本实用新型属于压缩机领域，具体而言，本实用新型涉及旋转压缩机用活塞。
背景技术：
随着市场对空调能效等级要求越来越高，空调厂家对压缩机能效也提出了更高的要求。转子式压缩机中，摩擦功耗占总功耗的8％左右，而活塞轻量化是降低压缩机能效的一个有效方向。而压缩机活塞的制造一般采用模铸或连铸管状的方法，先铸出管体，然后切料，再进行内孔、外圆车削、剥皮再磨削，不仅制造过程复杂，而且成本高且原料利用率低。因此，旋转压缩机用活塞有待进一步改进。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出旋转压缩机用活塞。本实用新型提出的旋转压缩机用活塞不仅可以降低旋转压缩机的能耗，还具有优异的耐磨性、表面光洁度，以及较好的抗疲劳性、抗腐蚀能力和较长的使用寿命。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种旋转压缩机用活塞，所述活塞由内环体和外环体焊接而成，所述外环体由20CrMnTi钢管或钢棒形成。
根据本实用新型上述实施例的旋转压缩机用活塞，相对于传统采用铸造工艺制备灰铸铁活塞的方法，本实用新型采用内环体和外环体焊接而成的方式不仅可以更灵活的选择活塞的结构，而且还可以通过改变内环体和外环体的结构来减轻活塞的重量，进而降低旋转压缩机的能耗。此外，外环体由20CrMnTi钢管或钢棒形成不仅可以使外环体粗品具有更好的加工性能，还可以使旋转压缩机用活塞具有更加优异的耐磨性、表面光洁度，以及较好的抗疲劳性、抗腐蚀能力和较长的使用寿命。
另外，根据本实用新型上述实施例的旋转压缩机用活塞还可以具有如下附加的技术特征：
在本实用新型中，所述内环体与所述外环体之间形成有空腔。由此，可以有效减轻旋转压缩机用活塞的重量，进而降低旋转压缩机的能耗。
在本实用新型中，所述外环体的上端和下端形成有向内延伸的上内翻边和下内翻边，且所述上内翻边和所述下内翻边适于通过焊接与所述内环体相连，所述内环体和所述外环体与所述上内翻边和所述下内翻边围合成所述空腔。由此，可以进一步减轻旋转压缩机用活塞的重量，进而进一步降低旋转压缩机的能耗。
在本实用新型中，所述外环体内壁上形成有向内延伸的至少一个外支持部，所述外支持部与所述内环体相连。由此，可以在减轻旋转压缩机用活塞重量的基础上进一步提高旋转压缩机用活塞的结构稳定性。
在本实用新型中，所述外支持部为圆环状，且将所述空腔分隔成至少两个子空腔。由此，可以进一步提高旋转压缩机用活塞的结构稳定性。
在本实用新型中，所述内环体的上端和下端形成有向外延伸的上外翻边和下外翻边，且所述上外翻边和所述下外翻边适于通过焊接与所述外环体相连，所述内环体和所述外环体与所述上外翻边和所述下外翻边围合成所述空腔。由此，可以进一步减轻旋转压缩机用活塞的重量，进而进一步降低旋转压缩机的能耗。
在本实用新型中，所述内环体外壁上形成有向外延伸的至少一个内支持部，所述内支持部与所述外环体相连。由此，可以在减轻旋转压缩机用活塞重量的基础上进一步提高旋转压缩机用活塞的结构稳定性。
在本实用新型中，所述内支持部为圆环状，且将所述空腔分隔成至少两个子空腔。由此，可以进一步提高旋转压缩机用活塞的结构稳定性。
在本实用新型中，所述内环体由20CrMnTi、GCr15、20Cr、40Cr、45钢、40钢、或者20钢形成。
附图说明
图1是根据本实用新型一个实施例的旋转压缩机用活塞的结构示意图。
图2是根据本实用新型又一个实施例的旋转压缩机用活塞的结构示意图。
图3是根据本实用新型又一个实施例的旋转压缩机用活塞的结构示意图。
图4是根据本实用新型又一个实施例的旋转压缩机用活塞的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种旋转压缩机用活塞，活塞由内环体10和外环体20焊接而成，外环体20由20CrMnTi钢管或钢棒形成。
根据本实用新型上述实施例的旋转压缩机用活塞，相对于传统采用铸造工艺制备灰铸铁活塞的方法，本实用新型采用内环体10和外环体20焊接而成的方式不仅可以更灵活的选择活塞的结构，而且还可以通过改变内环体10和外环体20的结构来减轻活塞的重量，进而降低旋转压缩机的能耗。此外，外环体20由20CrMnTi钢管或钢棒形成不仅可以使外环体20粗品具有更好的加工性能，还可以使旋转压缩机用活塞具有更加优异的耐磨性、表面光洁度，以及较好的抗疲劳性、抗腐蚀能力和较长的使用寿命。
