专利名称：支撑环、活塞组件以及压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种支撑环、一种包括该支撑环的活塞组件以及一种包括该活塞 组件的压缩机。通过使用该支撑环，能够延长压缩机的运转周期。
背景技术：
通常，压缩机包括活塞组件和气缸，活塞组件与气缸配合形成压缩室。活塞组件设 计的好坏与压缩机的性能有很大关系。图1是示出传统的压缩机的活塞组件的局部剖视 图，图2是沿着图1的A-A'线截取的截面图。如图1和图2所示，传统的活塞组件主要包 括圆环形活塞被帽1、活塞杆2、圆柱形活塞体3、活塞环4以及支撑环5。在活塞体3的中 心形成有内孔，活塞杆2穿过该内孔并通过活塞被帽1与活塞体3固定地连接。在活塞体3 上还形成有环形槽，活塞环4安装在环形槽内，以密封活塞体3与气缸之间的间隙，优选地， 活塞组件可包括多个活塞环4 (在图1中示出了两个活塞环4)。支撑环5以预定的宽度均 勻地形成在活塞体3的外圆周表面上，用于减小气缸与活塞体3之间的摩擦。在压缩机运行过程中，通过活塞杆2和活塞被帽1将来自驱动装置(未示出)的驱 动力传递给活塞体3，使得活塞体3在气缸内往复运动，从而对压缩室内的气体进行压缩。目前，支撑环主要有巴氏合金支撑环、聚四氟乙烯支撑环以及聚醚醚酮支撑环等。 聚四氟乙烯支撑环和聚醚醚酮支撑环单独形成，然后，结合到活塞体3上。巴氏合金支撑环 通过浇铸与活塞体3 —体地形成。由于巴氏合金支撑环价格低廉、制造容易、维修方便、耐 高温、摩擦系数小、磨合能力好、抗压强度和疲劳强度高，所以被广泛应用。巴氏合金支撑环 的主要化学成分为锡基或铅基合金，支撑环的磨损情况直接影响压缩机的运转周期。目前，巴氏合金支撑环在使用过程中主要存在两个问题一是支撑环的磨损余量 小，运转周期短。具体地讲，压缩机为增大排气量，支撑环的磨损余量往往预留较小，导致压 缩机的运转周期短，例如，活塞体与气缸发生碰磨，将造成严重设备事故，无法保证压缩机 用户的连续生产。二是支撑环的合金层的加工余量均勻，未被磨损部位的合金层在延长运 转周期方面未被充分利用。具体地讲，支撑环由于重力的作用，往往只磨损120°角度范围 内的巴氏合金层，其余合金层几乎未被磨损，在延长运转周期方面未能得到充分利用。上述原因导致压缩机运转周期短，检修频繁，开机、停机次数增多，增加了检修人 员的劳动强度和电能消耗，使得压缩机不能安全、可靠并连续地供气。
实用新型内容将在接下来的描述中部分阐述本实用新型总体构思另外的方面和/或优点，还有 一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本实用新型总体构思的实施而得知。本实用新型提供一种支撑环、一种包括该支撑环的活塞组件以及一种包括该活塞 组件的压缩机，通过使用该支撑环能够延长压缩机的运转周期。根据本实用新型，提供一种支撑环，所述支撑环的内圆环与外圆环不同轴。根据本实用新型，所述支撑环 的最大厚度与最小厚度之比为1. 1 1. 5。[0011]根据本实用新型，提供一种活塞组件，该活塞组件包括活塞被帽；活塞体，在活 塞体的中心形成有内孔；活塞杆，穿过所述内孔通过活塞被帽固定地连接到活塞体上；支 撑环，按照预定宽度形成在活塞体的外圆周表面上，所述支撑环的内圆环与外圆环不同轴。根据本实用新型，所述支撑环的最大厚度与最小厚度之比为1. 1 1. 5。根据本实用新型，在活塞体上还形成有环形槽，在环形槽内安装有活塞环。根据本实用新型，提供一种压缩机，该压缩机包括按照圆筒形形成的气缸以及沿 着气缸的轴向在气缸内往复运动的活塞组件，所述活塞组件包括活塞被帽；活塞体，在活 塞体的中心形成有内孔；活塞杆，穿过所述内孔通过活塞被帽固定地连接到活塞体上；支 撑环，按照预定宽度形成在活塞体的外圆周表面上，其特征在于所述支撑环的内圆环与外 圆环不同轴，所述支撑环的内圆环与外圆环不同轴。根据本实用新型，所述支撑环的最大厚度与最小厚度之比为1. 1 1. 5。根据本实用新型，在活塞体上还形成有环形槽，在环形槽内安装有活塞环。本实用新型的有益效果是通过合理分配活塞体上的巴氏合金支撑环的厚度来增 大巴氏合金支撑环的磨损余量，从而在不改变活塞组件的外形装配尺寸并且不影响活塞组 件的安全性能的情况下，延长压缩机的运行周期，减少压缩机检修次数，减轻检修人员的劳 动强度，减少压缩机开机、停机次数，减少电能消耗，更好地促进压缩机的安全可靠并且连 续的运行。
