CN108457837A - 一种往复压缩机的连杆与活塞连接结构及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种往复压缩机的连杆与活塞连接结构，连杆(1)采用球头(2)与活塞(4)连接，连杆与活塞连接结构设有塑料容纳腔(3)，塑料容纳腔(3)再套装到活塞内腔(41)中，球头(2)置于塑料容纳腔(3)中。本发明还公开了该连接结构的装配方法。采用上述技术方案，由于球头在塑料容纳腔能上、下、左、右移动或旋转，或者球头在塑料容纳腔内在需要的方向上能够移动或转动，当零件精度超差时，连杆小头通过移动或旋转克服零件精度不良问题，如连杆平行度、垂直度和气缸座缸孔两孔垂直度不良时，连杆小头通过移动或旋转调整连杆***置，保证连杆大孔与曲轴处于最佳配合位置，减小大孔与曲轴的摩擦，降低功率损失。

Description

一种往复压缩机的连杆与活塞连接结构及其装配方法
技术领域
本发明属于往复压缩机的技术领域，更具体地，本发明涉及一种往复压缩机的连杆与活 塞连接结构。本发明还涉及该连接结构的装配方法。
背景技术
在现有的压缩机领域，针对连杆与活塞的连接，有以下公开的文献涉及到球头连接的技 术：
公开号CN1626855A公开了一种活塞装置，该发明是通过连杆球体联接，球体需固定部 件、加强部件所形成空腔支撑，该发明解决的是通过油路(12、11、14、32、33)使供油通道5形成圆周表面29上润滑槽30相连接，来保证球节中的球体、活塞充分润滑，因此，该 发明重点是解决球体与活塞的润滑问题；
公告号CN205841139U公开了一种活塞连杆组件，需要焊接第一球座，第一球座要进行 磷酸锰处理来延长使用寿命并提高可靠性；但第二球座与第一球座如何保证可靠性的连接方 式没有公开；球座上需增加润滑油槽，连杆需增加油路，靠冷冻机油来润滑整个球头，以此 来实现连杆传动与润滑。该发明主要解决油的润滑问题；
公告号CN203962325U公开了一种具有外转子式电机的压缩机，其解决的技术问题是： 针对定子与主机架过盈冷压和间隙焊接，导致主机架孔因压力作用变形，曲轴在主机架孔内 旋转会产生较严重磨损；同时，由于定子材质与主机架材质不一致，导致焊接性能非常差， 且不能保证主机架与内定子的焊接质量，存存定子脱落问题，因此，该发明通过设置与电机 定子材质相同的轴承座、定位块和定位槽，保证定子与轴承座精准定位并可靠焊接来克服定 子与机架焊接质量差，定子脱落隐患以及曲轴较恶劣磨损等缺陷；虽然在该发明中涉及到连 杆6的一端为球形，在活塞7内限定有也轴承3的球形一端形状相匹配容纳槽71，但连杆6 与容纳槽71如何连接以及容纳槽71与活塞又如何连接，均没有公开；
公告号CN205533084U公开了一种用于制冷压缩机的活塞连杆结构，球盖12边缘设有卡 扣23与活塞卡槽22对应固定联接，球座与活塞顶部焊接，连杆尾部25到达球座底部，连杆 油孔与球座油槽再与活塞油孔相接，同时公开如连杆体、球盖、弹性元件、球体、球座还需 有卡扣、油槽、连杆体内还要钻入通孔，从该专利看出定位与连接方式较复杂，零件结构较 复杂，还需要冷冻机油润滑，成本较高，同样，该专利也是解决润滑充分等问题；
公告号CN204941825U公开一种活塞连杆机构，在活塞内腔设置有衬套，衬套与外壳的 连接采用粘接或通过卡槽与卡件限位结构连接；在容纳槽121的底壁设有通孔125，通孔125 与外壳110内底壁面间限定出储油槽130，并利用储油槽130存储润滑油，以利用储油槽130 内的润滑油对球头220进行持续润滑，该技术也存在球头连接固定连接方式较复杂，衬套材 质没有公开，需要润滑油进行润滑来提高连杆球头可靠性，针对固定连接方式较复杂，材质 公开不充分、需要润滑油润滑连接等也是本发明要解决问题。
在上述对比文献中，活塞与连杆虽然都采用球头连接的方式，但是主要考虑如何通过连 接定位的结构来保证润滑的问题，其连接定位方式也比较复杂；而对于需要解决的关键技术 问题，如润滑结构过于复杂、连接精度如何保证等，没有涉及。
发明内容
本发明提供一种往复压缩机的连杆与活塞连接结构，其目的是解决上述现有技术中连杆 与活塞连接的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，所述的连杆采用球头与活塞连接，所述的 连杆与活塞连接结构设有塑料容纳腔，所述的塑料容纳腔再套装到活塞内腔中；所述的球头 置于塑料容纳腔中。
