[发明专利]一种旋转式斯特林制冷机用活塞装置

说明书

本发明公开了一种旋转式斯特林制冷机用活塞装置，包括连杆、活塞，所述连杆通过活塞销与所述活塞转动连接，所述活塞销通过球节与所述连杆活动连接；连杆靠近所述活塞的一端设有台阶孔，所述球节包括转动连接于所述台阶孔内的球头，所述球头套接于所述活塞销上,本发明通过在连杆与活塞销之间增加球节，灵活的增加了活塞相对连杆的运动自由度，使得连杆与活塞在运行过程中能够自适应相对运动，保证活塞在气缸中直线往复运行的同轴度要求，降低连杆在平面运动过程中对活塞造成的侧向力影响，降低了对活塞及气缸的装配精度要求，并且保证了活塞与气缸的同轴度要求，提高了活塞与气缸的使用寿命。

技术领域

本发明涉及连杆活塞技术领域，具体是一种旋转式斯特林制冷机用活塞装置。

背景技术

斯特林制冷机是采用逆斯特林循环的主动型制冷机，被广泛应用在工业和军事领域，如低温电子器件、红外探测器、超导器件等的冷却，在导弹制导、红外前视和夜视、热像仪等。使得斯特林制冷机的需求数量激增，也对制冷机的工作寿命也提出了更高要求。

斯特林制冷机一般根据压缩机的运动方式分为线性式和旋转式，其中线性式制冷机采用线性电机驱动，具有可靠性高、振动噪音小等优点，但也存在技术难度高、体积重量大、制造成本高、调试周期长等缺点，主要应用于航空航天及其他对可靠性要求苛刻的场合。

而旋转式斯特林制冷机采用旋转电机驱动，通过曲柄连杆机构及轴承支撑，将电机的旋转运动转变为单活塞的直线往复运动，具有体积小、重量轻及结构紧凑的特点，被广泛用在机载及弹载等军事领域的红外探测器中，为红外探测器组件提供低温环境。但是，现有活塞在装配过程中对装配精度要求高，在工作过程中活塞与气缸的同轴度差，引起活塞对气缸的侧向摩擦力大，造成活塞的工作时间短等问题

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转式斯特林制冷机用活塞装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种包括连杆、活塞，所述连杆通过活塞销与所述活塞转动连接，所述活塞销通过球节与所述连杆活动连接；

连杆靠近所述活塞的一端设有台阶孔，所述球节包括转动连接于所述台阶孔内的球头，所述球头套接于所述活塞销上。

作为本发明进一步的方案：所述连杆内设有圆形凸台，所述圆形凸台位于所述台阶孔的一端，所述连杆内设有环形槽，所述环形槽位于所述台阶孔远离所述圆形凸台的一端。

作为本发明进一步的方案：所述球节位于所述圆形凸台与所述环形槽之间，所述环形槽内卡接有用于限位的弹性挡圈。

作为本发明进一步的方案：所述台阶孔内设有用于下球座、上球座，所述下球座、上球座内孔为凹球面形状，所述下球座、上球座外周为圆柱形状，所述球头转动连接于所述下球座、上球座凹球面之间。

作为本发明进一步的方案：所述下球座与所述圆形凸台之间设有波形垫片。

作为本发明进一步的方案：所述下球座、上球座为聚酰亚胺材料，所述下球座、上球座表面光洁度不大于Ra0.1，所述球头为轴承钢GGr15材料，淬火硬度不小于HRC70，表面光洁度不大于Ra0.01。

作为本发明进一步的方案：所述球头内设有球头通孔，所述活塞销插接于所述球头通孔内。

作为本发明进一步的方案：所述活塞包括圆柱结构的活塞体以及设置于所述活塞体一端的活塞头，所述活塞体靠近所述连杆的一端开设有用于容纳所述连杆的活塞盲孔，所述活塞盲孔与所述活塞体同轴布置。

作为本发明进一步的方案：所述活塞体上设有活塞通孔，所述活塞销插接于所述活塞通孔内。

作为本发明进一步的方案：所述活塞体外围设有V型槽。