專利名稱：一種活塞式制冷壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于制冷壓縮機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種活塞式制冷壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，在冰箱壓縮機(jī)行業(yè)中普遍采用的技術(shù)是壓縮機(jī)通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)壓縮機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為連桿小頭的往復(fù)移動(dòng)，連桿帶動(dòng)活塞，活塞在氣缸座缸孔作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如圖1至圖5所示，是現(xiàn)有技術(shù)的制冷壓縮機(jī)的示意圖。其中，圖1是外形示意圖； 圖2是壓縮機(jī)氣缸座5的剖視圖；圖3、圖4是傳統(tǒng)的活塞4的示意圖，圖5是氣缸座5與活塞4、連桿2、曲軸1等的裝配圖。由于在現(xiàn)有技術(shù)中活塞與氣缸座的摩擦嚴(yán)重，在高溫條件下容易使接觸表面受損，影響密封性能和配合精度?，F(xiàn)有技術(shù)中為避免接觸表面受損，采取的措施只能是增大配合間隙，但是，其結(jié)果是對(duì)密封性能帶來(lái)不利影響。在現(xiàn)有技術(shù)中，氣缸座5的材料使用鑄鐵，活塞4采用的是鐵基粉末冶金或鑄鐵件，活塞4與氣缸座5均采用鐵質(zhì)，鐵的密度大，質(zhì)量大。而氣缸座、活塞均屬于壓縮機(jī)主要零件，質(zhì)量大，增加壓縮機(jī)整機(jī)重量；同時(shí)，由于鐵強(qiáng)度高，硬度大，為達(dá)到零件加工精度，對(duì)設(shè)備和加工工藝提出更高要求；尤為嚴(yán)重的是鐵質(zhì)活塞質(zhì)量大，往復(fù)慣性力大，由不平衡力激勵(lì)引起殼體振動(dòng)， 造成壓縮機(jī)噪聲增加。在以鐵質(zhì)為主的往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)中，所有的旋轉(zhuǎn)慣性力可以完全平衡掉，而一階往復(fù)慣性力只能平衡1/3 1/2。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的問(wèn)題是提供一種活塞式制冷壓縮機(jī)，其目的是減輕壓縮機(jī)重量、減少活塞與氣缸座的摩擦、降低振動(dòng)、提高壓縮機(jī)的能效比。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為本實(shí)用新型所提供的活塞式制冷壓縮機(jī)，包括曲軸、連桿、活塞以及氣缸座，在所述的氣缸座的氣缸孔內(nèi)壁上設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層；或者在所述的活塞上與所述的氣缸座的氣缸孔配合的表面上設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層；或者在所述的氣缸座的氣缸孔內(nèi)壁上、在所述的活塞上與所述的氣缸座的氣缸孔配合的表面上均設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層。所述的耐磨噴涂層的材料為聚四氟乙烯。所述的耐磨噴涂層的厚度為0. 001 0. 010mm。所述的活塞的密封端的軸向長(zhǎng)度為10 士 0. 15mm。
3[0016]所述的氣缸座的本體材料為鋁合金?；蛘咚龅臍飧鬃谋倔w材料為其它輕質(zhì)金屬材料。所述的活塞的材料為鋁合金。或者所述的活塞的材料為其它輕質(zhì)金屬材料。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，在氣缸座上噴涂抗高溫、耐磨性能極佳的聚四氟乙烯(特氟龍)材料，活塞與氣缸孔的往復(fù)摩擦力、壓縮機(jī)機(jī)械摩擦噪聲進(jìn)一步減??；由于抗磨性能提高、摩擦系數(shù)減小，可以進(jìn)一步減小鋁制活塞與氣缸孔的配合間隙；在配合間隙減小的同時(shí)，將活塞密封端的軸向長(zhǎng)度增加4mm左右，壓縮機(jī)的泄漏進(jìn)一步減小，極大提高壓縮機(jī)輸氣系數(shù)，提高壓縮機(jī)制冷量，摩擦性能改善，降低了壓縮機(jī)輸入功率，使整機(jī)COP 明顯提升；氣缸座和活塞改為鋁制材料，重量減輕2. 8倍，氣缸座加工性能與加工精度明顯提高；活塞的不平衡激振力也減小2. 8倍，大大減小激振力對(duì)殼體以及殼體密封內(nèi)腔制冷劑的激勵(lì)噪聲；因不平衡激振力減小與摩擦噪聲減小，使壓縮機(jī)的噪聲與振動(dòng)明顯下降， 真正做到節(jié)約能源和原材料、降低噪聲。

