專利名稱：一種可自動調(diào)心的活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械制造領(lǐng)域，尤其涉及一種可自動調(diào)心的活塞。
背景技術(shù)：
斯特林制冷機是目前在紅外技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的制冷機之一。它的關(guān)鍵部件之一是與其汽缸構(gòu)成間隙密封的壓縮活塞和膨脹制冷活塞(也稱推移活塞)。為了減小活塞與汽缸間的摩擦，通常在活塞表面附加一層耐磨塑料或鍍一層類金剛石膜，如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，活塞110間隙密封于汽缸套120內(nèi)，活塞110上設(shè)有活塞橫軸130和活塞連桿140，活塞連桿140固定于活塞橫軸130上，當活塞連桿140受力時帶動活塞IIO在汽缸套120內(nèi)往復運動，其中活塞IIO表層為類金剛石鍍層lll，用于防止活塞110與汽缸套120碰撞或摩擦產(chǎn)生熱量對活塞IIO所在裝置產(chǎn)生影B向。然而，現(xiàn)有制冷機活塞耐磨層與活塞體的結(jié)合存在明顯的缺陷如采用耐磨塑料層，通常用膠接的工藝使耐磨層與活塞體成為一體。隨工作時間加長，其膠接強度逐漸下降，耐磨層就可能脫落，并有粉末產(chǎn)生；如采用鍍類金剛石的膜，它們是靠耐磨類金剛石與活塞體材料的分子親和力結(jié)合為一體的。在活塞與汽缸內(nèi)孔的間隙間充滿一定壓力的氦氣，由于活塞高速往復運動，使間隙間充的氦氣壓力一會兒升高，一會兒降低，這個起伏壓力，不斷的作用到附加的耐磨層上，使附加的耐磨層與活塞體間的結(jié)合力逐漸降低，這耐磨層料就可能形成粉末落到間隙里。隨著工作時間延長，耐磨層掉下的粉末也越來越多，這些粉末不但能被起伏的氦氣壓力推到回熱器里，使其逐漸堵塞，制冷效率急劇下降。如在間隙里這種粉末積累過多，形成耐磨粉顆粒，就可能卡住活塞，使制冷機失效。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種可自動調(diào)心的活塞，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的活塞體易偏離汽缸套內(nèi)孔中心而與汽缸套碰觸和受間隙汽壓的影響等因素使活塞體表面的耐磨層脫落而導致活塞被卡住或活塞體所在裝置失效等問題。 具體的，本實用新型提供一種可自動調(diào)心的活塞，置于汽缸套210內(nèi)，與所述汽缸
套210間隙密封，包括活塞本體220、活塞橫軸230和活塞連桿240， 所述活塞本體220包括無鍍潤滑膜的堅硬耐磨表層221 ; 所述活塞橫軸230固定于垂直活塞運動方向的活塞本體220上； 所述活塞連桿240包括一長度小于所述活塞橫軸230的圓環(huán)套241和與所述圓環(huán)
套241相連的受力連桿242 ;所述圓環(huán)套241套于所述活塞橫軸230上且可在所述活塞橫
軸230上自由移動。 進一步的，本實用新型提供的可自動調(diào)心的耐磨活塞還具有以下特點[0009] 所述堅硬耐磨表層221為通過碳、氮共滲工藝處理獲取的。[0010] 所述圓環(huán)套241內(nèi)徑與所述活塞橫軸230外徑間的公差為2到50微米。[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點[0012] 本實用新型由于采用了碳、氮共滲工藝對活塞表面進行處理，把碳、氮分子滲到活塞表層里，形成與活塞為一體的薄薄堅硬層，這種硬層既堅韌又耐磨，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的活塞表面耐磨層易脫落的問題；同時，本實用新型提供的活塞采用了自動調(diào)心機構(gòu)，使活塞懸浮于汽缸中，進而達到了活塞在往復運動時不與汽缸套接觸，避免了活塞與汽缸套碰觸而產(chǎn)生的弊端。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例
或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖進行簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅
僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前
提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型提供的一種可自動調(diào)心的活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；[0016] 圖3為本實用新型提供的活塞連桿套在活塞橫軸上的側(cè)視圖。
