本发明属于脉管制冷机零部件技术领域，涉及片弹簧同轴体的安装方法，具体涉及采用间隙密封的有片弹簧悬浮的气缸活塞系统中如何保持活塞与气缸有高同轴度的安装方法。
背景技术：
室温推移活塞脉管制冷机是目前效率最高的一种低温制冷机，但多了一个运动部件。如果推移活塞与推移活塞气缸之间的密封采用间隙密封，其寿命可做到很长。间隙密封的原理是推移活塞气缸与推移活塞之间有片弹簧连接，从而使推移活塞气缸与推移活塞不接触。推移活塞气缸与推移活塞之间的间隙称为间隙密封。间隙密封的间隙要在数微米到数十微米。间隙越小漏气越小，制冷效率越高，理想的是间隙为零。这就要求推移活塞气缸与推移活塞要有高同度，才能在微小的间隙下推移活塞与气缸仍然不接触。推移活塞气缸与推移活塞可以采用目前已有的高精度加工保证高度的圆度和精度，但片弹簧是弹性的，用螺栓固定之后，总归会有微弱的形变，因此很难保证推移活塞气缸与推移活塞间有高同轴度，这样，推移活塞气缸与推移活塞的间隙就要放大，以免接触，这样漏气率增大，制冷效率降低，反而不如惯性管。因此目前脉管制冷机的主流仍然是惯性管。
片弹簧虽然运动，但应力如果低于疲劳极限，则寿命可很长。压缩机也有同样的问题。气缸与活塞间的间隙是靠片弹簧悬浮的，很难做到气缸与活塞有高的同轴度，因此，间隙不得不大，以防活塞与气缸接触。大间隙产生大漏气量，则降低压缩机效率，进而降低制冷机效率。
中国专利cn105464941提出了一种将推移活塞轴与推移活塞做成一个同轴的单元的的装配方法，可部分解决装配的困难，将推移活塞气缸与推移活塞保持高同轴度的困难变为推移活塞轴与推移活塞保持高同轴度。如果推移活塞轴与推移活塞不同轴，则进行二次加工以保证高同轴度。但推移活塞轴与推移活塞的连接是片弹簧，在轴向是柔性的，在径向刚度很大，但与金属相比，仍然是柔性的，普通的车床很难加工，可能需要专用机床，这是一个未知数。中国201610928637.6具体提出了采用夹具安装的方法，但螺栓的拧紧带来片弹簧的形变仍然存在，高同轴度依然很难保证，因此需要反复试。中国专利200910273184.8中提出了一种涉及动磁激振器中气缸与活塞的同轴安装方法，但很笼统，无法具体操作。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供采用间隙密封的有片弹簧悬浮的气缸活塞系统中如何保持活塞与气缸有高同轴度的安装方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明的目的之一在于提出一种组装片弹簧同轴体的方法，具体为：先将片弹簧组件与具有外定位圆的外定位圆组件或具有内定位圆的内定位圆组件中的其中一个固定，再采用夹具同轴固定所述外定位圆与内定位圆，且保证片弹簧组件与外定位圆组件或内定位圆组件中的另一个之间具有不接触或零作用力接触的补偿间隙，接着，固定所述补偿间隙，再取下夹具，即得到片弹簧同轴体。
安装过程中，由于外定位圆组件与内定位圆组件的外定位圆与内定位圆由高同轴度的夹具固定，从而保持高同轴度，由于补偿间隙的存在，外定位圆组件与内定位圆组件间没有力的存在，固定后，没有回弹的力，因此，外定位圆与内定位圆可保持高度同轴。
进一步的，固定补偿间隙的方式为胶粘剂粘接或焊接中的一种或两种的组合。进一步的，补偿间隙通过先采用胶粘剂粘接，之后焊接的组合方式进行固定；
或，补偿间隙通过先采用胶粘剂粘接，接着焊接的组合方式进行固定，固定后除去胶粘剂。
更进一步的，胶粘剂采用环氧树脂胶；焊接采用激光或电子束等低热应力的焊接。
进一步的，采用夹具同轴固定外定位圆与内定位圆的过程具体为：
取具有两同轴的夹具定位圆的夹具，将两夹具定位圆分别与所述外定位圆与内定位圆固定，即可保证外定位圆与内定位圆同轴。
更进一步的，夹具采用与内定位圆组件和外定位圆组件线涨系数不同的材料制成，使得可通过加热或冷却方式使夹具夹紧所述外定位圆与内定位圆。具体的，如内定位圆组件和外定位圆组件等采用铝等材料，则夹具可以采用不锈钢，或线涨系数更小的合金，如因瓦合金等，反之也成立，这样，就可以通过采用加热或降温的方法调整安装，从而完成夹具与内定位圆和外定位圆的固定，进而保持内定位圆和外定位圆的高同轴度。
进一步的，所述外定位圆或内定位圆中不与片弹簧组件预先固定的一个为气缸组件上的气缸内圆或活塞组件上的活塞外圆。
上述方法中，夹具可替换为具有二个直径可变的同心的等效夹具定位圆的夹持机构，如夹持直径可变的机床的三爪结构等。
本发明的目的之二在于提出了一种活塞组件、片弹簧组件和气缸组件的安装方法，包括以下步骤：
(1)取带有片弹簧定位圆的片弹簧组件、活塞定位圆的活塞组件和气缸定位圆的气缸组件；
(2)以片弹簧定位圆与活塞定位圆或气缸定位圆中的一个作为内定位圆和外定位圆，取夹具同轴固定所述内定位圆和外定位圆，并保证片弹簧组件与对应的活塞组件或气缸组件之间存在任意位置间距均大于0的补偿间隙；