通过
以下结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的这些和/或其他方面和优 点将会变得清楚和更易于理解，其中图1是示出传统的压缩机的活塞组件的局部剖视图；图2是沿着图1的A-A'线截取的截面图；图3是示出根据本实用新型的压缩机的活塞组件的局部剖视图；图4是沿着图3的B-B'线截取的截面图；图5是示出根据本实用新型的压缩机的支撑环的主视图；图6是沿着图5的C-C'线截取的截面图；图7是用于机加工根据本实用新型的压缩机的活塞组件的支撑环的芯轴的结构 图。图中标记为活塞被帽1 ；活塞杆2 ；活塞体3 ；活塞环4 ；支撑环5 ；支撑环5'；机 床夹盘6 ；芯轴7 ；机床顶尖8。
具体实施方式
现在对本实用新型实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标 号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本实用新型。图3是示出根据本实用新型的压缩机的活塞组件的局部剖视图，图4是沿着图3 的B-B'线截取的截面图。如图3和图4所示，根据本实用新型的活塞组件主要包括活塞被 帽1、活塞杆2、圆柱形活塞体3、活塞环4以及巴氏合金支撑环5'。在活塞体3的中心形 成有内孔，活塞杆2穿过该内孔并通过活塞被帽1与活塞体3固定地连接。在活塞体3上还形成有环形槽，活塞环4安装在环形槽内，以密封活塞体3与气缸之间的间隙，优选地，活 塞组件可包括多个活塞环4(在图3中示出了两个活塞环4)。巴氏合金支撑环5'以预定 的宽度不同的厚度形成在活塞体3的外圆周表面上，用于减小气缸与活塞体3之间的摩擦。根据本实用新型的活塞组件，在不改变活塞组件的外形的情况下，能够延长压缩 机的运转周期。图5是示出根据本实用新型的压缩机的巴氏合金支撑环5'的主视图，图6 是沿着图5的C-C'线截取的截面图。如图5和图6所示，巴氏合金支撑环5'磨损量最大 处的厚度为A，磨损量最小处的厚度为B，且A和B之和的平均值与传统的巴氏合金支撑环 5的厚度C相等，S卩，(A+B)/2 = C。在本实施例中，A > Β,Α/Β = 1. 1 1. 5，如果Α/Β的值 太小，则影响磨损余量。如果Α/Β的值太大，则影响压缩机的传动性能，导致振动增大。下面将参照图5和图6描述巴氏合金支撑环5'的几何形状。如图5和图6所示， 巴氏合金支撑环5'的内径为R(即，活塞体3的外径)，圆心为0，巴氏合金支撑环5'的外 径为R+(A+B)/2，圆心为0'。圆心0与圆心0'之间的距离为(A-B)/2。下面将描述巴氏合金支撑环5'的加工方法。在活塞体3上形成巴氏合金层(巴氏合金支撑环5 ‘)的浇铸工艺与现有技术一 样，实现本实用新型的关键是调整巴氏合金层的厚度，目前，可以通过两种方法对巴氏合金 层的厚度进行调整。一种方法是手动调整巴氏合金层的厚度。首先，在活塞体3上手动浇铸巴氏合金， 使磨损面的巴氏合金层的厚度大于非磨损面的巴氏合金层的厚度。然后，利用刮刀手动刮 削浇铸的巴氏合金层，在保持巴氏合金层平滑、无气孔、同轴度良好的同时，使巴氏合金层 磨损量最大处的厚度A与磨损量最小处的厚度B之和的平均值与原尺寸相等(即，(A+B)/2 =C)，根据本实用新型，A > B，A/B = 1. 1 1.5，从而完成对巴氏合金层的调整。在装配 根据本实用新型的活塞组件时，将巴氏合金层厚度最大处装配在活塞磨损量最大的方向。另一种方法是通过机床来调整巴氏合金层的厚度。图7是用于机加工根据本实用 新型的压缩机的活塞组件的巴氏合金支撑环5'的芯轴的结构图。首先，在活塞体3上手动浇铸巴氏合金，使磨损面的巴氏合金层的厚度大于非磨 损面的巴氏合金层的厚度。