下面参考图1-4对本实用新型上述实施例的旋转压缩机用活塞进行详细描述。
根据本实用新型的具体实施例，如图1-2所示，内环体10与外环体20之间可以形成有空腔30。本实用新型中通过采用在内环体10和外环体20之间形成空腔30，可以有效减轻旋转压缩机用活塞的重量，使摩擦功耗显著降低，进而降低旋转压缩机的能耗。
根据本实用新型的具体实施例，如图3所示，外环体20的上端和下端可以形成有向内延伸的上内翻边21和下内翻边22，且上内翻边21和下内翻边22适于通过焊接与内环体10相连，内环体10和外环体20与上内翻边21和下内翻边22围合成空腔30。本实用新型中通过采用上述结构，不仅可以使内环体10和外环体20之间形成空腔30，还可以通过改变上内翻边21和下内翻边22的长度来进一步改变空腔30的体积，由此可以进一步减轻旋转压缩机用活塞的重量，进而进一步降低旋转压缩机的能耗。
根据本实用新型的具体实施例，如图3所示，外环体20内壁上可以形成有向内延伸的至少一个外支持部23，外支持部23与内环体10相连。本实用新型中通过在外环体20内壁上设置外支持部23，可以使外环体20与内环体10之间分别通过上内翻边21、下内翻边22和至少一个外支持部23相连，进而使外环体20与内环体10之间的结合更为稳固。由此，可以在减轻旋转压缩机用活塞重量的基础上进一步提高旋转压缩机用活塞的结构稳定性。
根据本实用新型的具体实施例，外支持部23可以为圆环状，且将空腔分隔成至少两个子空腔。本实用新型中通过选用圆环状的外支持部23，可以进一步增加外支持部23与内环体10外壁的接触面积，使外环体20与内环体10之间的结合更为稳固。由此，可以在减轻旋转压缩机用活塞重量的基础上进一步提高旋转压缩机用活塞的结构稳定性。
根据本实用新型的具体实施例，如图4所示，内环体10的上端和下端可以形成有向外延伸的上外翻边11和下外翻边12，且上外翻边11和下外翻边12适于通过焊接与外环体20相连，内环体10和外环体20与上外翻边11和下外翻边12围合成空腔30。由此，可以进一步减轻旋转压缩机用活塞的重量，进而进一步降低旋转压缩机的能耗。本实用新型中通过采用上述结构，不仅可以使内环体10和外环体20之间形成空腔30，还可以通过改变上外翻边11和下外翻边12的长度来进一步改变空腔30的体积，由此可以进一步减轻旋转压缩机用活塞的重量，进而进一步降低旋转压缩机的能耗。
根据本实用新型的具体实施例，如图4所示，内环体10外壁上可以形成有向外延伸的至少一个内支持部13，内支持部13与外环体20相连。本实用新型中通过在内环体10外壁上设置外支持部13，可以使外环体20与内环体10之间分别通过上外翻边11、下外翻边12和至少一个内支持部13相连，进而使外环体20与内环体10之间的结合更为稳固。由此，可以在减轻旋转压缩机用活塞重量的基础上进一步提高旋转压缩机用活塞的结构稳定性。
根据本实用新型的具体实施例，内支持部13可以为圆环状，且将空腔30分隔成至少两个子空腔。本实用新型中通过选用圆环状的内支持部13，可以进一步增加内支持部13与外环体20内壁的接触面积，使外环体20与内环体10之间的结合更为稳固。由此，可以在减轻旋转压缩机用活塞重量的基础上进一步提高旋转压缩机用活塞的结构稳定性。
为了方便理解本实用新型上述实施例的旋转压缩机用活塞，下面参考制备上述旋转压缩机用活塞的方法对旋转压缩机用活塞进行进一步描述。
根据本实用新型上述实施例制备旋转压缩机用活塞的方法，包括：对20CrMnTi钢棒进行切割或者对20CrMnTi钢管进行旋压，以便得到外环体20粗品；对轴承钢、合金钢或碳素钢的钢棒进行切割或者对轴承钢、合金钢或碳素钢的钢管进行旋压，以便得到内环体10粗品；将外环体20粗品和内环体10粗品之间放置焊丝，然后置于加热炉进行加热焊接，以便得到活塞粗品；将活塞粗品进行渗碳处理、淬火处理和回火处理，以便得到活塞预成品；以及将活塞预成品进行精加工，以便获得旋转压缩机用活塞。