(3)固定所述补偿间隙，取下夹具后，即得到内定位圆与外定位圆同轴的弹簧活塞单元或弹簧气缸单元；
(4)最后，将弹簧活塞单元或弹簧气缸单元，与气缸组件或活塞组件组装，即完成安装。
具体工作时，由于活塞、片弹簧组件和气缸三者的高同轴度安装，活塞组件与气缸之间的间隙即使在很小的情况下也不会发生接触，进而既可以保证整个组装结构的密封，也不影响其运行。本发明的安装方法中，没有提到的地方，则表示此处为现有已知的。
在本发明的一种优选的实施方式中，步骤(1)中采用夹具将片弹簧组件与活塞组件或气缸组件同轴固定的过程具体为：取具有两同轴的夹具定位圆的夹具，将两夹具定位圆分别与内定位圆和外定位圆同轴固定，即使得片弹簧组件与活塞组件或气缸组件同轴定位，且保证片弹簧组件与活塞组件或气缸组件之间存在所述补偿间隙。
在本发明的一种优选的实施方式中，夹具与弹簧活塞单元或弹簧气缸单元采用线涨系数不同的材料制成，以通过加热或冷却方式使得夹具夹紧所述弹簧活塞单元或弹簧气缸单元。具体的，如活塞等采用铝等材料，则夹具可以采用不锈钢，或线涨系数更小的合金，如因瓦合金等，反之也成立，这样，就可以通过采用加热或降温的方法调整安装，从而完成夹具与片弹簧组件以及气缸或活塞组件的径向固定，进而保持片弹簧组件与气缸或活塞组件的高同轴度。
在本发明的一种更优选的实施方式中，根据需要组装的活塞组件、片弹簧组件和气缸等结构的不同，片弹簧组件上的定位圆形成于其内侧或外侧圆周面，或与片弹簧组件内侧或外侧固定连接的其他中间件上。其他中间件可以为分体式气缸的一部分，或与其组装的固定法兰等。
根据需要组装的推移活塞气缸的结构的不同，定位圆的设置方式以及后续的固定安装方式也不同。
在本发明的一个具体的优选实施方式中，所述的活塞组件包括一体式加工的活塞体和活塞杆，此时，活塞体的外侧圆周面上形成与夹具固定的活塞定位圆，活塞杆的端部与片弹簧组件之间形成所述补偿间隙。
在本发明的另一个具体的优选实施方式中，所述的活塞组件包括无杆活塞体，此时，无杆活塞体外侧圆周面或气缸组件内壁圆周面上形成所述活塞定位圆或气缸定位圆，对应的，片弹簧组件的内侧或外侧中的一侧形成所述片弹簧定位圆，另一侧与无杆活塞体或气缸组件之间存在所述补偿间隙。
在本发明的另一个具体的优选实施方式中，所述的活塞组件包括活塞体和活塞轴，所述活塞体和活塞轴两个部件中，与片弹簧组件固定的一个具有所述片弹簧定位圆，另一个具有所述活塞定位圆，并与片弹簧组件之间存在所述补偿间隙。
在本发明的一种优选的实施方式中，补偿间隙的固结方式为胶粘剂粘接或低热应力焊接中的一种或两种的组合。更优选的，胶粘剂采用环氧树脂胶；低热应力焊接采用激光或电子束焊接。补偿间隙通过先采用胶粘剂粘接，之后焊接的组合方式进行固定；
或，补偿间隙通过先采用胶粘剂粘接，接着焊接的组合方式进行固定，固定后除去胶粘剂。
本发明中，活塞组件可以根据需要设计成阶梯状活塞结构，此时，气缸自然也根据活塞组件结构做出适应性调整。
上述方法中，夹具可替换为具有二个直径可变的同心的等效夹具定位圆的夹持机构，如夹持直径可变的机床的三爪结构等。
本发明的目的之三在于提出了上述目的一或目的二的安装方法在组装脉管制冷机或压缩机中的应用。
与现有技术相比，本发明采用夹具先将活塞与弹簧组装成一对具有高同轴度的弹簧活塞单元，然后再与气缸组装，或将气缸与片弹簧组件组成一对保持高同轴度的弹簧气缸单元，再与活塞组装。弹簧活塞单元在具体安装时，片弹簧组件等具有定位圆，夹具可以采用与活塞(或气缸)以及片弹簧组件线涨系数不同的材料制成，这样，当夹具固定活塞或气缸与片弹簧组件时，夹具与片弹簧组件以及活塞(或气缸)之间的定位间隙可以通过加热或降温的形式消除，此时，即可实现片弹簧组件与活塞(或气缸)的同轴。此外，由于片弹簧组件与活塞或气缸之间存在补偿间隙，补偿间隙大小设计成在定位间隙微小或为负时也保持活塞或气缸与片弹簧组件在径向不接触，然后，采用胶粘剂填充于补偿间隙并固化，或采用激光或电子束等热应力小的焊接方式固定，即可使得活塞与片弹簧组件(或基础定位圆)保持高同轴度，补偿间隙的设置可以保证片弹簧组件不会对活塞或气缸产生径向作用力，进而使得原本组装完成的活塞、气缸等偏离同轴。最后，利用与夹具类似的方法等将气缸或活塞继续组装，即可实现活塞、片弹簧组件和气缸三者的高同轴度安装并组成活塞气缸单元。组装好的活塞气缸单元可以应用于脉管制冷机或压缩机中，可以在保证活塞与气缸不接触的情况下有效减小两者之间间隙，保证压缩机和制冷机的效率。
附图说明
图1a为内定位圆组件的示意图；
图1b为片弹簧组件的示意图；
图1c为夹具的示意图；
图1d为夹具与内定位圆组件、片弹簧组件的组装示意图；
图1e为组装好的片弹簧同轴体的示意图；
图1f为推移活塞体一的示意图；