具體實施方式下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。 本實用新型提供一種可自動調(diào)心的活塞，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的活塞體易偏離汽缸套內(nèi)孔中心而與汽缸套碰觸和受間隙汽壓的影響等因素使活塞體表面的耐磨層脫落而導致活塞被卡住或活塞體所在裝置失效等問題。 如圖2所示，為本實用新型提供的可自動調(diào)心的活塞的結(jié)構(gòu)示意圖，該可自動調(diào)心的活塞置于汽缸套210內(nèi)，且與汽缸套210間隙密封，具體包括活塞本體220、活塞橫軸230和活塞連桿240，其中， 活塞本體220包括無鍍潤滑膜的堅硬耐磨表層221 ; 活塞橫軸230固定于垂直活塞運動方向的活塞本體220上； 活塞連桿240包括一長度小于活塞橫軸230的圓環(huán)套241和與圓環(huán)套241相連的受力連桿242 ;其中，圓環(huán)套241套于活塞橫軸230上且可在活塞橫軸230上自由移動；[0023] 當活塞連桿240受到外力時，帶動活塞本體220在汽缸套210內(nèi)與汽缸套210內(nèi)孔同心往復運動。 進一步的，本實用新型提供的可自動調(diào)心的活塞對活塞本體220表層進行碳、氮
共滲處理形成堅硬的耐磨層221，采用碳、氮共滲處理是基于現(xiàn)有技術(shù)中活塞本體表層均是
采用鍍金剛石鍍層，在長時間工作下鍍金剛石鍍層組成的耐磨層極易脫落，產(chǎn)生的異物會
對活塞本體所在裝置性能產(chǎn)生影響。而本實用新型通過對活塞本體220表層進行碳、氮共
滲處理后能夠在表層形成一層堅硬層，該層即堅韌又耐磨，所以避免了活塞本體220表層
脫落的弊端，當然碳、氮共滲處理為現(xiàn)有技術(shù)，在此不對其做詳細闡述。 同時，本實用新型還具有自動調(diào)心機構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)中活塞連桿與活塞橫軸是連為
4一體的，活塞連桿不能獨立于活塞橫軸而自由滑動，容易出現(xiàn)活塞在汽缸套內(nèi)往復運動時偏離汽缸套內(nèi)孔中心，從而導致活塞本體與汽缸套內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦或碰撞，進一步導致了活塞本體表層的鍍層脫落。 本實用新型基于上述缺陷對現(xiàn)有的活塞結(jié)構(gòu)進行改進，具體的，本實用新型提供的活塞結(jié)構(gòu)中，活塞連桿240可以在活塞橫軸230上進行左右移動和/或前后移動，其中，活塞連桿240中的圓環(huán)套241內(nèi)徑與活塞橫軸230外徑間的公差為2到50微米，這個參數(shù)是非常重要的，它是實現(xiàn)本發(fā)明的關(guān)鍵所在。如圖3所示，為活塞連桿套在活塞橫軸上的側(cè)視圖，正是由于存在上述公差才使得活塞連桿240能夠獨立于活塞橫軸230而移動，從而使得活塞本體220在汽缸套210內(nèi)處于懸浮狀態(tài)，當活塞本體220進行往復運動時，若有偏離汽缸套210內(nèi)孔中心的情況發(fā)生，活塞連桿240自動將其調(diào)整至中心位置，從而避免了活塞本體220偏離中心位置導致與汽缸套210碰撞或摩擦的弊端。 綜上所述，本實用新型由于采用了碳、氮共滲工藝對活塞表面進行處理，把碳、氮分子滲到活塞表層里，形成與活塞為一體的薄薄堅硬層，這種硬層既堅韌又耐磨，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的活塞表面耐磨層易脫落的問題；同時，本實用新型提供的活塞采用了自動調(diào)心機構(gòu)，使活塞懸浮于汽缸中，進而達到了活塞在往復運動時不與汽缸壁接觸，避免了活塞與汽缸套接觸發(fā)熱對活塞所在裝置性能產(chǎn)生影響。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求一種可自動調(diào)心的活塞，置于汽缸套(210)內(nèi)，與所述汽缸套(210)間隙密封，其特征在于，包括活塞本體(220)、活塞橫軸(230)和活塞連桿(240)，所述活塞本體(220)包括無鍍潤滑膜的堅硬耐磨表層(221)；所述活塞橫軸(230)固定于垂直活塞運動方向的活塞本體(220)上；所述活塞連桿(240)包括一長度小于所述活塞橫軸(230)的圓環(huán)套(241)和與所述圓環(huán)套(241)相連的受力連桿(242)；所述圓環(huán)套(241)套于所述活塞橫軸(230)上且可在所述活塞橫軸(230)上自由移動。
2. 如權(quán)利要求1所述的可自動調(diào)心耐磨活塞，其特征在于，所述堅硬耐磨表層(221)為通過碳、氮共滲工藝處理獲取的。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的可自動調(diào)心耐磨活塞，其特征在于，所述圓環(huán)套(241)內(nèi)徑與所述活塞橫軸(230)外徑間的公差范圍為2到50微米。
專利摘要本實用新型公開了一種可自動調(diào)心的活塞，置于汽缸套(210)內(nèi)，與汽缸套(210)間隙密封，包括活塞本體(220)、活塞橫軸(230)和活塞連桿(240)，活塞本體(220)包括無鍍潤滑膜的堅硬耐磨表層(221)；活塞橫軸(230)固定于垂直活塞運動方向的活塞本體(220)上；活塞連桿(240)包括圓環(huán)套(241)和與該圓環(huán)套(241)相連的受力連桿(242)；圓環(huán)套(241)套于活塞橫軸(230)上且可在活塞橫軸(230)上自由移動。本實用新型采用無鍍潤滑膜和自動調(diào)心機構(gòu)避免了活塞表層的耐磨層極易脫落對活塞所在裝置產(chǎn)生影響的問題。
文檔編號F04B39/00GK201502505SQ200920110699
公開日2010年6月9日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者劉庚, 劉湘德, 孫瑩, 張國綱, 張巍, 王亞妮, 遲國春, 金海 申請人:中國電子科技集團公司第十一研究所