接着，根据要调整的巴氏合金层的厚度及活塞体3的中心的内 孔(连接活塞杆2的内孔)加工芯轴7，使芯轴7的机床加工顶尖工艺孔偏离中心孔尺寸 为(A-B)/2 (即，巴氏合金支撑环5'的圆心0与圆心0'之间的距离)。将芯轴7装入活塞 体3的内孔，上机床进行加工，机床顶尖8与芯轴7的加工工艺孔联接，对活塞体3进行垂 直度和同轴度找正后加工，即可实现巴氏合金层的偏心加工。在机加工的过程中，使得巴氏 合金层磨损量最大处的厚度A与磨损量最小处的厚度B之和的平均值与原尺寸相等(即， (A+B)/2 = C)，在本实用新型中，A>B，A/B= 1. 1 1. 5。从而完成对巴氏合金层的调整。 在装配根据本实用新型的活塞组件时，将巴氏合金层厚度最大处装配在活塞磨损量最大的 方向。使用本实用新型的巴氏合金支撑环，通过合理分配活塞体上的巴氏合金层的厚度 来增大巴氏合金支撑环的磨损余量，从而在不改变活塞组件的外形装配尺寸和不影响活塞 组件的安全性能的情况下，使得压缩机的运行周期延长，减少压缩机检修次数，减轻检修人 员的劳动强度，减少压缩机开机、停机次数，减少电能消耗，更好地促进压缩机的安全可靠 并且连续的运行。[0037] 虽然已表示和描述了本实用新型的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在 不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这 些实施例进行修改。
权利要求一种支撑环，其特征在于所述支撑环的内圆环与外圆环不同轴。
2.如权利要求1所述的支撑环，其特征在于所述支撑环的最大厚度与最小厚度之比为 1. 1 1. 5。
3.一种活塞组件，该活塞组件包括活塞被帽；活塞体，在活塞体的中心形成有内孔； 活塞杆，穿过所述内孔通过活塞被帽固定地连接到活塞体上；支撑环，按照预定宽度形成在 活塞体的外圆周表面上，其特征在于所述支撑环的内圆环与外圆环不同轴。
4.如权利要求3所述的活塞组件，其特征在于所述支撑环的最大厚度与最小厚度之比 为 1. 1 1. 5。
5.如权利要求3或者4所述的活塞组件，其特征在于在活塞体上还形成有环形槽，在环 形槽内安装有活塞环。
6.一种压缩机，该压缩机包括按照圆筒形形成的气缸以及沿着气缸的轴向在气缸内往 复运动的活塞组件，所述活塞组件包括活塞被帽；活塞体，在活塞体的中心形成有内孔； 活塞杆，穿过所述内孔通过活塞被帽固定地连接到活塞体上；支撑环，按照预定宽度形成在 活塞体的外圆周表面上，其特征在于所述支撑环的内圆环与外圆环不同轴。
7.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于所述支撑环的最大厚度与最小厚度之比为 1. 1 1. 5。
8.如权利要求6或者7所述的压缩机，其特征在于在活塞体上还形成有环形槽，在环形 槽内安装有活塞环。
专利摘要本实用新型提供一种支撑环、活塞组件以及压缩机，所述支撑环的内圆环与外圆环不同轴。所述支撑环的最大厚度与最小厚度之比为1.1～1.5。所述活塞组件包括活塞被帽；活塞体，在活塞体的中心形成有内孔；活塞杆，穿过所述内孔通过活塞被帽固定地连接到活塞体上；支撑环，按照预定宽度形成在活塞体的外圆周表面上，所述支撑环的内圆环与外圆环不同轴。所述压缩机包括按照圆筒形形成的气缸以及沿着气缸的轴向在气缸内往复运动的活塞组件。根据本实用新型的活塞组件，通过合理分配活塞体上的巴氏合金支撑环的厚度来增大巴氏合金支撑环的磨损余量，从而在不改变活塞组件的外形装配尺寸并且不影响活塞组件的安全性能的情况下，延长压缩机的运行周期。
文档编号F04B39/00GK201627694SQ20092027870
公开日2010年11月10日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者李文杰, 苏小斌, 虞明 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司;攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司