图1g为推移活塞气缸体一的示意图；
图1h为片弹簧同轴体与推移活塞体一、推移活塞气缸体一的组装示意图；
图2a为推移活塞气缸体右半部的结构示意图；
图2b为推移活塞气缸体左半部的示意图；
图2c为推移活塞体的结构示意图；
图3为夹具的结构示意图；
图4a为夹具与推移活塞气缸体、推移活塞体和片弹簧组件的组装示意图，其中，片弹簧组件与推移活塞体之间的补偿间隙采用胶粘剂固结；
图4b为夹具与推移活塞气缸体、推移活塞体和片弹簧组件的组装示意图，其中，片弹簧组件与推移活塞体之间的补偿间隙采用焊接固结；
图5a为胶粘剂固结补偿间隙的弹簧活塞单元的示意图；
图5b为焊接固结补偿间隙的弹簧活塞单元的示意图；
图6为弹簧活塞单元与推移活塞气缸体左半部组装的示意图；
图7为二级阶梯推移活塞单元的组装示意图；
图8a为另一种推移活塞气缸体的结构示意图；
图8b为片弹簧组件安装在推移活塞内部的示意图；
图8c为推移活塞轴的示意图；
图9为另一种夹具的结构示意图；
图10为夹具与推移活塞体、推移活塞轴和片弹簧组件的组装示意图；
图11为图10去除夹具后的示意图；
图12为图11与图8a组装并加上端盖后的示意图；
图13a为一种推移活塞杆与片弹簧组件的组装示意图；
图13b为一种推移活塞轴的结构示意图；
图14为推移活塞杆、片弹簧组件与推移活塞轴的组装示意图；
图15为图8a的推移活塞气缸体与图14组装后的示意图；
图16a为一种推移活塞气缸体的示意图；
图16b为一种推移活塞体的示意图；
图16c为一种片弹簧组件的结构示意图；
图17为一种夹具的结构示意图；
图18a为一种夹具与推移活塞体以及片弹簧组件的安装示意图；
图18b为图18a中结构去除夹具后的结构示意图；
图19为图18去除夹具并与推移活塞气缸体和端盖组装后的示意图；
图20为与图19相似的带阶梯推移活塞的组装示意图；
图21a为另一种夹具的结构示意图；
图21b为图21a中的夹具与气缸体以及片弹簧组件的安装示意图；
图21c为图21b去除夹具后的气缸体与片弹簧组件的高同轴安装示意图；
图21d为图21c加上无杆推移活塞体以及端盖后的结构示意图；
图22a为压缩机右半部的结构示意图；
图22b为活塞体的结构示意图；
图22c为气缸体的结构示意图；
图23为一种夹具的结构示意图；
图24a为图23的夹具套在活塞体与气缸体上的一种组装示意图；
图24b为图23的夹具套在活塞体与气缸体上的另一种组装示意图；
图25a为图24a与气缸体以及端盖的组装示意图；
图25b为图25a组装形成的压缩机的示意图；
图1a～图1h中标记为：
24`-内定位圆组件补偿区，26b-内侧定位圆，20d1-内定位圆组件；
30`-片弹簧组件，31`-片弹簧内侧圆一，32`-片弹簧一，33`-片弹簧外侧圆一，3124`-补偿间隙；
50`-夹具，51`-夹具定位圆一，52`-夹具定位圆二；
20d2-推移活塞体一，21`-推移活塞外圆，26a-推移活塞内孔；
10`-推移活塞气缸体，11`-推移活塞气缸一，15`-推移活塞气缸安装圆一；
81`-推移活塞前腔一，82`-推移活塞背腔；
图2a～图25b中标记为：
10a-推移活塞气缸体一左半部，10b-推移活塞气缸体一右半部，10c-推移活塞气缸体二，10d-推移活塞气缸体三，10e-推移阶梯活塞气缸体一左半部，10f-推移活塞气缸体四，11-推移活塞气缸，1121-间隙a，12-推移活塞杆气缸，1222-间隙b，13-推移活塞气缸安装圆，14-推移活塞气缸定位圆，1413-间隙c，1452-间隙d，15-推移活塞气缸安装圆，20-推移活塞体，20a-推移活塞体二，20c-无杆推移活塞体，20f-无杆阶梯推移活塞体，21-推移活塞，2111-间隙e，2151-间隙f，22-推移活塞杆，2212-间隙h，23-推移活塞补偿区，2331-间隙i，2331a-胶粘剂固结物，2331b-焊接物，24-内密封面，25-推移活塞安装凸杆，2531-间隙k，2531a-粘接物，30-片弹簧组件，31-片弹簧内侧圆，3141-间隙l，3141a-填充物，32-片弹簧，33-片弹簧外侧圆，3354-间隙m，40-推移活塞轴，41-推移活塞轴补偿区，4131-间隙n，4131a-固结物，42-推移活塞轴定位圆，4213-间隙o，4252-间隙p，4253-间隙q，43-外密封面，4324-间隙密封s，50a-夹具一，50b-夹具二，50c-夹具三，50e-夹具四，50f-夹具五，51-夹具推移活塞定位圆，52-夹具推移活塞气缸体定位圆，53-夹具推移活塞轴定位圆，54-夹具片弹簧组件定位圆，55-夹具活塞定位圆，56-气缸定位圆二，57-夹具推移活塞气缸体定位圆a，58-夹具片弹簧组件定位圆a，60a-压缩机右半部，60b-气缸体，61-电机定子，62-电机动子，63-活塞通孔补偿区，64-气缸定位圆一，6456-间隙u，65-法兰，66-气缸部，67-气缸安装圆，6764-间隙v，70-活塞体，71-活塞部，7155-间隙w，7166-间隙x，72-活塞轴，73-活塞轴补偿区，7363-补偿间隙y，7363a-粘接区，7363b-焊接区，81-推移活塞前腔，811-推移活塞前腔一，812-推移活塞前腔二，82-推移活塞背腔，83-推移活塞气库，1157-间隙a`，3158-间隙b`，3315-间隙c`。