CN112539152A - 一种用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构 - Google Patents

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熊辛宇
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杨晔
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Abstract

本发明公开了一种用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构，旨在提供一种耐用的用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构。它包括压缩气缸，与压缩气缸气密封配合的压缩活塞，与压缩活塞连接的压缩连杆；所述压缩活塞内、沿其直径线设置一压缩活塞销钉；所述压缩活塞销钉通过一调心轴承与压缩连杆连接；所述压缩活塞销钉穿设于调心轴承的内圈上，所述压缩连杆端部设置与调心轴承的外圈套装的连接孔，且该连接孔套装于调心轴承的外圈上。本发明有效地缓解压缩副的运行阻力和磨损，最终降低制冷机功耗、延长了斯特林制冷机的寿命。

Description

一种用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构
技术领域
本发明涉及制冷机技术领域，尤其是涉及一种用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构。
背景技术
集成式斯特林制冷机因具有制冷量大、工作温度范围宽、效率高、质量轻、体积小以及可靠性高等特点，能够满足超导器件、低温电子器件、红外探测器所需要的低温工作环境，已成功地应用于红外热像仪、红外前视及夜视、导弹制导宇航探测等领域。对于空间应用，长寿命和高可靠性是必须解决的关键技术之一。集成式斯特林制冷机的寿命直接影响到探测设备的使用年限，它是用户最为关注的问题。
由于集成式制冷机的特殊要求，压缩气缸与压缩活塞之间不能采用油润滑，而是通过在活塞表面上喷涂一层有一定自润滑性的耐磨涂层来延缓压缩副的磨损，同时，由于压缩气缸与压缩活塞之间采用间隙密封，为了保证集成式斯特林制冷机的性能，活塞与气缸之间的间隙小于0.01mm。在制冷机零部件加工与装配的过程中会产生误差，如果斯特林制冷机主轴与活塞轴线的垂直度偏差以及压缩连杆中心平面与压缩活塞销钉的垂直度偏差累积超过活塞与气缸之间的间隙，压缩活塞与压缩气缸之间就会产生相互作用力，作用力集中在活塞端部和尾部对角处。目前，通过在压缩连杆上加装辅助压簧，使得在这种情况出现时由辅助压簧给活塞施加一个旋转力矩调整活塞在气缸中的位置，但是由于各零件之间存在静摩擦力，这种结构的调节能力有限，只能减小活塞与气缸间的作用力大小，不能完全消除。活塞与气缸之间的作用力会增加压缩副的负荷，压缩副的负荷集中在活塞端部和尾部的对角处，使得该处的耐磨涂层磨损加剧，短期内会被磨穿，导致制冷机失效，或者由于磨损，使得压缩活塞和压缩气缸之间的配合间隙不能达到要求，导致制冷机失效，活塞与气缸之间的作用力过大时甚至会导致整机不能启动。集成式斯特林制冷机运行时，是通过制冷机主轴，将电机的旋转运动转化为压缩活塞的直线往复运动，同时由于活塞和气缸之间配合间隙非常小，要保证活塞运行与气缸同轴，仅通过提高零部件的加工和装配精度很难实现，并且高精度的零件使集成式制冷机加工成本大幅增加。目前，活塞和气缸之间压缩副的磨损已成为集成式斯特林制冷机使用寿命的瓶颈。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构。该种压缩副结构可以有效地补偿压缩活塞与压缩气缸之间不同轴的累积误差，维持现有制冷机零部件的加工及装配精度的同时延缓压缩副磨损，进而大幅增加集成式制冷机的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构，包括压缩气缸，与压缩气缸气密封配合的压缩活塞，与压缩活塞连接的压缩连杆；所述压缩活塞内、沿其直径线设置一压缩活塞销钉；所述压缩活塞销钉通过一调心轴承与压缩连杆连接；所述压缩活塞销钉穿设于调心轴承的内圈上，所述压缩连杆端部设置与调心轴承的外圈套装的连接孔，且该连接孔套装于调心轴承的外圈上。
优选的是，所述压缩活塞销钉与压缩活塞通过结构胶水粘接。
优选的是，所述调心轴承与压缩连杆通过结构胶水粘接。
优选的是，所述压缩活塞销钉与调心轴承通过结构胶水粘接。
集成式斯特林制冷机工作时，压缩活塞在压缩气缸内往复运动，压缩连杆绕压缩活塞销钉小角度摆动。根据集成式斯特林制冷机的结构，压缩活塞与压缩气缸不同轴的主要原因是由于制冷机主轴与活塞轴线的垂直度偏差以及压缩连杆中心平面与压缩活塞销钉的垂直度偏差累积造成。压缩活塞销钉与压缩连杆之间增加调心轴承后，在整机装配时，如果制冷机主轴与活塞轴线的垂直度偏差以及压缩连杆中心平面与压缩活塞销钉的垂直度偏差累积超过活塞与气缸之间的间隙，即活塞与气缸运行不同轴时，压缩活塞端部及尾部对角点上的作用力就可以使得压缩活塞绕垂直于纸面的轴小角度转动自动调整活塞与气缸间的同轴度。当斯特林整机装配完成后，各零部件之间的位置也就相对固定，制冷机在正常工作运行过程中，活塞与气缸将保持调整后的同轴度，压缩活塞销钉与压缩连杆之间不再有相对运动，压缩活塞往复运动方向上，连杆整体仍保持刚性，同时由于压缩活塞轴线与压缩气缸轴线重合，活塞与气缸之间的作用力消除，压缩副的磨损大幅度减小，集成式斯特林制冷机的寿命得到大幅度增加。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明结构简单巧妙，对原有集成式斯特林制冷机结构兼容性好，不需要大量改动就能实现预期效果。能够自动调整活塞与气缸间的同轴度，有效地消除压缩副的负荷，减轻压缩副的磨损。能够在原有制冷机零部件的加工及装配精度的基础上，大幅增加制冷机的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为压缩连杆的结构放大示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为压缩活塞的结构放大示意图。