所述的塑料容纳腔采用工程塑料，所述的工程塑料为PI聚酰亚胺或聚四氟乙烯PTFE。
所述的塑料容纳腔的侧面设有可弹性变形的塑料夹持头，所述塑料夹持头为塑料容纳腔 沿着其侧面素线的向外凸起。
在与所述的塑料夹持头相应的位置，所述的活塞内腔设置活塞内腔夹持头，所述的活塞 内腔夹持头的形状与塑料夹持头的形状相吻合并形成一定间隙。
所述的活塞通过模具冷镦形成活塞内腔41，所述的活塞4与活塞内腔相接的壁厚为2.0～ 4.0mm，所述活塞与气缸座缸孔配合面的壁厚为1.0～1.5mm。所述的活塞冷镦形成活塞内腔 与活塞为一整体零件，其活塞内腔壁厚均匀，活塞内腔高度可根据球头大小来调节。
所述的活塞内腔的直径比球头直径大1.0～1.5mm。
所述的活塞的材料为08AL或者10碳钢。
所述的连杆包括连杆体和连杆大头，所述的连杆体和连杆大头为同一材质，所述的连杆 体与连杆大头通过焊接方式连接。
所述的球头为实心金属球头，所述的球头与连杆体的小头通过焊接方式连接。
本发明还提供了以上所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构的装配方法，其技术方案 是所述的装配方法的过程为：
步骤一、将连轩体的小头与球头通过磨擦焊接，并将塑料容纳腔放入活塞内腔中，塑料 容纳腔与活塞内腔安装平齐；
步骤二、将球头置入塑料容纳腔中；
步骤三、将夹具从活塞的开口处按照活塞内腔的轴线对称地伸到活塞内腔侧面，并启动 夹具，使夹具夹紧活塞内腔的两边，形成塑料夹持头和活塞内腔夹持头；
步骤四、夹具在夹紧活塞内腔两边形成塑料夹持头时，根据球头的大小，来确定夹持部 位形状和尺寸；塑料夹持头夹紧后的要求是：球头不能从塑料容纳腔脱落，同时，球头在塑 料容纳腔有能够任意方向移动的间隙，或者球头在塑料容纳腔在需要的方向上有移动的间隙， 并能转动。
本发明采用上述技术方案，由于球头在塑料容纳腔能上、下、左、右移动或旋转，当零 件精度超差时，连杆小头通过移动或旋转克服零件精度不良问题，如连杆平行度、垂直度和 气缸座缸孔两孔垂直度不良时，连杆小头通过移动或旋转调整连杆***置，保证连杆大孔与 曲轴处于最佳配合位置，减小大孔与曲轴的摩擦，降低功率损失；球头连杆是通过磨擦焊接 将金属小球焊接在连杆小体上，焊接质量与强度高；同时，更有益的是，由于塑料容纳腔采 用具有耐高温、耐腐蚀性能和低摩擦系数的工程塑料，金属小球不需要冷冻机油润滑，不需 要设计复杂的泵油技术与油道来保证润滑，提高压缩机运行的可靠性；另外，由于活塞的材 料为08AL或者10碳钢，加工性能好，活塞外圆加工精度高，还有活塞外圆没有活塞油槽， 密封效果好，提高压缩机制冷量。
附图说明
附图所示内容及图中标记简要说明如下：
图1是本发明的***图；
图2是本发明的装配后效果图；
图3是本发明实施例一装配后***示意图；
图4是本发明实施例二装配后示意图；
图5是本发明的连杆结构示意图。
图中标记为：
1、连杆，2、球头，3、塑料容纳腔，4、活塞，5、连杆大头，6、连杆体，21、焊接头， 31、塑料夹持头，41、活塞内腔，42、活塞内腔夹持头，61、连杆体与连杆大头焊接头。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明， 以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1至图5所表达的本发明的结构，为一种往复压缩机的连杆与活塞连接结构，所述 的连杆1采用球头2与活塞4连接。
为了克服现有技术的缺陷，本发明采取的技术方案为：
如图1至图3所示，本发明的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，所述的连杆1采用球 头2与活塞4连接，所述的连杆与活塞连接结构设有塑料容纳腔3，所述的塑料容纳腔3再套装到活塞内腔41中；所述的球头2置于塑料容纳腔3中。
整个连杆本体与所焊接球头2均不需要设计油路，球头2也不需要润滑，因为工程塑料 本身就有着良好的处润滑的性能。球头2可在塑料容纳腔上、下、前、后、左、右可以转动， 球头在转动过程中，可以自我找正，克服如连杆平行度、垂直度和气缸座垂直度不良等问题， 提高动力传动部件可靠性并降低噪声，同时可降低加工难度。
