專利名稱：一種空氣壓縮機活塞組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣壓縮機技術(shù)領(lǐng)域，具體地說 涉及一種空氣壓縮機活塞組件。
背景技術(shù)：
當前，無油潤滑空氣壓縮機廣泛采用組件式活塞，其典型結(jié)構(gòu)如圖1至圖3所示， 亦即活塞由活塞蓋板1、活塞本體2和密封環(huán)3等零部件組裝而成，活塞蓋板1由緊固件4 連接到活塞本體2上，密封環(huán)3則配裝在活塞蓋板1與活塞本體2之間，活塞本體2與壓縮 機的連桿緊固連接或者為一體制作，另外活塞本體2也可以通過軸承或軸銷結(jié)構(gòu)與連桿連 接；上述活塞組件被安置在壓縮機的氣缸內(nèi)并與氣缸作運動配合，利用與氣缸內(nèi)孔壁面接 觸的密封環(huán)3的外緣表面3a形成運動密封。然而實踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的活塞組件存在有 一個缺陷，這就是密封環(huán)3與氣缸內(nèi)孔壁面作運動配合的外緣表面3a均無一例外地做成具 有回轉(zhuǎn)曲面結(jié)構(gòu)的圓環(huán)狀外緣表面(這在圖2給出的視圖上可以清晰地看到)，以便與傳 統(tǒng)的圓形氣缸缸孔相匹配，不難發(fā)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)的密封環(huán)3的防松轉(zhuǎn)能力比較差，這是因為 當壓縮機工作時，圓環(huán)狀的密封環(huán)3在摩擦、振動、慣性以及變形等各種因素的影響下極易 產(chǎn)生圍繞活塞軸線01的轉(zhuǎn)動，并因此形成驅(qū)動活塞蓋板1松脫的附加力矩，是導(dǎo)致壓縮機 “炸缸”事故的一個重要隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可有效提高密封環(huán)和活塞蓋板的防松轉(zhuǎn)能力的空氣壓 縮機活塞組件。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)一種空氣壓縮機活塞組件，它包括活塞蓋板、活塞本體 和密封環(huán)，所述活塞蓋板使用緊固件緊固連接到活塞本體上，所述密封環(huán)配裝在活塞蓋板 與活塞本體之間，其特征在于所述密封環(huán)具有一個與壓縮機氣缸缸孔相匹配的橢圓狀或類 橢圓狀的環(huán)形外緣表面。上述密封環(huán)的外緣表面的最大外輪廓線的短軸與活塞組件的搖擺平面平行或者重合。上述的緊固件相對于活塞組件的軸線呈偏置狀態(tài)。上述的活塞組件為斜頂活塞。上述的活塞本體具有橢圓狀或類橢圓狀的外緣輪廓線。上述的活塞蓋板具有橢圓狀或類橢圓狀的外緣輪廓線。上述的活塞蓋板上設(shè)置有防撞面。上述的的密封環(huán)的一部分彎曲卷起呈皮碗狀并包覆活塞蓋板的蓋板外緣面的一 部分。上述的活塞蓋板的外輪廓線呈多邊形。顯然，本發(fā)明采用具有橢圓狀或類橢圓狀的環(huán)形外緣表面的密封環(huán)，當然與之密 封配合的氣缸內(nèi)孔壁面亦應(yīng)具有相適應(yīng)的橢圓狀或類橢圓狀的缸孔型線，這樣密封環(huán)就會受到氣缸的約束而很難發(fā)生圍繞活塞組件軸線的轉(zhuǎn)動，因此減少了活塞蓋板的松脫機會； 另外，將緊固件相對于活塞軸線偏置，由此形成的偏置量構(gòu)成了抵抗活塞蓋板松轉(zhuǎn)的防松 力矩之力臂，故亦能有效防止活塞蓋板的松轉(zhuǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的活塞組件的剖面示意圖；圖2是圖1所示活塞組件的俯視圖；圖3是圖1所示活塞組件的軸測示意圖；圖4是本發(fā)明一種空氣壓縮機活塞組件的剖面示意圖；圖5是圖4所示一種空氣壓縮機活塞組件的左視圖；圖6是圖4所示一種空氣壓縮機活塞組件的俯視圖；圖7是圖4所示一種空氣壓縮機活塞組件的軸測示意圖；圖8是本發(fā)明一種空氣壓縮機活塞組件的裝配爆炸圖；圖9是本發(fā)明一種空氣壓縮機活塞組件采用偏置緊固件結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10是本發(fā)明一種空氣壓縮機活塞組件具有另一種類橢圓狀密封環(huán)外緣表面的 示意圖；圖11是本發(fā)明一種空氣壓縮機活塞組件的活塞蓋板具有矩形外輪廓線的示意 圖；圖12是本發(fā)明一種空氣壓縮機活塞組件的活塞蓋板具有圓形外輪廓線的示意 圖。
