[发明专利]一种用于小型斯特林制冷机的自适应压缩副结构

说明书

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。

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。