所述的塑料容纳腔3采用工程塑料，所述的工程塑料为PI聚酰亚胺或聚四氟乙烯PTFE。
所述塑料容纳腔3是具有耐高温、耐腐蚀和低摩擦系数的工程塑料，因此，金属的球头 2不需要冷冻机油润滑，不需要设计复杂的泵油技术与油道来保证润滑，提高压缩机运行的 可靠性；
所述的塑料容纳腔3的侧面设有可弹性变形的塑料夹持头31，所述塑料夹持头31为塑 料容纳腔3沿着其侧面素线的向外凸起。
该塑料夹持头31的作用是使得塑料容纳腔3更易于发生弹性变形，方便球头调节位置。
在与所述的塑料夹持头31相应的位置，所述的活塞内腔41设置活塞内腔夹持头42，所 述的活塞内腔夹持头42的形状与塑料夹持头31的形状相吻合并形成一定间隙。
这样，使得塑料容纳腔3在发生变形且导致塑料夹持头31在发生变形时，有一定的空间 允许其变形。
所述的活塞4通过模具冷镦形成活塞内腔41，所述的活塞4与活塞内腔相接的壁厚为 2.0～4.0mm，所述活塞4与气缸座缸孔配合面的壁厚为1.0～1.5mm。
活塞设置有等圆周活塞内腔41，活塞内腔的直径比金属球头2直径大1.0～1.5mm，
所述活塞内腔41来放置塑料容纳腔3，所述塑料容纳腔3为等圆周容纳腔，其直径比活 塞内腔41略小，所述塑料容纳腔3来容纳连杆小体金属球头2，所述连杆小体金属球与活塞 内腔之间通过塑料容纳腔隔开，所述连杆体小体金属球在塑料容纳腔可以上、下、左、右摆 动。
所述的活塞内腔41的直径比球头2直径大1.0～1.5mm。这就是说，活塞内腔41与球头 2之间的塑料容纳腔3的壁厚尺寸就在该尺寸范围内。
所述的活塞4的材料为08AL或者10碳钢。
由于活塞4的材料为08AL或者10碳钢，加工性能好，活塞外圆加工精度高，另外，活塞外圆没有活塞油槽，密封效果好，提高压缩机制冷量。
所述的连杆1包括连杆体6和连杆大头5，所述的连杆体6和连杆大头5为同一材质，所述的连杆体6与连杆大头5通过焊接方式连接。其焊接的位置为图中的连杆体与连杆大头焊接头61。
连杆体6为冲压模具冲压形成。所述的球头2为实心金属球头。所述的球头2与连杆体 6的小头通过焊接方式连接。其焊接的位置为图中的焊接头21。球头连杆是通过磨擦焊接将 金属小球焊接在连杆小体上，焊接质量与强度高。
本发明对于上述连接结构，还提供了以下两个具体的实施示例，供实施本发明时选择应 用：
实施例一：
如图2、图3所示，所述的塑料容纳腔3的侧面设有一个可弹性变形的塑料夹持头31， 所述塑料夹持头31为沿着塑料容纳腔3侧面素线的向外折起。
实施例二：
如图4所示，所述的塑料容纳腔3的侧面设有两个可弹性变形的塑料夹持头31，并按塑 料容纳腔3的轴线对称分布；同样，所述塑料夹持头31为沿着塑料容纳腔3侧面素线的向外 折起。
本发明还提供了以上所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构的装配方法，其技术方案 是所述的装配方法的过程为：
步骤一、将连轩体6的小头与球头2通过磨擦焊接，并将塑料容纳腔3放入活塞内腔41 中，塑料容纳腔3与活塞内腔41安装平齐；
步骤二、将球头2置入塑料容纳腔3中；
步骤三、将夹具从活塞4的开口处按照活塞内腔41的轴线对称地伸到活塞内腔41侧面， 并启动夹具，使夹具夹紧活塞内腔41的两边，形成塑料夹持头31和活塞内腔夹持头42；
步骤四、夹具在夹紧活塞内腔41两边形成塑料夹持头31时，根据球头2的大小，来确 定夹持部位形状和尺寸；塑料夹持头31夹紧后的要求是：球头2不能从塑料容纳腔3脱落， 同时，球头2在塑料容纳腔3有能够任意方向移动的间隙，或者球头2在塑料容纳腔3内在 需要的方向上有移动的间隙，并能转动。
由于球头2在塑料容纳腔3中能上、下、左、右移动或旋转，或者球头2在塑料容纳腔3内在需要的方向上能够移动或转动，当零件精度超差时，连杆小头通过移动或旋转克服零件精度不良问题，如连杆平行度、垂直度和气缸座缸孔两孔垂直度不良时，连杆小头通过移动或旋转调整连杆***置，保证连杆大孔与曲轴处于最佳配合位置，减小大孔与曲轴的摩擦， 降低功率损失。
连杆与活塞的连接精度通过自适应方式保证，就是利用一定的柔性、间隙来调整位置。 因为连杆大头与曲轴有连接要求；活塞与缸体有连接要求，如果球头与活塞的连接精度限制 过于严格，反面会造成加工困难、连接卡阻(俗称别扭、别劲)的问题。所以，本发明采用 一种误差包容的方式。实质就是采用具有一定柔性的工程塑料，并留有必要的间隙，以吸收 误差。
