使用膜片弹簧的波纹管型J-T制冷器自调机构装配夹具的制作方法

本发明涉及低温制冷领域，尤其涉及一种使用膜片弹簧的波纹管型j-t制冷器自调机构装配夹具。

背景技术：

近年来，随着红外技术在红外成像、侦察告警领域的广泛应用，红外焦平面探测器技术得以迅猛发展。j-t制冷器作为红外探测器杜瓦制冷组件(iddca组件)的重要组成部分，其主要作用是冷却红外探测器，为红外探测器提供低温工作环境，降低红外探测器噪声，提高红外探测器的灵敏度和分辨率，进而提高红外成像效果。

第二代焦平面探测器组件普遍采用自调式制冷器。自调式制冷器通常采用波纹管作为调节元件，根据被冷却组件温度的波动自动调节流量。波纹管型自调式j-t制冷器充气腔内充有一定压力的工质气体，波纹管处于压缩状态。工作过程中，高压气体从管路进气口进入制冷器内部，经过热交换管到达节流孔，高压气体经过小孔后体积迅速膨胀，压力急剧降低，根据焦耳-汤姆逊效应原理，压降后的气体大幅降温，冷却探测器芯片，然后通过热交换器外部间隙排出。同时充气腔中气体被快速冷却，甚至液化致使充气腔的压力降低，从而打破波纹管初始压缩状态的平衡，波纹管做伸长运动，带动传动机构向制冷器尾部移动，使阀针针尖伸入节流孔内，节流孔变小甚至关闭从而控制了气体的消耗。当温度升高后，充气腔内的气体压力升高，使波纹管压缩，阀针从节流孔处移出，打开节流孔。波纹管型自调式j-t制冷器是能够实现制冷温度、制冷流量和制冷功率自调调节的制冷器。

j-t制冷器的自调机构是制冷器的唯一运动部件，直接影响制冷器的性能指标、环境适应性，自调机构的装配是j-t制冷器的核心工艺。带有膜片弹簧的高可靠性j-t制冷器的自调机构装配工艺复杂，精度要求高，装配过程中既要保证制冷器预留量、膜片弹簧极限拉伸量符合设计值，又要保证各零件装配在同轴度，装配工艺设计完成后，设计各工艺步骤的装配夹具是实现制冷器工作可靠性的基础。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种使用膜片弹簧的波纹管型j-t制冷器自调机构装配夹具，用以解决现有技术中的上述问题。

本发明实施例提供一种使用膜片弹簧的波纹管型j-t制冷器自调机构装配夹具，包括：增强环与膜片弹簧焊接夹具，包括中心定位销和第一底座，其中，所述第一底座用于固定增强环，中心定位销与底座的配合公差保证增强环与膜片弹簧的同轴度。

优选地，所述装置进一步包括：

增强环与波纹管焊接夹具，包括第二底座和定位螺钉，其中，所述第二底座用于固定增强环，定位螺钉压紧波纹管，依靠定位螺钉和底座的公差保证波纹管与增强环焊接同轴度。

优选地，所述装置进一步包括：

预留量调节夹具，包括第一基座、第一压紧螺母、以及第一调节螺钉，其中，所述第一基座底部设置有多条刻度线均匀分布，第一压紧螺母压紧焊接为一体的增强环和波纹管、以及传动杆部件，第一调节螺钉端面设置有刻度线，螺钉旋转一圈为螺距值，每格刻度线精度为螺距除以刻度线数，通过螺钉旋转螺距保证预留量值，且预留量能够调节。

优选地，所述装置进一步包括：

波纹管与传动杆焊接夹具，包括第三底座和压紧螺钉，其中，第三底座用于固定预留量调节夹具，所述压紧螺钉设置于零件上部，通过所述第三底座及压紧螺钉保证零件同轴并压紧。

优选地，所述装置进一步包括：

膜片弹簧与传动杆调节、焊接夹具，包括：第二基座、第二调节螺钉、以及第二压紧螺母，由第二基座和第二调节螺钉配合公差保证部件的同轴度，第二基座上端有螺纹，与压紧螺母配合，下端面设置有多条刻度线均布，调节螺钉设置有多条刻度线，螺钉转一圈为螺距值，刻度线精度为螺距除以刻度线数，螺钉在基座下端旋转，保证设计值l的值，第二压紧螺母用于压紧部件，其中，l为传动杆档环部位与增强环之间保留的距离，即l是膜片弹簧另一个方向的拉伸限位。

采用本发明实施例，可以满足制冷器自调机构装配的同轴度要求，自调机构的装配参数可调，参数可以及时调整，也可以固化，方便焊接，可满足月产百套制冷器的小批量生产要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例的增强环与膜片弹簧焊接夹具的示意图；