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种组装片弹簧同轴体的方法，具体采用片弹簧组件、外定位圆组件和内定位圆组件安装而成。
如图1a所示，内定位圆组件20d1具有内侧定位圆26b和内定位圆组件补偿区24`。
如图1b所示，呈环形的片弹簧32`安装在片弹簧内侧圆一31`与片弹簧外侧圆一33`上，并组成片弹簧组件30`。片弹簧组件30`的片弹簧外侧圆一33`与外定位圆组件为一体，片弹簧外侧圆一33`的周面即为外定位圆，片弹簧内侧圆一31`作为片弹簧补偿区。
如图1c所示，夹具50`具有两个高同轴的夹具定位圆，分别为夹具定位圆一51`和夹具定位圆二52`。安装时，利用夹具50`的两个夹具定位圆(即夹具定位圆一51`和夹具定位圆二52`)分别同轴固定外定位圆(即片弹簧外侧圆一33`)与内定位圆(即内侧定位圆26b)，即保证夹具定位圆一51`与片弹簧外侧圆一33`之间的间隙51`33`、夹具定位圆二52`与内侧定位圆26b之间的间隙52`26b均为零或为负，此时，内定位圆组件补偿区与片弹簧补偿区即会形成一个间距为正的补偿间隙31`24`，再通过胶粘剂或低热应力焊接方法固定补偿间隙31`24`，如图1d所示。
由于片弹簧外定位圆一33`与内侧定位圆26b经夹具夹持保持了高同轴度，拆掉夹具50`后，即得到图1e中显示的片弹簧同轴体，片弹簧外定位圆一33`与内侧定位圆26b可保持高同轴度。
补偿间隙里填充的胶粘剂可能会因热胀系数不同产生热应变而影响外定位圆与内定位圆的同轴度，但间隙很小，影响有限。激光焊或电子束焊等热应力小的焊接也有热应力，但只要焊接时快速点焊固定，之后全焊起来，也不会产生过大的应力而影响同轴度。
由于补偿间隙的存在，在固接前，弹簧没有受力，夹具松开后，不会因为弹簧回弹而影响同轴度。
固结的方式可只有胶粘剂，或焊接，或二者都用。最好的方式是先用胶粘剂固定，再焊接，这样强度更大。此外，为了防止胶粘剂的挥发，待采用胶粘剂固定并固化完成后，再焊接，同时焊接后可将胶粘剂去掉，这样完全消除焊接应力对同轴度的影响，而又没有有机物。
本实施例中夹具的固定方式可以为：夹具与片弹簧同轴体采用热胀系数不同的材料制成，如夹具采用铝、片弹簧同轴体采用不锈钢等，此时，利用冷却方式以及精度较高的尺寸设计即可将两夹具定位圆分别套入内定位圆与外定位圆上，室温下套上，冷却后，夹具定位圆紧紧套在内外定位圆上，即实现同轴固定夹紧；或夹具采用不锈钢、片弹簧同轴体采用铝等，室温下套上，加热后实现同轴固定夹紧；或夹具采用热胀系数大的材料如铝镁合金，片弹簧同轴体采用铝等，在室温下套上，降低温度夹紧；或直接采用高精度夹具夹紧。
夹具可采用具有二个直径可变的同心的等效夹具定位圆的夹持机构，如机床的三爪固定盘，三爪固定盘的三爪可形成两个等效于图1c的夹具定位圆一51`和夹具定位圆二52`的等效定位圆。由于三爪的等效定位圆的直径可由工具改变，这样就没有必要加热或冷却夹紧，从而进一步提高安装精度。
将上述得到的片弹簧同轴体应用到推移活塞气缸系统中时，如图1f所示，推移活塞中的推移活塞内孔26a与推移活塞外圆21`可高度同轴，因为是一体的，推移活塞内孔26a与片弹簧同轴体的内侧定位圆26b过盈配合或有微弱间隙的配合，则推移活塞外圆21`与片弹簧外定位圆一33`可保持高同轴度。在片弹簧外定位圆一33`上装上推移活塞气缸体10`，其结构如图1g所示，其具有同轴的推移活塞气缸一11`和推移活塞气缸安装圆一15`，采用过盈配合或有微弱间隙的配合，保证推移活塞气缸安装圆一15`与片弹簧外侧圆一33`之间的间隙33`15`为零或为负，即可保证推移活塞与推移活塞气缸具有高同轴度，从而使推移活塞与推移活塞气缸间的间隙21`11`很小。安装端盖后即可得到图1h中所示推移活塞气缸系统，其中81`为推移活塞前腔一，82`为推移活塞背腔一。
在图1b中，片弹簧外侧圆一33`与片弹簧内侧圆一31`很难保证同轴度，片弹簧一32`一般用螺栓固定，固定好后由于螺栓的力总会对片弹簧产生作用力，引起变形，因此，即使采用夹具保证片弹簧外侧圆一33`与片弹簧内侧圆一31`保持高证轴度，夹具去掉后由于弹簧的回弹，很难不产生形变，因而同轴度很难保证。本实施例的安装方法则克服了这个缺陷。有了图1e的片弹簧同轴体后，就可装配各种高同轴度的气缸活塞片弹簧系统，并可采用微小的间隙。
