[發(fā)明專利]斯特林制冷機(jī)壓縮機(jī)活塞與氣缸微間隙測(cè)量裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010014583.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN111060040A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉應(yīng)應(yīng);張繼宇;張浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十六研究所
• 主分類號(hào): G01B13/12
• 分類號(hào): G01B13/12;F04B51/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 奚華保

本發(fā)明涉及一種斯特林制冷機(jī)壓縮機(jī)活塞與氣缸微間隙測(cè)量裝置及方法。該斯特林制冷機(jī)壓縮活塞與氣缸微間隙測(cè)量裝置，包括底板、設(shè)置在底板左端上方的充氣法蘭、安裝在充氣法蘭右端面上的三通堵頭、安裝在底板中右端上方的直線導(dǎo)軌、滑動(dòng)安裝在直線導(dǎo)軌上方的滑塊、設(shè)置在滑塊上方的兩通堵頭、安裝在底板右端上方的絲桿螺母、貫穿安裝在絲桿螺母中且與絲桿螺母螺紋配合的絲桿以及套設(shè)在絲桿左端外側(cè)的推力軸承。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有的活塞與氣缸間隙測(cè)試時(shí)接觸式測(cè)量裝置存在的精度低、穩(wěn)定型差、測(cè)試數(shù)據(jù)片面等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞與氣缸間隙的高精度、非接觸式、高穩(wěn)定性測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及斯特林制冷機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種斯特林制冷機(jī)壓縮機(jī)活塞與氣缸微間隙測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)

斯特林制冷機(jī)的壓縮機(jī)活塞是一種在壓縮機(jī)氣缸內(nèi)循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的零件，通過活塞的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)氣缸內(nèi)氣體工質(zhì)進(jìn)行壓縮作用。活塞在工作時(shí)，活塞與氣缸的間隙會(huì)影響氣體的壓縮效能。當(dāng)活塞與氣缸間隙過大時(shí)，在壓縮過程中大量氣體從活塞與氣缸間隙流出從而影響壓縮機(jī)效能。當(dāng)活塞與氣缸間隙過小時(shí)，高、低溫條件下活塞體與氣缸的熱脹冷縮可能會(huì)導(dǎo)致活塞卡死致使制冷機(jī)失效，同時(shí)過小的間隙必然會(huì)導(dǎo)致活塞與氣缸摩擦力過大。因此，保證壓縮機(jī)活塞與氣缸間隙值在一定范圍內(nèi)顯得尤為重要。

目前，控制活塞與氣缸間隙的主要方法是利用外徑千分尺與內(nèi)徑千分尺分別測(cè)量活塞與氣缸多個(gè)位置的平均直徑，然后取得氣缸與活塞的平均間隙值。斯特林制冷機(jī)壓縮機(jī)活塞在與氣缸在運(yùn)動(dòng)過程中因工作條件限制，活塞與氣缸間通常無任何潤(rùn)滑物質(zhì)，這就要求活塞具有較高的耐磨性和良好的自潤(rùn)滑性能。現(xiàn)有的做法是在活塞表面涂覆具有較高耐磨性和良好自潤(rùn)滑性能的涂層。該種涂層材質(zhì)較軟，在接觸式測(cè)量過程中接觸力的大小會(huì)影響測(cè)量尺寸的準(zhǔn)確性。因活塞表面的軟質(zhì)涂層受力即發(fā)生變形，不同的操作工人使用千分尺力度不一，使得測(cè)量一致性較差，難以獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。同時(shí)，活塞與氣缸重合部分長(zhǎng)度半徑比值較大，采用多點(diǎn)測(cè)量取平均值的方法難以獲得整個(gè)活塞氣缸重合部分的氣體密封效能。而且接觸式測(cè)量無法獲得活塞整體與氣缸重合處的間隙值，只能得出某一點(diǎn)處的測(cè)量值，測(cè)量值較為片面，無法反應(yīng)整體間隙情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供斯特林制冷機(jī)壓縮機(jī)活塞與氣缸微間隙測(cè)量裝置及方法，該測(cè)量裝置及方法能夠解決現(xiàn)有的活塞與氣缸間隙測(cè)試時(shí)接觸式測(cè)量裝置存在的精度低、穩(wěn)定型差、測(cè)試數(shù)據(jù)片面等缺點(diǎn)，對(duì)活塞與氣缸的間隙進(jìn)行高精度、非接觸式、高穩(wěn)定性測(cè)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種斯特林制冷機(jī)壓縮活塞與氣缸微間隙測(cè)量裝置，包括底板、設(shè)置在底板左端上方的充氣法蘭、安裝在充氣法蘭右端面上的三通堵頭、安裝在底板中右端上方的直線導(dǎo)軌、滑動(dòng)安裝在直線導(dǎo)軌上方的滑塊、設(shè)置在滑塊上方的兩通堵頭、安裝在底板右端上方的絲桿螺母、貫穿安裝在絲桿螺母中且與絲桿螺母螺紋配合的絲桿以及套設(shè)在絲桿左端外側(cè)的推力軸承。

所述充氣法蘭上開設(shè)有螺紋口。

所述三通堵頭包括中空的三通堵頭主體、開設(shè)在三通堵頭主體左端的活塞固定件接口、開設(shè)在三通堵頭主體頂部的左壓力傳感器接口和開設(shè)在三通堵頭主體右端的測(cè)試活塞接口；所述活塞固定件接口、左壓力傳感器接口、測(cè)試活塞接口均與三通堵頭主體的空腔相連通；所述活塞固定件接口中嵌入安裝有壓縮機(jī)活塞固定件；所述左壓力傳感器接口中安裝有左壓力傳感器；所述壓縮機(jī)活塞固定件上開設(shè)有通氣孔，且壓縮機(jī)活塞固定件的右端設(shè)有用于連接活塞的螺紋段；所述螺紋口、通氣孔以及三通堵頭主體的空腔是相通的。

所述兩通堵頭包括中空的兩通堵頭主體、開設(shè)在兩通堵頭主體左端的法蘭接口、開設(shè)在兩通堵頭主體頂部的右壓力傳感器接口和開設(shè)在兩通堵頭主體右端的推力軸承位置孔；所述法蘭接口、右壓力傳感器接口和兩通堵頭主體的空腔相連通；所述右壓力傳感器接口中安裝有右壓力傳感器；所述推力軸承的左端安裝在推力軸承位置孔中。

進(jìn)一步的，所述底板的中段上方設(shè)有氣缸托板。