下面對(duì)本說(shuō)明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的鑄鐵氣缸座外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示結(jié)構(gòu)的B-B剖視示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的粉末冶金鐵質(zhì)的活塞結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示結(jié)構(gòu)的A-A剖視示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的鑄鐵氣缸座往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型中的噴涂有特氟龍材質(zhì)的鋁質(zhì)氣缸座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6中的C-C剖視示意圖；圖8為本實(shí)用新型中的鋁質(zhì)活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖8中的A-A剖視示意圖；圖10為本實(shí)用新型的涂覆了特氟龍材料的鋁質(zhì)氣缸座與鋁質(zhì)活塞的壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為1、曲軸，2、連桿，3、活塞銷，4、活塞，5、氣缸座，6、耐磨噴涂層。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖6、圖7和圖10所表達(dá)的本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，為一種活塞式的制冷壓縮機(jī)，包括曲軸1、連桿2、活塞銷3、活塞4以及氣缸座5。為了克服克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)減輕壓縮機(jī)重量、減少活塞與氣缸座的摩擦、降低振動(dòng)、提高壓縮機(jī)的能效比的發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為如圖7和圖10所示，本實(shí)用新型所提供的活塞式制冷壓縮機(jī)，在所述的氣缸座5 的氣缸孔內(nèi)壁上設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層6 ；[0036]或者在所述的活塞4上與所述的氣缸座5的氣缸孔配合的表面上設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層6 ；或者在所述的氣缸座5的氣缸孔內(nèi)壁上、在所述的活塞4上與所述的氣缸座5的氣缸孔配合的表面上均設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層6。所述的耐磨噴涂層6的材料為聚四氟乙烯。為了減小摩擦阻力并提高輸氣系數(shù)，在鋁制氣缸座5的氣缸孔的內(nèi)壁上，或者在所述的活塞4上與所述的氣缸座5的氣缸孔配合的表面上，噴涂一種抗高溫、耐磨性能極佳的聚四氟乙烯涂膜——特氟龍耐磨材料，或者在所述的氣缸座5的氣缸孔內(nèi)壁上、在所述的活塞4上與所述的氣缸座5的氣缸孔配合的表面上均噴涂所述的抗高溫、耐磨性能極佳的聚四氟乙烯涂膜——特氟龍耐磨材料。同時(shí)可結(jié)合具體工藝要求，將氣缸座、活塞表面涂上所需要的噴耐磨涂層厚度。在高負(fù)載下，特氟龍材料具有優(yōu)良的耐磨性能，同時(shí)特氟龍耐磨材料跟絕大多數(shù)材質(zhì)接觸時(shí)都有很低的摩擦系數(shù)，其杰出的滑動(dòng)性能已經(jīng)被廣泛地認(rèn)可；另一方面，噴涂特氟龍涂膜有極強(qiáng)的耐高溫及耐火性能，這是因?yàn)樘胤埐牧嫌泻芨叩娜埸c(diǎn)和自燃點(diǎn)， 特氟龍涂層的工作溫度最高可以達(dá)到300°C，間斷性的工作溫度甚至可以達(dá)到320°C。在 250°C ^(TC之間可連續(xù)使用，其顯著的熱穩(wěn)定性完全適應(yīng)于壓縮機(jī)在各種背壓下工作。 