[實用新型]活塞裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220208004.5
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN203548866U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱小章;黃郁嵐;夏正操
• 申請（專利權(quán)）人: 余姚凱登機電數(shù)控有限公司
• 主分類號: F16J1/12
• 分類號: F16J1/12;F16J1/01;F16J7/00
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33239
• 代理人: 胡小永

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于機械技術(shù)領(lǐng)域，特指可應(yīng)用于氣體壓縮機、油壓機及氣壓機械等的活塞裝置，對于中高壓的氣體壓縮機，其效果尤顯重大。

背景技術(shù)

在機械領(lǐng)域內(nèi)，特別是在帶有活塞裝置的氣體壓縮機、油壓機及氣壓機械，尤其是在中高壓環(huán)境工作的氣體壓縮機，磨損、發(fā)熱及潤滑一直是尚未解決的問題。

現(xiàn)有工程師們一般采取諸如材料選擇、新型材料開發(fā)、各種材料復(fù)合化、熱處理、表面硬化(包括電鍍、氮化、滲碳、高頻粹火、噴焊等)及潤滑材料或油品的研發(fā)等方法，以解決或者是緩解氣體壓縮機在工作時活塞裝置所產(chǎn)生的磨損、發(fā)熱及潤滑等問題。

以氣體壓縮機的情況來說明，當(dāng)操作壓力在中高壓以上時，隨著負(fù)荷力的增加達到一定程度時，快速磨損則變得無可避免；過去，人們只能藉著各種理論，以及加強表面硬度，再嘗試各種潤滑油及潤滑材料來提高活塞及活塞桿的使用壽命，然而，當(dāng)氣體壓縮機的操作壓力在5Mpa以上時，上述所有的改進方案逐漸開始失效，當(dāng)操作壓力在20Mpa以上時，滑動面的油膜保護層無法建立，固態(tài)潤滑材料也無法承受此時的高單位壓力。因此鋼件在缺乏潤滑的高負(fù)荷下，開始快速發(fā)熱及磨損，而現(xiàn)有的氣體壓縮機在中高壓環(huán)境中工作時，其有效的工作壽命只有短短的三五個月，當(dāng)活塞裝置磨損后，必須要進行一次更換，不僅影響工作效率，而且也增大了維修成本。直到現(xiàn)在，工程師們?nèi)詿o法拿出具體有效的應(yīng)因?qū)Σ摺?/p>

實用新型內(nèi)容

一、要解決的技術(shù)問題

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，特提供一種制造工藝簡單、可有效緩解磨損、發(fā)熱及潤滑等問題的活塞裝置及其制造工藝。

二、技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型一種活塞裝置，包括有活塞及活塞桿，上述活塞及活塞桿表面設(shè)有硬化層，其中，上述活塞的硬化層表面電鍍有鈦合金層。

作為優(yōu)化，上述活塞桿的硬化層表面電鍍有鈦合金層。

作為優(yōu)化，上述鈦合金層的厚度為1～25μm。

作為優(yōu)化，上述硬化層為氮化層，上述氮化層的厚度為0.02mm～0.3mm。

作為優(yōu)化，上述活塞及活塞桿一體制成。

本實用新型的工作原理：

(一)提高活塞及活塞桿的表面硬度；提高表面硬度可以抵抗高壓力帶來的高負(fù)荷。

(二)提高表面剛性潤滑度，潤滑材不能發(fā)生潛變現(xiàn)象，如果使用柔性潤滑材，高負(fù)荷力會使柔性潤滑材冷流變形。

(三)潤滑材與活塞、活塞桿的粘附性應(yīng)極強，在高溫及高負(fù)荷的操作情況下，潤滑材仍然不會磨損或脫落。

三、本實用新型的有益效果

附圖說明

圖1是本實用新型的工藝流程圖；

圖2是本實用新型活塞的剖面圖；

圖3是本實用新型活塞桿的剖面圖；

圖4是本實用新型一體制成的活塞裝置的剖面圖；

圖5是圖2的A部放大圖；

圖6是圖3的B部放大圖；

圖7是圖4的C部放大圖。

圖中，1為活塞裝置，2為活塞，3為活塞桿，4為硬化層，5為鈦合金層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型活塞裝置及其制造工藝作進一步說明：

實施方式一：如圖1和2所示，本實用新型一種活塞裝置制造工藝，上述活塞裝置1包括有活塞2及活塞桿3，其工藝步驟具體為：

步驟一：圖紙設(shè)計。根據(jù)客戶提出的工況及尺寸規(guī)格來設(shè)計活塞2及活塞桿3。

步驟二：選擇工件材料。根據(jù)氣體壓縮機的工作環(huán)境進行選擇活塞2及活塞桿3的制作材料。本實施例工件材料選擇為牌號為38CrMoAl的合金鋼，其力學(xué)性能為：抗拉強度σb(MPa)：≥980(100)；屈服強度σs(MPa)：≥835(85)；伸長率δ5(％)：≥14；斷面收縮率ψ(％)：≥50；沖擊功Akv(J)：≥71；沖擊韌性值αkv(J/cm2)：≥88(9)；硬度：≤229HB；試樣尺寸：試樣毛坯尺寸為30mm。

步驟三：將選擇好的工件材料進行鍛打處理。鍛打溫度為800～1050℃，自由鍛。本實施例自由鍛的溫度為900℃。

步驟四：將鍛打后的工件材料進行調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)硬度在10HRC～40HRC范圍。本實施例調(diào)質(zhì)硬度為15HRC。

步驟五：將調(diào)質(zhì)后的工件材料通過車床、銑床車制加工成型。

步驟六：外圓研磨。表面粗糙度Ra＝0.04～2.5。本實施例Ra＝0.1。