片弹簧是一种径向刚度很大，轴向刚度适中的弹簧，可有各种形状，最常用的是在圆形钢板或铍青铜等可做弹簧的材料上加工出几个螺旋臂，或直线臂或扇形臂等。这样，图1e的片弹簧同轴体的片弹簧外侧圆一33`与内侧定位圆26b在径向可看作是同一个刚体上的，不可相对移动，轴向则是柔性的，可相对移动。
本实施例的内定位圆与外定位圆可变为活塞组件上的活塞外圆或气缸组件上的气缸内圆，如以下的实施例所示。
实施例2
一种活塞、片弹簧与气缸的安装方法，用于实现推移活塞气缸体一、片弹簧组件30和推移活塞体20的高同轴度组装。
其中，推移活塞气缸体一由分别如图2a和图2b中所示的推移活塞气缸体一右半部10b和推移活塞气缸体一左半部10a组成。参见图2a所示，推移活塞气缸体一右半部10b的外表面具有推移活塞气缸定位圆14，其中部加工有与推移活塞气缸定位圆14保持高同轴度的推移活塞杆气缸12。此处推移活塞气缸定位圆14和推移活塞杆气缸12的高同轴度是可以采用常规技术加工得到的，如采用车床或磨床一次加工实现。参见图2b所示，推移活塞气缸体一左半部10a中包括推移活塞气缸11和位于推移活塞气缸11内部的推移活塞气缸安装圆13，推移活塞气缸11与推移活塞气缸安装圆13保持高同轴度，这也是常规技术可以加工的，如采用车床或磨床一次加工实现。
参见图2c所示，推移活塞体20包括一体式连接的推移活塞21和推移活塞杆22，推移活塞杆22的自由端处设置推移活塞补偿区23。此处，推移活塞21和推移活塞杆22也很容易保持高同轴度，其可以采用如上所述的车床或磨床等常规技术加工实现。为了加工安装方便，左端部可分割加工，之后再组装为一体。
参见图2a中所示，片弹簧组件30安装在推移活塞气缸体右半部10b上，其包括呈环形的片弹簧32，片弹簧组件30上的片弹簧内侧圆31则为与推移活塞补偿区23相对的片弹簧组件补偿区。
为了实现上述推移活塞体20与推移活塞气缸体一的高同轴度安装，本实施例中采用了夹具一50a辅助安装，参见图3所示，夹具一50a呈圆筒状，其内部具有高同轴度的夹具推移活塞定位圆51和夹具推移活塞气缸体定位圆52。这里的夹具推移活塞定位圆51和夹具推移活塞气缸体定位圆52的高同轴度也是采用常规技术可加工的。如采用车床或磨床一次加工实现。
在具体安装时，参见图4a所示，推移活塞气缸体一右半部10b与推移活塞体20组装在一起。推移活塞杆22穿过推移活塞杆气缸12，推移活塞杆22上的推移活塞补偿区23与片弹簧组件30上的片弹簧内侧圆31对应。此时，利用夹具一50a将推移活塞气缸体一右半部10b与推移活塞体20组装固定，夹具一50a的夹具推移活塞定位圆51与推移活塞21的外表面对应并留有间隙f2151，夹具推移活塞气缸体定位圆52与推移活塞气缸定位圆14对应并留有间隙d1452。
推移活塞体20、推移活塞气缸体一右半部10b与夹具一50a采用不同线涨系数的材料。如推移活塞体20和推移活塞气缸体一右半部10b可以是铝。夹具一50a是不锈钢，或线涨系数更小的合金如因瓦合金。这样就可采用加热或降温的方法安装以保持高同轴度。
为了保证夹具一50a与推移活塞气缸体一右半部10b、推移活塞体20的顺利组装，间隙f2151和间隙d1452留有足够的宽度。在加热后，间隙f2151和间隙d1452变得很小或为负，通过设计，片弹簧内侧圆31与推移活塞补偿区23的间隙2331仍有足够宽度保证推移活塞杆22与片弹簧组件32不接触，从而不会干涉推移活塞的定位。而由于夹具推移活塞定位圆51与夹具推移活塞气缸体定位圆52有高同轴度，因此推移活塞21与推移活塞气缸定位圆14可保持高同轴度，这时，推移活塞杆22与推移活塞杆气缸12之间的间隙b1222具有合适的宽度，同时，推移活塞杆22与推移活塞杆气缸12由于夹具一50a的原因保持高同轴度，且互不接触。可以在间隙i2331中填充胶粘剂固结物2331a，如环氧树脂，参见图4a所示，待固化后，去掉夹具一50a，推移活塞21与推移活塞气缸定位圆14可保持高同轴度，推移活塞杆22与推移活塞杆气缸12可保持高同轴度，进而在间隙b1222很小时，推移活塞杆22与推移活塞杆气缸12不接触。
至此，相当于获得了片弹簧同轴体，本实施例中的片弹簧同轴体为活塞片弹簧同轴体，此时，推移活塞21即为内定位圆，推移活塞气缸定位圆14即为外定位圆，图2a中结构即为外定位圆组件与片弹簧组件组装后的结构，图2c即为内定位圆组件。由于外定位圆(即推移活塞气缸定位圆14)与内定位圆(即推移活塞21)通过夹具保证高度同轴，在固定前，图2a中结构与图2c中结构存在间隙i2331(即补偿间隙)，因此，图2a中结构与图2c中结构不接触，从而保证后续采用胶或焊接等方式固定后，不会因为片弹簧组件受力而使外定位圆(即推移活塞气缸定位圆14)与内定位圆(即推移活塞21)在夹具去掉后因片弹簧回弹而降低同轴度。