具體實施例方式下面以具體實施例對本發(fā)明作進一步描述，參見圖4-12 一種空氣壓縮機活塞組件，它包括活塞蓋板1、活塞本體2和密封環(huán)3，所述活塞蓋 板1使用緊固件4緊固連接到活塞本體2上，所述活塞本體2與壓縮機的連桿緊固連接或 者為一體制作，另外活塞本體2也可以通過軸承或軸銷結(jié)構(gòu)與連桿連接；所述密封環(huán)3配 裝在活塞蓋板1與活塞本體2之間，密封環(huán)3的一部分可以彎曲卷起呈皮碗狀并包覆活塞 蓋板1的蓋板外緣面Ic的一部分(從圖4和圖8上可以清晰看出)，當然密封環(huán)3也可以 不覆蓋活塞蓋板1的蓋板外緣面Ic ；上述活塞組件擁有唯一的活塞組件軸線01，它是通過 活塞蓋板1的頂面的形心且與該頂面垂直的直線，或者說活塞組件軸線01是活塞蓋板1的 頂面在其形心處的法線；這里所說的活塞蓋板1的頂面是指活塞蓋板1上這樣的外表面 它在壓縮機處于壓縮上止點時與壓縮機氣缸蓋的工作底面呈面對面的狀態(tài)，它可以是曲面 也可以是平面、可以為一個完整的面也可以是由若干個面組構(gòu)而成；活塞組件軸線01可以 與連桿大頭軸承座孔軸線02相交也可以不相交，但活塞組件軸線01應(yīng)該與連桿大頭軸承 座孔軸線02相互垂直(允許因制造誤差、裝配誤差、溫度變形和受力變形等引起的不垂直 現(xiàn)象)；本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的最大區(qū)別在于所述密封環(huán)3具有一個橢圓狀或類橢圓狀的環(huán) 形外緣表面3a(見圖6至圖8)，而傳統(tǒng)的密封環(huán)3均無一例外地采用圓形狀的環(huán)形外緣表 面3a(參見圖2)，需要指出的是，這里所說的外緣表面3a乃指密封環(huán)3與氣缸內(nèi)孔壁面作 運動配合的各種表面的集合，顯然本發(fā)明的密封環(huán)3的外緣表面3a必須與同樣具有橢圓狀或類橢圓狀的缸孔截面型線的氣缸缸孔相匹配，而傳統(tǒng)的密封環(huán)3的外緣表面3a也必須與具有圓狀的缸孔截面型線的氣缸缸孔相匹配，所謂相匹配并不要求密封環(huán)3a的外緣表面 3a必須與氣缸缸孔精密地具有完全相同的形狀和尺寸，而允許它們存在一定的差異以及形 狀誤差和尺寸誤差，尤其當活塞組件在氣缸內(nèi)運動時它們之間可能還會出現(xiàn)有一定幅度的 配合間隙，這時密封環(huán)3的彈性以及氣壓的作用會促使外緣表面3a盡量貼緊氣缸的缸孔 壁面，從而起到密封的作用；另外，這里所說的橢圓狀或類橢圓狀乃指這樣的定義對于活 塞組件而言用一個與活塞組件軸線Ol垂直的平面去剖切密封環(huán)3，以此獲得一個與外緣表 面3a的截交線，這個截交線稱之為外緣表面3a的外輪廓線，所述外緣表面3a的外輪廓線 表現(xiàn)為橢圓狀或類橢圓狀，對于壓縮機的氣缸而言用一個與氣缸軸線垂直的平面去剖切氣 缸，以此獲得一個缸孔截面型線，所述缸孔截面型線呈橢圓狀或類橢圓狀，上述所謂的橢圓 狀和類橢圓狀包括符合橢圓曲線的橢圓狀也包括符合簡諧曲線、樣條曲線、高次方曲線和 三角函數(shù)曲線的類橢圓狀，還包括由多段不同函數(shù)構(gòu)成的類橢圓狀(如圖10給出的就是由 直線和曲線構(gòu)成的類橢圓狀)，上述橢圓狀或類橢圓狀外輪廓線允許存在制造誤差、裝配誤 差和壓縮機運轉(zhuǎn)時造成的各種變形誤差，同時外輪廓線可以是連續(xù)的完整的環(huán)線也可以是 