活塞4與氣缸孔的往復(fù)摩擦力進(jìn)一步減小，壓縮機(jī)的機(jī)械摩擦噪聲也進(jìn)一步減小。由于抗磨性能提高及摩擦系數(shù)變小，可以進(jìn)一步減小鋁制活塞與氣缸孔的配合間隙。具體地說(shuō)，在涂覆工藝的范圍內(nèi)，所述的耐磨噴涂層6的厚度的最佳數(shù)值為 0. 001 0. 010mm。如圖8所示(結(jié)合圖3)，本實(shí)用新型所述的活塞4的密封端的軸向長(zhǎng)度為 10士0. 15mm。現(xiàn)有技術(shù)中，活塞密封端的長(zhǎng)度為6mm左右。在配合間隙減小的同時(shí)，可以調(diào)整活塞密封端長(zhǎng)度，將活塞密封端長(zhǎng)度增加4mm左右，壓縮機(jī)的泄漏進(jìn)一步減小，極大提高壓縮機(jī)輸氣系數(shù)。如圖7所示，本實(shí)用新型所述的氣缸座5的本體材料為鋁合金。如圖9所示，本實(shí)用新型所述的活塞4的材料為鋁合金。本實(shí)用新型為了減小不平衡激振力對(duì)殼體的刺激產(chǎn)生噪聲與振動(dòng)，將氣缸座5改為鋁制材料后，重量減輕2. 8倍，氣缸座5的加工性能與加工精度明顯提高；同時(shí)，由于活塞 4也改為鋁質(zhì)材料，不平衡激振力也減小2. 8倍，大大減小激振力對(duì)殼體以及殼體密封內(nèi)腔制冷劑的激勵(lì)噪聲，采用鋁制材料氣缸座5與活塞4，并加上噴涂特氟龍涂層，減輕了壓縮機(jī)重量，因輸氣系數(shù)增大，提高壓縮機(jī)制冷量，因摩擦性能改善降低了壓縮機(jī)輸入功率，使整機(jī)能效比 (COP)明顯提升；因不平衡激振力減小與摩擦噪聲減小，使壓縮機(jī)的噪聲與振動(dòng)明顯下降。 將壓縮機(jī)的氣缸座5改為鋁質(zhì)，由于鋁的加工性能比鐵好，氣缸座5的加工精度提高，容易滿足加工要求，使廢品率顯著下降，從而成本降低。本實(shí)用新型所述的氣缸座的本體材料也可以為其它輕質(zhì)金屬材料。同樣，本實(shí)用新型所述的活塞的材料也可為其它輕質(zhì)金屬材料。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)
5[0050]壓縮機(jī)整機(jī)重量降低，明顯節(jié)約材料；能提高壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)，在不提高壓縮機(jī)的單位容積和電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，大大提高壓縮機(jī)制冷量并降低輸入功率，達(dá)到顯著提高壓縮機(jī)COP值目的；能有效地降低壓縮機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生的不平衡往復(fù)運(yùn)動(dòng)力，降低壓縮機(jī)噪音、振動(dòng)。下面是對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及制造工藝的具體分析本實(shí)用新型的相關(guān)工藝為在氣缸座5珩磨后，通過(guò)一種特殊工藝，在氣缸座5的缸孔內(nèi)壁上噴涂一種厚度 1 10微米的特氟龍材質(zhì)的耐磨噴涂層6。氣缸座5與鋁質(zhì)活塞4在一種恒溫恒濕環(huán)境中，時(shí)效處理一段時(shí)間，消除應(yīng)力后進(jìn)行裝配。裝配時(shí)將氣缸座5與活塞4的裝配間隙在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上縮小2 3微米，按正常裝配程序裝上曲軸1、連桿2、電機(jī)等。壓縮機(jī)通電后，電機(jī)帶動(dòng)曲軸1旋轉(zhuǎn)，曲軸1短軸接上連桿2，連桿2帶動(dòng)活塞4在氣缸座5中進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的吸氣、壓縮、排氣、膨脹。對(duì)本實(shí)用新型的原理分析如下由于特氟涂層氣缸孔極高的耐磨性與極低的摩擦系數(shù)，氣缸孔與活塞配合間隙進(jìn)一步縮小，再加上活塞密封端長(zhǎng)度的增加，以壓力潤(rùn)滑為主的壓縮機(jī)通過(guò)離心潤(rùn)滑將油泵到氣缸孔與活塞配合間隙，實(shí)現(xiàn)活塞與缸孔冷凍機(jī)油密封，密封性能提高。所述的輸氣系數(shù)為λ = AvApA1A1其中，λν、λρ、λτ、X1分別是與體積、壓力、溫度和泄漏相關(guān)的系數(shù)。壓縮機(jī)泄漏系數(shù)λ工增加，輸氣系數(shù)λ增加，壓縮機(jī)制冷量％增加；同時(shí)，由于耐磨性增加，摩擦系數(shù)變小，摩擦功RiI減小，輸入功率Pe減小，壓縮機(jī)COP =制冷量/輸入功率，因此COP增加。