图5为压缩活塞销钉的结构放大示意图。
图6为气缸活塞与压缩气缸不同轴时，压缩活塞端部及尾部所受作用力图。
图7为本发明自动调整气缸与活塞同轴度的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将以附图为基准，借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
图1-7所示用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构，包括压缩气缸1，与压缩气缸1气密封配合的压缩活塞2，与压缩活塞2连接的压缩连杆3；所述压缩活塞2内、沿其直径线设置一压缩活塞销钉4；所述压缩活塞销钉4通过一调心轴承5与压缩连杆3连接；所述压缩活塞销钉4穿设于调心轴承5的内圈上，所述压缩连杆3端部设置与调心轴承5的外圈套装的连接孔6，且该连接孔6套装于调心轴承5的外圈上。
本实施例中，所述压缩活塞销钉4与压缩活塞2通过结构胶水粘接，为防止胶水溢出，堵塞压缩活塞与压缩气缸间隙，压缩活塞上的销钉孔处设有倒角。显然也可采用过盈配合连接，或者采用螺纹结构连接、焊接等。所述调心轴承5与压缩连杆3通过结构胶水粘接。显然也可采用过盈配合连接，或者焊接等。所述压缩活塞销钉4与调心轴承5通过结构胶水粘接，显然也可采用过盈配合连接，或者轴肩及挡肩等连接方式进行连接。
本发明的集成式斯特林制冷机工作时，压缩活塞在压缩气缸内往复运动，压缩连杆绕压缩活塞销钉小角度摆动，与此同时，当加工及装配误差引起压缩活塞与压缩气缸不同轴时(如图6所示)，活塞尾部和端部对角点上的作用力可以使压缩活塞绕垂直与纸面的轴小角度转动，自动调整活塞与气缸间的同轴度（如图7所示）。该结构能够有效地消除压缩副的负荷，减轻压缩副的磨损，能够在现有制冷机零部件的加工及装配精度的基础上，大幅增加制冷机的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构，包括压缩气缸，与压缩气缸气密封配合的压缩活塞，与压缩活塞连接的压缩连杆；其特征在于：所述压缩活塞内、沿其直径线设置一压缩活塞销钉；所述压缩活塞销钉通过一调心轴承与压缩连杆连接；所述压缩活塞销钉穿设于调心轴承的内圈上，所述压缩连杆端部设置与调心轴承的外圈套装的连接孔，且该连接孔套装于调心轴承的外圈上。
2.根据权利要求1所述用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构，其特征在于：所述压缩活塞销钉与压缩活塞通过结构胶水粘接。
3.根据权利要求1或2所述用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构，其特征在于：所述调心轴承与压缩连杆通过结构胶水粘接。
4.根据权利要求1或2所述用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构，其特征在于：所述压缩活塞销钉与调心轴承通过结构胶水粘接。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5421245A (en) * 1992-08-11 1995-06-06 Empresa Brasileira De Compressores S.A. - Embraco Piston-articulating pin-connecting rod assembly for reciprocating hermetic compressors
JP2012082784A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Panasonic Corp 密閉型圧縮機
CN103541882A (zh) * 2012-07-12 2014-01-29 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 压缩组件及其所应用的压缩机
CN104373319A (zh) * 2014-11-14 2015-02-25 固耐重工（苏州）有限公司 一种迷宫型往复式压缩机的十字头与活塞杆连接结构
CN108930609A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 江苏鸿源动力科技有限公司 一种新型斯特林热力循环设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5421245A (en) * 1992-08-11 1995-06-06 Empresa Brasileira De Compressores S.A. - Embraco Piston-articulating pin-connecting rod assembly for reciprocating hermetic compressors
JP2012082784A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Panasonic Corp 密閉型圧縮機
CN103541882A (zh) * 2012-07-12 2014-01-29 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 压缩组件及其所应用的压缩机
CN104373319A (zh) * 2014-11-14 2015-02-25 固耐重工（苏州）有限公司 一种迷宫型往复式压缩机的十字头与活塞杆连接结构
CN108930609A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 江苏鸿源动力科技有限公司 一种新型斯特林热力循环设备

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