存在搭接缺口的不連續(xù)環(huán)線，此外還允許外緣表面3a存在一定范圍的波浪變形和因摩擦 出現(xiàn)的拉絲缺口等；實際上從活塞組件的俯視圖上進行觀察(即沿活塞組件軸線01的方 向進行觀察)，可以看到外緣表面3a的最大外輪廓線(參見圖6)，它是活塞蓋板1的頂面 與密封環(huán)3的外緣表面3a的截交線；特別需要指出的是，與本發(fā)明密封環(huán)3作運動配合的 氣缸內(nèi)孔壁面亦應(yīng)具有相適應(yīng)的橢圓狀或類橢圓狀的缸孔型線，很顯然，在氣缸的約束下 本發(fā)明的密封環(huán)3很難發(fā)生圍繞活塞組件軸線01的轉(zhuǎn)動，因此減少了活塞蓋板1的松脫機 會；需要說明的是，本發(fā)明中密封環(huán)3的外緣表面3a的最大外輪廓線的短軸最好布置在活 塞組件的搖擺平面上或者與該搖擺平面平行，這樣密封環(huán)3的防松轉(zhuǎn)效果最好，所謂搖擺 平面是指通過活塞組件軸線01且與連桿大頭軸承座孔軸線02垂直的平面；還需要說明的 是，本發(fā)明中的活塞蓋板1可以具有曲面頂面(圖中未示出)也可以具有平面頂面(如圖 4至圖8所示)，特別地當活塞蓋板1具有平面狀的外頂表面時，如果此時活塞組件軸線01 與連桿大頭軸承座孔軸線02垂直相交，可以將活塞組件稱之為平頂活塞，而當活塞組件軸 線01與連桿大頭軸承座孔軸線02垂直但不相交時，則可以將活塞組件稱之為斜頂活塞，此 夕卜，不管是具有曲面頂面還是具有平面頂面的活塞蓋板1，均可以在其上設(shè)置防止撞擊壓縮 機氣缸蓋的防撞面la，所述防撞面Ia可以是平面也可以是曲面，它是在活塞蓋板1上切去 一塊邊角的體積而形成的，視具體情況可以設(shè)置一個或多個防撞面la，實際上防撞面Ia屬 于活塞蓋板1的頂面的一部分。 本發(fā)明中的活塞本體2可以做成具有橢圓狀或類橢圓狀的外緣輪廓線2b(其集合 構(gòu)成活塞本體2的本體外緣面2c)，另外活塞蓋板1也可以做成具有橢圓狀或類橢圓狀的外 緣輪廓線lb(其集合構(gòu)成活塞蓋板1的蓋板外緣面Ic)，這樣做的好處是可以能更好地夾 持密封環(huán)3而且還可以將密封環(huán)3做成等厚度的環(huán)片狀，圖8給出的正是這種情形，這里所 說的橢圓狀或類橢圓狀的外緣輪廓線的觀察方法及型線定義參照前面所述密封環(huán)3的橢 圓狀或類橢圓狀的外緣輪廓線的定義及方法；顯然，為了避免與壓縮機氣缸內(nèi)孔壁面發(fā)生 撞擊，無論是活塞本體2的外輪廓線還是活塞蓋板1的外輪廓線最好不要超出密封環(huán)3的 最大外輪廓線，或者說從俯視圖上看(即沿活塞組件軸線01進行觀察)密封環(huán)3的最大外輪廓線能將活塞蓋板1及活塞本體2框為在其內(nèi)；必須指出的是，活塞蓋板1和活塞本體2 的形體除了具有上述的橢圓狀或類橢圓狀的外緣輪廓線的形體外，還可以具有其它各種不 同的形狀，換句話說從俯視圖上進行觀察，活塞蓋板1和活塞本體2的外輪廓線除了可以呈 橢圓狀或類橢圓狀外還可以呈圓形、多邊形或其他異形，所謂多邊形既包括由直線邊構(gòu)成 的多邊形也包括由各種曲線邊構(gòu)成的多邊形還包括直線邊和曲線邊混合構(gòu)成的多邊形，典 型的多邊形如方形、矩形、三角形、五角形等等，實際上將活塞蓋板1的外輪廓線做成多邊 形可以有效地加強它與密封環(huán)3之間的緊固性，兩者更加不易發(fā)生相對轉(zhuǎn)動松脫，圖11給 出的是活塞蓋板1具有矩形外輪廓線Ib的情形、而圖12給出的是活塞蓋板1具有圓形外 輪廓線Ib的情形，當然這時的密封環(huán)3的厚度是不均等的，或者說密封環(huán)3不能采用等厚 度的環(huán)片狀。本發(fā)明中的緊固件4的緊固位置相對于活塞組件軸線01可以采用偏置的結(jié)構(gòu)，或 者說緊固件4的緊固點距離活塞軸線01具有一定的偏心距離(參見圖9)，這個偏心距離構(gòu) 成了活塞蓋板1抵抗松轉(zhuǎn)的防松力矩之力臂，顯然它的存在能有效防止活塞蓋板1發(fā)生松 轉(zhuǎn)；需要說明的是，造成活塞蓋板1產(chǎn)生松轉(zhuǎn)趨勢的原因很多，比如密封環(huán)3與氣缸之間形 成的摩擦力和側(cè)壓力、活塞蓋板1受到的壓縮氣體的沖擊力和往復(fù)慣性力等，當然各種受 力變形及熱變形也會造成活塞蓋板1產(chǎn)生松轉(zhuǎn)；需要指出的是，所述緊固件3可以為螺釘、 螺栓、膨脹釘或鉚釘，它們的位 姿既可以與活塞軸線01平行也可以不平行。