本实用新型上述实施例的制备旋转压缩机用活塞的方法不仅可以有效替代传统采用铸造工艺制备灰铸铁活塞的方法，还具有如下优点：第一，采用内环体10和外环体20焊接而成的方式不仅可以更灵活的选择活塞的结构，而且还可以通过改变内环体10和外环体20的结构来减轻活塞的重量，进而降低旋转压缩机的能耗。第二、采用该方法不仅能够显著减少对旋转压缩机用活塞内环体10和外环体20的内外径以及高度的粗加工工艺，显著降低粗加工的切削量，还能显著降低制造成本和工业“三废”对环境造成的污染，具有简单易行、费料少、原料利用率高以及环保等优点。第三，外环体20由20CrMnTi钢管或钢棒形成不仅可以使外环体粗品具有更好的加工性能，还可以使旋转压缩机用活塞具有更加优异的耐磨性、表面光洁度，以及较好的抗疲劳性、抗腐蚀能力和较长的使用寿命。
根据本实用新型的具体实施例，旋转压缩机用活塞的外环体20的基材可以采用20CrMnTi，内环体10的基材可以采用轴承钢、合金钢或者碳素钢。旋转压缩机用活塞的外环体20的外壁在工作状态下摩擦磨损的情况最为严重，本实用新型中通过采用20CrMnTi作为外环体20的的基材，可以使外环体20粗品具有良好的加工性能和加工变形小的优点，并使外环体20淬火处理后仍具有较高的强度和韧性，从而使外环体20具有更好的耐磨性、抗疲劳性、抗腐蚀能力和更长的使用寿命等性能，进而能够进一步提高使旋转压缩机用活塞的综合性能和使用寿命。根据本实用新型的具体实施例，内环体10的基材可以优选20CrMnTi、GCr15、20Cr、40Cr、45钢、40钢、或者20钢。由此，可以进一步提高旋转压缩机用活塞的综合性能，进而使旋转压缩机用活塞具有更加优异的耐磨性、表面光洁度，以及较好的抗疲劳性、抗腐蚀能力和较长的使用寿命。
根据本实用新型的具体实施例，加热焊接可以在1000-1200℃的温度下保温20-60分钟完成的。本实用新型中通过采用上述加热焊接条件不仅可以使内环体10和外环体20被成功地焊接，而且可以进一步提高旋转压缩机用活塞的结构稳定性。
根据本实用新型的具体实施例，内环体10与外环体20之间焊接位置的配合间隙可以为0.005-0.1mm，由此可以方便活塞内圈与外圈焊接前的预安装，也保证了焊料能有效进入活塞内圈与外圈的配合间隙中，保证了焊接的强度及可靠性。
根据本实用新型的具体实施例，旋转压缩机用活塞的内环体10和外环体20可以通过采用铜焊料或钎焊料在加热炉中通过焊接连接而成。由此，可以有效利用内环体10和外环体20制备得到旋转压缩机用活塞，并使旋转压缩机用活塞具有较好的结构稳定性。
根据本实用新型的具体实施例，渗碳处理的温度可以为850-1000摄氏度。由此，可以使活塞粗品的渗碳层深度达到0.15-0.5mm，从而进一步提高旋转压缩机用活塞的表面硬度和耐磨性，并使旋转压缩机用活塞的中心部分仍然保持低碳钢的韧性和塑性，进而进一步使旋转压缩机用活塞具有优异的耐磨性、抗疲劳性、抗腐蚀能力和更长的使用寿命等性能。
根据本实用新型的具体实施例，淬火处理的温度可以为850-950摄氏度。本实用新型中通过采用上述淬火处理的温度，可以使制备得到的活塞预成品具有较好的硬度和韧性，进而可以进一步使最终制备得到的旋转压缩机用活塞具有优异的耐磨性、抗疲劳性、较高的冲击韧性和更长的使用寿命等性能。
根据本实用新型的具体实施例，淬火处理可以为油淬。本实用新型中通过采用油淬可以进一步减小淬火处理后活塞粗品的变形量，并使最终制备得到的旋转压缩机用活塞具有优异的表面光洁度、抗腐蚀能力和更长的使用寿命等性能。
根据本实用新型的具体实施例，回火处理的温度可以为350-550摄氏度。本实用新型中通过采用上述回火处理的温度，可以有效消除淬火处理后活塞粗品的残余应力，使活塞预成品具有较高的强度以及较好的塑形和韧性，进而可以进一步使旋转压缩机用活塞具有优异的耐磨性、抗疲劳性、抗腐蚀能力和更长的使用寿命等性能。
根据本实用新型的具体实施例，依次采用本实用新型上述实施例的渗碳处理、淬火处理和回火处理条件对经过粗加工的活塞粗品进行渗碳处理、淬火处理和回火处理，可以使旋转压缩机用活塞的硬度达到HRC30-55。由此，可以进一步使旋转压缩机用活塞具有较好的耐磨性、较高的冲击韧性、抗疲劳性和更长的使用寿命等性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。