另外，鋁質(zhì)的活塞4的質(zhì)量減輕2. 8倍，往復(fù)慣性力大大減小。在以鐵質(zhì)為主的往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)中，所有的旋轉(zhuǎn)慣性力可以完全平衡掉，而一價(jià)往復(fù)慣性力只能平衡 1/3 1/2 ；而以鋁質(zhì)為基質(zhì)的活塞，除了全部的旋轉(zhuǎn)慣性力可以平衡掉，往復(fù)慣性力相對(duì)于原鐵質(zhì)活塞而言，由于往復(fù)質(zhì)量mp大大減少，連桿小頭轉(zhuǎn)化的往復(fù)質(zhì)量Hicd只占到連桿質(zhì)量一小部分，因此往復(fù)質(zhì)量％大大減小Oi^ = mp+mcl)，不平衡往復(fù)慣性力。大大減小，一價(jià)往復(fù)慣性力可以平衡掉1/2以上，需要在曲軸上進(jìn)行配重的平衡片質(zhì)量和半徑也減小，節(jié)約了材料消耗；降低不平衡力產(chǎn)生的振動(dòng)；而噪聲產(chǎn)生的根源是殼體的振動(dòng)，而使殼體產(chǎn)生振動(dòng)的很大一部分源于不平衡的激振力。不平衡激振力振源減小，噪聲降低，達(dá)到低噪聲效果。通過(guò)以上原理分析表明本實(shí)用新型顯著減輕了壓縮機(jī)的重量；采用噴涂有特氟龍材質(zhì)的鋁質(zhì)氣缸座和鋁質(zhì)活塞等新型結(jié)構(gòu)，可以提高輸氣系數(shù)，降低摩擦，提高制冷量與 C0P，降低了壓縮機(jī)噪聲與振動(dòng)，真正做到節(jié)約能源和原材料、降低噪聲。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種活塞式制冷壓縮機(jī)，包括曲軸(1)、連桿O)、活塞以及氣缸座(5)，其特征在于在所述的氣缸座(5)的氣缸孔內(nèi)壁上設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層(6)；或者在所述的活塞(4)上與所述的氣缸座(5)的氣缸孔配合的表面上設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層(6)；或者在所述的氣缸座(5)的氣缸孔內(nèi)壁上、在所述的活塞(4)上與所述的氣缸座(5) 的氣缸孔配合的表面上均設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層(6)。
2.按照權(quán)利要求1所述的活塞式制冷壓縮機(jī)，其特征在于所述的耐磨噴涂層(6)的材料為聚四氟乙烯。
3.按照權(quán)利要求2所述的活塞式制冷壓縮機(jī)，其特征在于所述的耐磨噴涂層(6)的厚度為 0. 001 0. OlOmm0
4.按照權(quán)利要求1或2或3所述的活塞式制冷壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞(4)的密封端的軸向長(zhǎng)度為10 士 0. 15mm。
5.按照權(quán)利要求1或2或3所述的活塞式制冷壓縮機(jī)，其特征在于所述的氣缸座(5) 的本體材料為鋁合金。
6.按照權(quán)利要求1或2或3所述的活塞式制冷壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞(4)的材料為鋁合金。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種活塞式制冷壓縮機(jī)，包括曲軸(1)、連桿(2)、活塞(4)以及氣缸座(5)，在所述的氣缸座(5)的氣缸孔內(nèi)壁上和活塞(4)上與所述的氣缸座(5)的氣缸孔配合的表面上設(shè)有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層(6)；氣缸座(5)的本體材料和活塞(4)的材料為鋁合金。采用上述技術(shù)方案，采用噴涂有特氟龍材質(zhì)的鋁質(zhì)氣缸座和鋁質(zhì)活塞等新型結(jié)構(gòu)，可以提高輸氣系數(shù)，降低摩擦，提高制冷量與COP；顯著減輕了壓縮機(jī)的重量；降低了壓縮機(jī)噪聲與振動(dòng)，做到節(jié)約能源和原材料、降低噪聲。
文檔編號(hào)F04B39/00GK202203078SQ20112030178
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者何景云, 方澤云, 楊百昌, 林軍, 王新南, 謝國(guó)家 申請(qǐng)人:蕪湖歐寶機(jī)電有限公司