此外，补偿间隙里填充的胶粘剂可能会因热胀系数不同产生热应变而影响外定位圆与内定位圆的同轴度，但间隙很小，影响有限。激光焊或电子束焊等热应力小的焊接也有热应力，但只要焊接时快速点焊固定，之后全焊起来，也不或产生过大的应力而影响同轴度。
由于强度大的胶粘剂一般都是有机物，容易产生挥发性气体，影响制冷机的寿命。图4a中在间隙i2331中采用填充胶粘剂固结物2331a固结推移活塞体一右半部10b和推移活塞体20的方式可以用图4b中焊接方法替代，参见图4b所示，其通过采用激光焊接或电子束等热应力较小的焊接方法利用焊接物2331b将片弹簧内侧圆31与推移活塞补偿区23焊在一起，从而没有有机物。当然，也可采用胶粘剂加焊接的方法。或胶粘剂被低温的焊料取代。
上述固结并拆除夹具一5a后的推移活塞体一右半部10b和推移活塞体20的组装结构图参见图5a和图5b所示。
将图5a中组装后的推移活塞体一右半部10b和推移活塞体20继续与推移活塞气缸体一左半部10a组装，所得结构如图6所示。具体组装过程为：将推移活塞气缸体一左半部10a加热并套在推移活塞气缸定位圆14上，待冷却到常温时，推移活塞气缸体一左半部10a上的推移活塞气缸安装圆13与推移活塞气缸定位圆14之间的间隙c1413为过盈配合，间隙e2111为间隙配合。而由于间隙c1413为过盈配合，推移活塞气缸11与推移活塞气缸安装圆13保持高同轴，因此推移活塞气缸11与推移活塞气缸定位圆14保持高同轴度。由于推移活塞21与推移活塞气缸定位圆14保持高同轴度，因此推移活塞21与推移活塞气缸11保持高同轴度。从而在间隙e2111很小时，保证推移活塞气缸21与推移活塞气缸11不接触。
加上端盖，即可组成推移活塞单元，参见图6所示，形成推移活塞前腔81，推移活塞背腔82和推移活塞气库83。推移活塞体20可在推移活塞单元内轴向往复运动，径向理论上可有微小的运动，但径向刚度很大，可看作是刚性的。
实施例3
与实施例2有所不同的是，本实施例安装的是二级阶梯推移活塞单元，其结构参见图7所示，通过将实施例1中的推移活塞体20中的推移活塞21部分更改成二级阶梯状结构，即得到推移活塞体二20a，同时，将原来的推移活塞气缸体一左半部10a也改为与二级阶梯状的推移活塞体二20a匹配的推移阶梯活塞气缸体一左半部10e。这时，本实施例所组装的二级阶梯推移活塞单元即具有推移活塞前腔一811和推移活塞前腔二812，以及推移活塞背腔82和推移活塞气库83。
本实施例中的二级阶梯推移活塞单元可用于双级脉管制冷机。
同样的，更多级的推移活塞单元也可以参照上述方法对推移活塞体20中的推移活塞21部分进行更多级阶梯状加工。
实施例4
本实施例提供了另一种推移活塞单元高同轴组装方法，此种推移活塞单元包括推移活塞气缸体二10c、片弹簧组件30、推移活塞体20和推移活塞轴40等部分。
参见图8a所示，推移活塞气缸体二10c的一侧带有推移活塞气缸安装圆13，推移活塞气缸体二10c从推移活塞气缸安装圆13一侧向另一侧依次为推移活塞杆气缸12和推移活塞气缸11。推移活塞杆气缸12、推移活塞气缸11和推移活塞气缸安装圆13三者保持高同轴度。
参见图8b所示，本实施例中的片弹簧组件30布置在推移活塞体20内，准确说，是布置在推移活塞体20的推移活塞21部分的内壁上。片弹簧组件30的内侧部分的片弹簧内侧圆31即为片弹簧组件补偿区。
参见图8c所示，推移活塞轴40的一侧带有推移活塞轴补偿区41和推移活塞轴定位圆42。
设计一种夹具二50b用于上述四种部件的高同轴安装，参见图9所示，夹具二50b的内壁带有高同轴度的夹具推移活塞定位圆51和夹具推移活塞轴定位圆53。
与实施例1相似，推移活塞体20和推移活塞轴40可以采用同一种材料，夹具二50b则为另一种具有不同线涨系数的材料。
参见图10所示，采用夹具二50b将推移活塞体20和推移活塞轴40组装在一起。在常温下，间隙f2151与间隙q4253有足够的宽度，从而容易组装。加热后，间隙f2151与间隙p4252变得很小或为负，间隙n4131仍然足够宽，使推移活塞轴40与片弹簧组件30不接触，从而不干涉推移活塞体20与推移活塞轴40的定位。由于夹具推移活塞定位圆51与夹具推移活塞轴定位圆53有高同轴度。因此推移活塞21与推移活塞轴定位圆42可保持高同轴度。
采用激光焊接等方式形成固结物4131a进而将作为片弹簧组件补偿区的片弹簧内侧圆31与推移活塞轴补偿区41焊在一起。降温到常温，去掉夹具二50b，推移活塞21与推移活塞轴定位圆42仍可保持高同轴度。去除掉夹具二50b后的结构如图11所示。
