專利名稱：一種活塞式制冷壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于制冷壓縮機的技術領域，具體地說，本發(fā)明涉及一種活塞式制冷壓縮機。
背景技術：
目前，在冰箱壓縮機行業(yè)中普遍采用的技術是壓縮機通過電機旋轉(zhuǎn)帶動壓縮機曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸偏心旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為連桿小頭的往復移動，連桿帶動活塞，活塞在氣缸座缸孔作往復運動。如圖1至圖5所示，是現(xiàn)有技術的制冷壓縮機的示意圖。其中，圖1是外形示意圖； 圖2是壓縮機氣缸座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)有技術中活塞與氣缸座的摩擦嚴重，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。現(xiàn)有技術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，其結果是對密封性能帶來不利影響。在現(xiàn)有技術中，氣缸座5的材料使用鑄鐵，活塞4采用的是鐵基粉未冶金或鑄鐵件，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、活塞均屬于壓縮機主要零件，質(zhì)量大，增加壓縮機整機重量；同時，由于鐵強度高，硬度大，為達到零件加工精度，對設備和加工工藝提出更高要求；尤為嚴重的是鐵質(zhì)活塞質(zhì)量大，往復慣性力大，由不平衡力激勵引起殼體振動， 造成壓縮機噪聲增加。在以鐵質(zhì)為主的往復活塞式制冷壓縮機中，所有的旋轉(zhuǎn)慣性力可以完全平衡掉，而一階往復慣性力只能平衡1/3 1/2。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種活塞式制冷壓縮機，其目的是減輕壓縮機重量、減少活塞與氣缸座的摩擦、降低振動、提高壓縮機的能效比。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為本發(fā)明所提供的活塞式制冷壓縮機，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度為10 士 0. 15mm。
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。本發(fā)明采用 上述技術方案，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摩擦力、壓縮機機械摩擦噪聲進一步減??；由于抗磨性能提高、摩擦系數(shù)減小，可以進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，將活塞密封端的軸向長度增加4mm左右，壓縮機的泄漏進一步減小，極大提高壓縮機輸氣系數(shù)，提高壓縮機制冷量，摩擦性能改善，降低了壓縮機輸入功率，使整機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，大大減小激振力對殼體以及殼體密封內(nèi)腔制冷劑的激勵噪聲；因不平衡激振力減小與摩擦噪聲減小，使壓縮機的噪聲與振動明顯下降，真正做到節(jié)約能源和原材料、降低噪聲。


下面對本說明書各幅附圖所表達的內(nèi)容及圖中的標記作簡要說明圖1為現(xiàn)有技術中的鑄鐵氣缸座外形結構示意圖；圖2為圖1所示結構的B-B剖視示意圖；圖3為現(xiàn)有技術中的粉未冶金鐵質(zhì)的活塞結構示意圖；圖4為圖3所示結構的A-A剖視示意圖；圖5為現(xiàn)有技術中的鑄鐵氣缸座往復運動壓縮機結構示意圖；圖6為本發(fā)明中的噴涂有特氟龍材質(zhì)的鋁質(zhì)氣缸座的結構示意圖；圖7為圖6中的C-C剖視示意圖；圖8為本發(fā)明中的鋁質(zhì)活塞的結構示意圖；圖9為圖8中的A-A剖視示意圖；圖10為本發(fā)明的涂覆了特氟龍材料的鋁質(zhì)氣缸座與鋁質(zhì)活塞的壓縮機結構示意圖。圖中標記為1、曲軸，2、連桿，3、活塞銷，4、活塞，5、氣缸座，6、耐磨噴涂層。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。如圖6、圖7和圖10所表達的本發(fā)明的結構，為一種活塞式的制冷壓縮機，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)有技術存在的缺陷，實現(xiàn)減輕壓縮機重量、減少活塞與氣缸座的摩擦、降低振動、提高壓縮機的能效比的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術方案為如圖7和圖10所示，本發(fā)明所提供的活塞式制冷壓縮機，在所述的氣缸座5的氣缸孔內(nèi)壁上設有由耐磨、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。同時可結合具體工藝要求，將氣缸座、活塞表面涂上所需要的噴耐磨涂層厚度。在高負載下，特氟龍材料具有優(yōu)良的耐磨性能，同時特氟龍耐磨材料跟絕大多數(shù)材質(zhì)接觸時都有很低的摩擦系數(shù)，其杰出的滑動性能已經(jīng)被廣泛地認可；另一方面，噴涂特氟龍涂膜有極強的耐高溫及耐火性能，這是因為特氟龍材料有很高的熔點和自燃點，特氟龍涂層的工作溫度最高可以達到300°C，間斷性的工作溫度甚至可以達到320°C。在 250°C 280°C之間可連續(xù)使用，其顯著的熱穩(wěn)定性完全適應于壓縮機在各種背壓下工作。 活塞4與氣缸孔的往復摩擦力進一步減小，壓縮機的機械摩擦噪聲也進一步減小。由于抗磨性能提高及摩擦系數(shù)變小，可以進一步減小鋁制活塞與氣缸孔的配合間隙。具體地說，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(結合圖3)，本發(fā)明所述的活塞4的密封端的軸向長度為10士0. 15mm。現(xiàn)有技術中，活塞密封端的長度為6mm左右。