一般情况下，连杆体沿着曲轴轴线方向应该有一定的间隙，而连杆体的长度方向及与曲 轴垂直的横向最好不要有间隙，否则会产生噪音及撞击振动。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明 的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种往复压缩机的连杆与活塞连接结构，所述的连杆(1)采用球头(2)与活塞(4)连接，其特征在于：所述的连杆与活塞连接结构设有塑料容纳腔(3)，所述的塑料容纳腔(3)再套装到活塞内腔(41)中；所述的球头(2)置于塑料容纳腔(3)中。
2.按照权利要求1所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，其特征在于：所述的塑料容纳腔(3)采用工程塑料，所述的工程塑料为PI聚酰亚胺或聚四氟乙烯PTFE。
3.按照权利要求1所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，其特征在于：所述的塑料容纳腔(3)的侧面设有可弹性变形的塑料夹持头(31)，所述塑料夹持头(31)为塑料容纳腔(3)沿着其侧面素线的向外凸起。
4.按照权利要求3所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，其特征在于：在与所述的塑料夹持头(31)相应的位置，所述的活塞内腔(41)设置活塞内腔夹持头(42)，所述的活塞内腔夹持头(42)的形状与塑料夹持头(31)的形状相吻合并形成一定间隙。
5.按照权利要求1所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，其特征在于：所述的活塞(4)通过模具冷镦形成活塞内腔(41)，所述的活塞(4)与活塞内腔相接的壁厚为2.0～4.0mm，所述活塞(4)与气缸座缸孔配合面的壁厚为1.0～1.5mm。
6.按照权利要求1所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，其特征在于：所述的活塞内腔(41)的直径比球头(2)直径大1.0～1.5mm。
7.按照权利要求1所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，其特征在于：所述的活塞(4)的材料为08AL或者10碳钢。
8.按照权利要求1所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，其特征在于：所述的连杆(1)包括连杆体(6)和连杆大头(5)，所述的连杆体(6)和连杆大头(5)为同一材质，所述的连杆体(6)与连杆大头(5)通过焊接方式连接。
9.按照权利要求8所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构，其特征在于：所述的球头(2)为实心金属球头，所述的球头(2)与连杆体(6)的小头通过焊接方式连接。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的往复压缩机的连杆与活塞连接结构的装配方法，其特征在于所述的装配方法的过程为：
步骤一、将连轩体(6)的小头与球头(2)通过磨擦焊接，并将塑料容纳腔(3)放入活塞内腔(41)中，塑料容纳腔(3)与活塞内腔(41)安装平齐；
步骤二、将球头(2)置入塑料容纳腔(3)中；
步骤三、将夹具从活塞(4)的开口处按照活塞内腔(41)的轴线对称地伸到活塞内腔(41)侧面，并启动夹具，使夹具夹紧活塞内腔(41)的两边，形成塑料夹持头(31)和活塞内腔夹持头(42)；
步骤四、夹具在夹紧活塞内腔(41)两边形成塑料夹持头(31)时，根据球头(2)的大小，来确定夹持部位形状和尺寸；塑料夹持头(31)夹紧后的要求是：球头(2)不能从塑料容纳腔(3)脱落，同时，球头(2)在塑料容纳腔(3)有能够任意方向移动的间隙，或者球头(2)在塑料容纳腔(3)在需要的方向上有移动的间隙，并能转动。
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