杆比(即曲柄半径与连杆长度之比),有效降低了活塞对气缸的打击强度,提高了密封圈的密封性能,优化了聚四氟乙烯和同行材料的配方和制造。为此,已经做了大量卓有成效的工作。

开发,取得了一定的效果,降低了噪声,改善了密封条件,提高了可靠性。

2医用空气压缩机的工作原理

医用空气压缩机属于往复式压缩机,其基本结构为曲线型。

手柄结构,如图2和3所示。

电机转轴上安装有曲轴(偏心轮),连杆活塞体通过轴承与曲轴连接。当主轴转动时,带动曲柄带动连杆活塞体,使活塞做往复运动,从而实现空压机气缸容积的周期性变化和空气吸入、压缩、排出的热力过程。因此,该机型具有传统往复活塞式空气压缩机的一些结构特点和动态特性,但与一般往复式压缩机不同的是,其连杆和活塞为一体式结构,连杆和活塞之间的连接处没有活动。

塞结构,所以当连杆往复运动时,连杆活塞体的顶面摆动。因此,它也被称为摆动活塞式空气压缩机。该型号的电机轴和曲轴(偏心轮)转动,连杆活塞体摆动往复,阀体开闭,所以电机轴、偏心轮、连杆活塞体和阀板是工作项目中的主要运动部件。为了解决图2所示单缸空压机受力不均匀,空气脉动大的缺点,一般医用空压机设计为图3所示的平衡式双缸空压机。电机布置在中间,空压机分布在电机两端,动力性能更好。

3医用空气压缩机的结构

3.1总体结构

医用空气压缩机的主要部件有:电机、曲轴箱、曲轴(偏心轮)、轴承、连杆活塞体、密封圈、活塞压盖、气阀总成、气缸盖等。,如图4所示。

整体设计采用曲柄连杆结构。在工作过程中,连杆活塞体相对于气缸中心线有一个摆角或摆幅,使活塞和密封圈对气缸产生较大的侧压力,换向时出现爆震现象,导致空压机噪音和摩擦损失明显,大大缩短了密封圈的使用寿命。

针对“医用空气压缩机”的上述结构缺陷,本文拟通过优化***连杆比来降低连杆活塞与气缸之间的侧压力和打击强度,改变连杆活塞的工作方式,从而降低“空气压缩机”的机械噪声和摩擦损失。提高其运行的可靠性。

3.2电机选择

医用空气压缩机主要采用交流电机,一般为两极和四极。为了减轻整机重量,主要采用两极电机(出口车型常用),效率高,排量大。医用空气压缩机主要采用四极,转速低,噪音小,容积效率高。新能源汽车的电刹车主要使用DC电机驱动空气压缩机。制氧机中使用的空气压缩机为四极单相感应电动机,由单个电容器运行,两端伸出轴外,两端分别与空气压缩机连接,带动空气压缩机的曲轴转动。曲轴转动一次,活塞往复运动一次,在气缸内相继实现进气、压缩和排气的过程,即完成一个工作循环。电机由两台单缸空压机驱动,使空压机在额定转速下的流量是单缸的两倍,振动和噪音得到有效控制。马达

组装要求高。为了保证其准确性,采用热装。将曲轴箱加热至150-180℃,依次安装电机定子和转子。此时应严防轴承损坏。为了降低噪声,保证轴承的工作间隙(2-4微米),应严格控制轴承孔与电机轴、曲轴箱孔与轴承外圈的配合精度。

3.3曲轴由球墨铸铁或粉末冶金制成。

医用空压机是双头机,对运动部件质量要求高(误差不超过0.1%)。为了保证重量精度,所有零件都必须加工,并预留增加或减少重量的位置。

粉末冶金材料的曲轴容易保证精度,稳定性好,加工余量少,重量容易控制。但是模具成本高,如果批量投产,制造成本会降低。曲轴的加工精度非常关键。严格控制尺寸精度和形位公差,否则曲轴不好会加速密封圈的磨损,导致电机电流和功率增加,电机发热,排气量减少。

3.4曲轴箱、连杆活塞体

曲轴箱、连杆活塞体、密封圈和压盘均由铝压铸而成。曲轴箱和连杆活塞体的精度是靠加工来保证的,这是关键。其他辅助制造夹具应保证其形位公差,否则会影响其运动轨迹和工作状态,造成密封圈磨损和噪音增大。

3.5密封环和气缸

密封圈和气缸是一对摩擦副,密封圈是实现无油润滑的关键部件。为了达到密封圈抗磨损、长寿命的目的,我们通过组合配方的方法,优选出了***的配方配比。见表1。经过一百多次试验和优化,选出了***配方配比,各项指标达到了预期目的。

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