图2是本发明实施例的波纹管与增强环焊接夹具的示意图；

图3是本发明实施例的自调机构预留量调节夹具的示意图；

图4是本发明实施例的调节夹具仰视图的示意图；

图5是本发明实施例的波纹管与传动杆焊接夹具的示意图；

图6是本发明实施例的膜片弹簧与传动杆调节焊接夹具的示意图。

具体实施方式

使用膜片弹簧对传动机构定位，可以提高制冷器工作可靠性。高可靠性波纹管型j-t制冷器自调机构包括增强环、膜片弹簧、传动杆和波纹管。自调机构装配过程中既要保证制冷器参数符合设计值，又要保证装配过程中各零件的同轴度等要求，制冷器自调机构的装配每一步操作都需要专门夹具。本发明设计了一套自调机构的装配夹具，保证自调机构装配的同轴度，同时装配过程中预留量和膜片弹簧极限限位这两个工艺参数可调，能及时满足工艺参数设计值。

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

装配过程中需保证各零件同轴度，保证自调机构预留量符合设计值，保证膜片弹簧拉伸限位。装配步骤如下：

a)膜片弹簧与增强环焊接，增强环膜片弹簧焊接台阶高度设计值即为膜片弹簧最大拉伸值，焊接后可保证膜片弹簧一个方向的拉伸限位。

b)保证预留量l设计值，将传动杆与波纹管装入增强环，焊接波纹管与增强环，保证预留量l值后，焊接波纹管细端与传动杆。

c)用传动杆档环与增强环的距离保证膜片弹簧另一个方向的拉伸限位，同时保证制冷器工作过程中膜片弹簧对传动杆的作用力与波纹管一致。传动杆档环部位与增强环之间留有一定距离l，焊接膜片弹簧中心孔与传动杆，制冷器充气腔充气后，传动杆上移，传动杆档环部位顶住增强环，l＝0，l既是膜片弹簧另一个方向的拉伸限位。此时膜片弹簧处于凸起状态，对传动杆的作用力与波纹管一致。

各工艺步骤同轴度及工艺参数依靠夹具保证，具体装配步骤及夹具如下：

a)增强环与膜片弹簧焊接夹具：增强环与膜片弹簧装配有同轴要求，焊接夹具如图1所示，依靠中心定位销与底座的配合公差保证增强环与膜片弹簧的同轴度。主要考虑的是增强环与膜片弹簧的同轴控制，材质不锈钢或其他。

b)增强环与波纹管焊接夹具：焊接夹具如图2所示，依靠定位螺钉和底座的公差保证波纹管与增强环焊接同轴度，同时，定位螺钉压紧波纹管，有助于焊接操作。主要考虑的是增强环与波纹管的同轴控制，焊接操作方便。材质为不锈钢或其他。

c)预留量调节夹具：夹具如图3所示，基座底部有20条(或其他数值)刻度线均匀分布，压紧螺母压紧部件，调节螺钉端面有刻度线，螺钉旋转一圈为螺距值，每格刻度线精度为螺距除以刻度线数，夹具仰视图如图4所示，用螺钉旋转螺距保证预留量值，且预留量可调节。考虑零件的同轴控制，依靠螺纹螺距调节预留量，使预留量满足设计值。预留量调整一次之后夹具可以固定，预留量设计值有变化时可以重新调整调节螺钉位置。材料为不锈钢或其他。

d)波纹管与传动杆焊接夹具：将预留量调节夹具装入波纹管与传动杆焊接夹具，如图5所示,用底座及压紧螺钉保证零件同轴，压紧有助于部件焊接。主要考虑零件的同轴控制，焊接操作方便，材质为不锈钢或其他。

e)膜片弹簧与传动杆调节、焊接夹具：如图6所示，由基座、调节螺钉、压紧螺母组成。由基座和调节螺钉配合公差保证部件的同轴度，基座上端有螺纹，与压紧螺母配合，下端面有二十条(或其他数值)刻度线均布，调节螺钉有两条刻度线，螺钉转一圈为螺距值，二十条(或其他数值)刻度线精度为螺距除以刻度线数，螺钉在基座下端旋转，保证设计值l的值。夹具仰视图如图4所示。压紧螺母起压紧所用，有助于部件固定焊接。考虑零件的同轴控制，焊接操作方便。依靠螺纹螺距调节保证设计值l。调整一次之后夹具可以固定，l值有变化时可以重新调整调节螺钉位置。材质为不锈钢或其他。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明实施例的一整套自调机构装配焊接夹具，可以满足制冷器自调机构装配的同轴度要求，自调机构的装配参数可调，参数可以及时调整，也可以固化。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。