上述實施例僅為本發(fā)明的較佳若干實施例，并非依此限制本發(fā)明的保護范圍，故 凡依本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種空氣壓縮機活塞組件，它包括活塞蓋板、活塞本體和密封環(huán)，所述活塞蓋板使用緊固件緊固連接到活塞本體上，所述密封環(huán)配裝在活塞蓋板與活塞本體之間，其特征在于所述密封環(huán)具有一個與壓縮機氣缸缸孔相匹配的橢圓狀或類橢圓狀的環(huán)形外緣表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣壓縮機活塞組件，其特征在于所述密封環(huán)的外緣表 面的最大外輪廓線的短軸與活塞組件的搖擺平面平行或者重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種空氣壓縮機活塞組件，其特征在于所述的緊固件相 對于活塞組件的軸線呈偏置狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的一種空氣壓縮機活塞組件，其特征在于所述活 塞組件為斜頂活塞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的一種空氣壓縮機活塞組件，其特征在于所述的 活塞本體具有橢圓狀或類橢圓狀的外緣輪廓線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的一種空氣壓縮機活塞組件，其特征在于所述的 活塞蓋板具有橢圓狀或類橢圓狀的外緣輪廓線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的一種空氣壓縮機活塞組件，其特征在于所述的 活塞蓋板上設(shè)置有防撞面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的一種空氣壓縮機活塞組件，其特征在于所述的 密封環(huán)的一部分彎曲卷起呈皮碗狀并包覆活塞蓋板的蓋板外緣面的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的一種空氣壓縮機活塞組件，其特征在于所述的 活塞蓋板的外輪廓線呈多邊形。
全文摘要
本發(fā)明屬于空氣壓縮機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種空氣壓縮機活塞組件，它包括活塞蓋板、活塞本體以及密封環(huán)，所述活塞蓋板使用緊固件緊固連接到活塞本體上，所述密封環(huán)配裝在活塞蓋板與活塞本體之間，與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于本發(fā)明的密封環(huán)具有與氣缸內(nèi)孔壁面作運動密封配合的橢圓狀或類橢圓狀的環(huán)形外外緣表面，因此即使在振動、慣性以及變形等因素的影響下密封環(huán)也不易發(fā)生圍繞活塞組件軸線的松轉(zhuǎn)運動，不僅密封環(huán)而且活塞蓋板均不易松脫；另外，將緊固件的緊固位置相對于活塞組件的軸線實行偏置設(shè)置，以此形成的偏置量可以構(gòu)成抵抗活塞蓋板松轉(zhuǎn)的防松力矩之力臂，故本發(fā)明能有效防止活塞蓋板的松轉(zhuǎn)。
文檔編號F04B39/00GK101865115SQ20101020578
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者耿愛農(nóng), 阮勤江, 陳君立 申請人:浙江鴻友壓縮機制造有限公司