图11中所得到的结构即可以称为活塞片弹簧同轴体，其结构上的推移活塞21可视为外定位圆，推移活塞轴定位圆42可视为内定位圆，经过上述安装后，两者已实现高同轴度，即得到所述活塞片弹簧同轴体。
上述推移活塞轴40与片弹簧组件30的固定也可以采用胶粘剂粘结，或胶粘剂与焊接结合的方式。
接着，将图11中得到的结构与图8a中的推移活塞气缸体二10c组装并加上端盖后，即可得到如图12中所示的推移活塞单元，并形成推移活塞前腔81(推移活塞21与端盖之间)、推移活塞背腔82和推移活塞气库83。为了方便安装，一般将推移活塞气缸体二10c加热后再套在推移活塞轴40上，待冷却到常温后，间隙o4213即变得非常微小或变为过盈配合。由于推移活塞气缸11、推移活塞杆气缸12和推移活塞气缸安装圆13保持高同轴度，推移活塞21与推移活塞轴定位圆42保持高同轴度，则推移活塞21与推移活塞气缸11可保持高同轴度，推移活塞杆22与推移活塞杆气缸12可保持高同轴度，在间隙e2111与间隙h2212可很小的情况下，仍可以保持推移活塞21与推移活塞气缸11不接触，推移活塞杆22与推移活塞气缸22不接触。
实施例5
与实施例4有所不同的是，本实施例中，如图13a中的推移活塞杆22的内密封面24与如图13b中所示的推移活塞轴40的外密封面43形成间隙密封s4324，参见图14所示。此时，片弹簧组件补偿区(即片弹簧内侧圆31)与推移活塞轴补偿区41之间的间隙l3141采用填充物3141a填满并固结。
则将上述推移活塞体20与推移活塞轴40组装成的结构与图8a中的推移活塞气缸体二10c组装，如图15所示，此时，推移活塞杆22的直径则设计成小于推移活塞杆气缸12，推移活塞轴40变为一个等效推移活塞杆。
实施例6
本实施例提供了一种无杆推移活塞单元的组装方法，其同样涉及推移活塞气缸体三10d、片弹簧组件30、无杆推移活塞体20c等的高同轴安装。
参见图16a所示，推移活塞气缸体三10d同样具有保持高同轴度的推移活塞气缸11和推移活塞气缸安装圆15。
参见图16b所示，无杆推移活塞体20c具有推移活塞21以及与推移活塞21保持高同轴一体加工的推移活塞安装凸杆25。
参见图16c所示，片弹簧组件30呈环形，其外侧壁形成片弹簧外侧圆33即作为片弹簧组件安装圆，内壁面的片弹簧内侧圆31为片弹簧组件补偿区。
首先，为了将图16b中所示的无杆推移活塞体20c与图16c中所示的片弹簧组件30组装，并使得片弹簧外侧圆33与推移活塞21保持高同轴度，本实施例通过设计夹具三50c来实现安装。
参见图17所示，夹具三50c的内壁具有高同轴度的夹具推移活塞定位圆51和夹具片弹簧组件定位圆54。
具体安装时，将夹具三50c套在无杆推移活塞体20c和片弹簧组件30上，加热后间隙f2151和间隙m3354变得微小或负，而间隙k2531仍有一定宽度，之后利用粘接物2531a(或焊接)固结片弹簧组件30与无杆推移活塞体20c，冷却之后，组装得到的结构如图18a所示。去除夹具三50c后的结构如图18b所示，推移活塞21即可与片弹簧外侧圆33保持高同轴度。
至此，图18b中的结构即可称为活塞片弹簧同轴体，此时，推移活塞21可视为内定位圆，片弹簧外侧圆33可视为外定位圆，经过上述组装后，两者已实现高同轴度，即得到所述活塞片弹簧同轴体。
然后，在图18b的基础上，将推移活塞气缸体三10d加热套在片弹簧组件30上后冷却后，推移活塞气缸体三10d与片弹簧外侧圆33的间隙很小或为负，则推移活塞21与推移活塞气缸11即可保持高的同轴度，这样，在间隙e2111很小的情况下，可以使得推移活塞21与推移活塞气缸11不接触，最后加上端盖，即可形成如图19所示的无杆推移活塞单元。
实施例7
在实施例6的基础上，通过将推移活塞体20中的推移活塞21更改设计为无杆阶梯推移活塞体20f，同时，对推移活塞气缸体三10d进行加工得到阶梯状的推移活塞气缸体四10f，即可同样装配无杆阶梯推移活塞单元，参见图20所示，无杆阶梯推移活塞体20f与推移活塞气缸体四10f有着高同轴度，因此，虽然两者之间的间隙a1121很小，但是，仍可保证两者不相互接触。
实施例8
本实施例提供了另一种无杆推移活塞单元的组装方法，其同样涉及推移活塞气缸体三10d、片弹簧组件30、无杆推移活塞体20c等的高同轴安装。
与实施例6有所不同的是，本实施例是先将推移活塞气缸体三10d、片弹簧组件30两部分同轴安装，再与无杆推移活塞体20c组装的。此时，片弹簧组件30上的片弹簧内侧圆31作为片弹簧组件安装圆，片弹簧外侧圆33作为片弹簧组件补偿区(对应推移活塞气缸体三10d相对区域)，参见图21b和图21c所示
采用的夹具五50f的形状与无杆推移活塞体20c相似，其两个外侧壁面上加工出夹具推移活塞气缸体定位圆a57以及夹具片弹簧组件定位圆a58，参见图21a所示。
具体组装过程如下：