在配合間隙減小的同時，可以調(diào)整活塞密封端長度，將活塞密封端長度增加4mm左右，壓縮機的泄漏進一步減小，極大提高壓縮機輸氣系數(shù)。如圖7所示，本發(fā)明所述的氣缸座5的本體材料為鋁合金。如圖9所示，本發(fā)明所述的活塞4的材料為鋁合金。本發(fā)明為了減小不平衡激振力對殼體的刺激產(chǎn)生噪聲與振動，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，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，大大減小激振力對殼體以及殼體密封內(nèi)腔制冷劑的激勵噪聲，采用鋁制材料氣缸座5與活塞4，并加上噴涂特氟龍涂層，減輕了壓縮機重量，因輸氣系數(shù)增大，提高壓縮機制冷量，因摩擦性能改善降低了壓縮機輸入功率，使整機能效比 (COP)明顯提升；因不平衡激振力減小與摩擦噪聲減小，使壓縮機的噪聲與振動明顯下降。 將壓縮機的氣缸座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。本發(fā)明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，本發(fā)明所述的活塞的材料也可為其它輕質(zhì)金屬材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下幾個優(yōu)點壓縮機整機重量降低，明顯節(jié)約材料；
能提高壓縮機的輸氣系數(shù)，在不提高壓縮機的單位容積和電機轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，大大提高壓縮機制冷量并降低輸入功率，達到顯著提高壓縮機COP值目的；能有效地降低壓縮機在運行中產(chǎn)生的不平衡往復運動力，降低壓縮機噪音、振動。下面是對本發(fā)明的結構及制造工藝的具體分析本發(fā)明的相關工藝為在氣缸座5珩磨后，通過一種特殊工藝，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，時效處理一段時間，消除應力后進行裝配。裝配時將氣缸座5與活塞4的裝配間隙在現(xiàn)有技術的基礎上縮小2 3微米，按正常裝配程序裝上曲軸1、連桿2、電機等。壓縮機通電后，電機帶動曲軸1旋轉(zhuǎn)，曲軸1短軸接上連桿2，連桿2帶動活塞4在氣缸座5中進行往復移動，實現(xiàn)壓縮機的吸氣、壓縮、排氣、膨脹。對本發(fā)明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一步縮小，再加上活塞密封端長度的增加，以壓力潤滑為主的壓縮機通過離心潤滑將油泵到氣缸孔與活塞配合間隙，實現(xiàn)活塞與缸孔冷凍機油密封，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、溫度和泄漏相關的系數(shù)。壓縮機泄漏系數(shù)λ工增加，輸氣系數(shù)λ增加，壓縮機制冷量Qtl增加；同時，由于耐磨性增加，摩擦系數(shù)變小，摩擦功Pm減小，輸入功率Pe減小，壓縮機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，往復慣性力大大減小。在以鐵質(zhì)為主的往復活塞式制冷壓縮機中，所有的旋轉(zhuǎn)慣性力可以完全平衡掉，而一價往復慣性力只能平衡 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，往復慣性力相對于原鐵質(zhì)活塞而言，由于往復質(zhì)量mp大大減少，連桿小頭轉(zhuǎn)化的往復質(zhì)量Hica只占到連桿質(zhì)量一小部分，因此往復質(zhì)量大大減小(n^. = mp+mcl)，不平衡往復慣性力。大大減小，一價往復慣性力可以平衡掉1/2以上，需要在曲軸上進行配重的平衡片質(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；而噪聲產(chǎn)生的根源是殼體的振動，而使殼體產(chǎn)生振動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，達到低噪聲效果。通過以上原理分析表明本發(fā)明顯著減輕了壓縮機的重量；采用噴涂有特氟龍材質(zhì)的鋁質(zhì)氣缸座和鋁質(zhì)活塞等新型結構，可以提高輸氣系數(shù)，降低摩擦，提高制冷量與C0P， 降低了壓縮機噪聲與振動，真正做到節(jié)約能源和原材料、降低噪聲。上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種活塞式制冷壓縮機，包括曲軸(1)、連桿(2)、活塞(4)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有由耐磨、耐高溫材料制成的耐磨噴涂層(6)。
2.按照權利要求1所述的活塞式制冷壓縮機，其特征在于所述的耐磨噴涂層(6)的材料為聚四氟乙烯。
3.按照權利要求2所述的活塞式制冷壓縮機，其特征在于所述的耐磨噴涂層(6)的厚度為 0. 001 0. OlOmm0
4.按照權利要求1或2或3所述的活塞式制冷壓縮機，其特征在于所述的活塞(4)的密封端的軸向長度為10 士 0. 15mm。
5.按照權利要求1或2或3所述的活塞式制冷壓縮機，其特征在于所述的氣缸座(5) 的本體材料為鋁合金。
6.按照權利要求1或2或3所述的活塞式制冷壓縮機，其特征在于所述的活塞(4)的材料為鋁合金。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活塞式制冷壓縮機，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)活塞等新型結構，可以提高輸氣系數(shù)，降低摩擦，提高制冷量與COP；顯著減輕了壓縮機的重量；降低了壓縮機噪聲與振動，做到節(jié)約能源和原材料、降低噪聲。
文檔編號F04B39/00GK102269149SQ20111023788
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權日2011年8月18日
發(fā)明者何景云, 方澤云, 楊百昌, 林軍, 王新南, 謝國家 申請人:蕪湖歐寶機電有限公司