将夹具五50f穿入推移活塞气缸体三10d和片弹簧组件30中，加热后间隙a`1157和间隙b`3158变得微小或负，而间隙c`3315仍有一定宽度，之后利用粘接物或焊接等方式固结片弹簧组件30与推移活塞气缸体三10d，冷却之后，即得到图21b中所示结构，去掉夹具五50f，推移活塞气缸11即可与片弹簧内侧圆31保持高同轴度，得到图21c所示的气缸片弹簧单元，也可以称为气缸片弹簧同轴体，此时，片弹簧内侧圆31可视为内定位圆，推移活塞气缸11可视为外定位圆，两者经夹具等固定后已实现高度同轴。
图21c可称为气缸片弹簧同轴体。
然后，再将无杆推移活塞体20c降温后装入已组装的图21c的气缸片弹簧同轴体中，恢复到室温后，无杆推移活塞体20c与片弹簧内侧圆31的间隙很小或为负，则此时无杆推移活塞体20c也可与推移活塞气缸11保持高同轴度，这样，在间隙e2111很小的情况下，可以使得推移活塞21与推移活塞气缸11不接触，加上端盖后，即可形成如图21d所示的无杆推移活塞单元。
结合实施例6和实施例8可知，不管是将弹簧与气缸组装成弹簧气缸组件或将弹簧与活塞组装成弹簧活塞组件，都能保持气缸与活塞的高同轴度，从而保持微小的间隙以减小漏气损失。
实施例9
本实施例提供一种压缩机中电机与活塞体高同轴安装的方法，电机包括压缩机右半部60a和气缸体60b。
参见图22a所示，压缩机右半部60a由电机定子61、电机动子62、片弹簧组件30以及法兰65。片弹簧组件30的外侧端固定在电机定子61上，内侧端固定在电机动子62上，电机动子62可沿轴向往复运动，径向可以看做刚性的。电机定子61固定在法兰65上，法兰65上具有气缸定位圆一64，电机动子62上设有活塞通孔，通孔内壁为活塞通孔补偿区63。
参见图22b所示，活塞体70包括活塞部71、与活塞部71同轴连接的活塞轴72，活塞轴72外表面为活塞轴补偿区73。
参见图22c所示，气缸体60b上有气缸部66和气缸安装圆67，二者保持高同轴度。气缸部66和气缸安装圆67或为同一个圆，则自然同轴。
为了实现对电机与活塞体的高同轴安装，本实施例采用夹具四50e对其进行辅助安装，参见图23所示，夹具四50e具有夹具活塞定位圆55和气缸定位圆二56。夹具四50e可以采用与活塞体70、压缩机右半部60a的线涨系数不同的材料。
在具体安装时，参见图24a所示，先将夹具四50e对应套于活塞部71和气缸定位圆一64上，加热，则活塞部71与夹具活塞定位圆55之间的间隙w7155和气缸定位圆一64与气缸定位圆二56之间的间隙u6456基本为零或过盈配合。此时，活塞部71与气缸定位圆一64自然保持高同轴度，这时，通过设计活塞轴补偿区73与活塞通孔补偿区63之间的补偿间隙y7363有足够的空间使得活塞轴72与电机动子62不接触，此时，在补偿间隙y7363中充入胶粘剂，固化形成粘接区7363a，待冷却后，活塞部71与气缸定位圆一64保持高同轴度。
此时，将图24a中部分去除掉夹具四50e后即形成活塞片弹簧同轴体，此时，由于片弹簧组件30的内侧还固定安装有电机动子63，片弹簧组件30与活塞体70之间的补偿间隙的固定可视为活塞体70与电机动子63之间的间隙的固定，内定位圆可视为活塞部71，外定位圆可视为气缸定位圆一64，两者经夹具四50e固定后自然实现高度同轴。
参见图24b所示，上述安装过程中的胶粘剂固化也可以采用激光焊接的方式替代，此时，活塞轴72与电机动子62之间的连接通过焊接区7363b实现。
固结的方法也可先采用胶粘剂固定，之后再焊接，这样完全消除了焊接的应力而引起的形变。胶粘剂可采用温度低的钎焊替代。
有机物挥发是影响长期制冷性能稳定的一个因素。为了防止胶粘剂的挥发而影响制冷机制冷性能的长期稳定性，待胶粘剂固化完成后，再焊接，同时焊接后将胶粘剂去掉(如采用有机溶剂洗脱的方式等)，这样完全消除焊接应力对同轴度的影响，而又没有有机物挥发。
参见图25a所示，将高同轴安装的电机与活塞体去掉夹具四50e后，再与气缸体60b以及相应的端盖组装即可形成一个具有间隙密封的压缩机。具体安装时，首先将气缸体60b加热后套在气缸定位圆一64上，冷却后，气缸安装圆67与气缸定位圆一64之间的间隙v6764则变为过盈配合，此时，气缸部66与活塞部71则自然保持高同轴度，这样，即使活塞部71与气缸部66之间的间隙x7166很小，活塞部71与气缸部66之间也不会接触，进而影响其工作。
同样，将图24b中得到的电机与活塞体去掉夹具四50e后，再与气缸体60b以及相应端盖组装，即可得到如图25b所示的压缩机。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改(如对活塞或气缸的具体结构进行拆分等调整)，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。