Поршневая машина

 

Использование: в компрессорах, газовых криогенных машинах, тепловых двигателях . Сущность изобретения: поршень установлен в цилиндре 1. Шток 2 жестко связан с головкой поршня. Между поршнем и цилиндром установлена втулка 3, охватывающая юбку 6 поршня. Шарики 4 расположены в отверстиях втулки 3 с натягом относительно опорных поверхностей юбки 6 и цилиндра 1. Опорные поверхности юбки 6 выполнены в виде продольных канавок 7. В теле юбки 6 выполнены Г-образные пазы, образующие консольные площадки под канавками 7. 2 ил.

союз соеетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 04 В 39/00

ГОСУДАРСТЕЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ql

0D

С) (21) 4854602/29 (22) 27.07.90 (46) 07.08.92. Бюл, N. 29 (71) Омское научно-производственное объединение микрокриогенной техники (72) П.А, Ольшевский и В.П, Стасенко (56) Авторское свидетельство СССР В

1474323, кл. F 04 В 25/00, 1986. (54) ПОРШНЕВАЯ МАШИНА (57) Использование: в компрессорах, газовых криогенных машинах, тепловых двигателях. Сущность изобретения: поршень

„,ЯХ„„1753033 А1 установлен.в цилиндре 1. Шток 2 жестко связан с головкой поршня. Между поршнем и цилиндром установлена втулка 3, охватывающая юбку 6 поршня, Шарики 4 расположены в отверстиях втулки 3 с натягом относительно опорных поверхностей юбки

6 и цилиндра 1. Опорные поверхности юбки

6 выполнены в виде продольйых канавок 7, В теле юбки 6 выполнены Г-образные пазы, образующие консольные площадки под канавками 7. 2 ил.

1753033

Изобретение относится к малогабаритным поршневым машинам: компрессорам, газовым криогенным машинам, тепловым двигателям.

Известна поршневая машина, содержащая цилиндр, установленный в нем поршень со штоком, свободно расположенную на юбке поршня втулку с размещенными в равномерно распределенных по ее поверхности сквозных отверстиях шариками, установленными между цилиндром и юбкой поршня с наятягом.

Недостатком машины является низкий ресурс работы, определяемый долговечностью контактирующих поверхностей шариков, цилиндра и юбки поршня. В процессе работы машины шарики совершают возвратно-поступательные прямолинейные перекатывания по поверхностям юбки поршня и цилиндра..Величина контактных давлений на рабочих поверхностях обусловлена в основном величиной натяга по шарикам и соизмерима с погрешностью изготовления деталей и температурными деформациями в условиях эксплуатации, к тому же неравномерных по высоте поршня, что требует высокой точности изготовления деталей контактирующих поверхностей.

Натяг в сопряжении при циклическом деформировании поверхностей контакта способствует появлению и накоплению микропластических деформаций, износу, что приводит к образованию прямолинейных дорожек качения, ослабляющих натяг в сопряжении, и, как следствие, к выходу из строя шариковой направляющей, Известна поршневая машина, содержащая цилиндр, установленный в нем поршень, шток, жестко связанный с головкой поршня, и шариковую направляющую, включающую втулку, охватывающую юбку поршня, и шарики, установленные в отверстиях втулки с натягом относительно опорных поверхностей юбки и цилиндра. Корпус поршня выполнен в виде тонкостенной ступенчатой втулки с канавкой в месе перехода ступеней и радиальными пазами в канавке, расположенными в два ряда в шахматном порядке.

Недостатком известной поршневой машины является низкий ресурс работы вследствие сложности обеспечения оптимальных контактных давлений, так как их снижение связано с необходимостью снижения жесткости втулки, в результате чего возможны потери ее устойчивости, Кроме того, переменная жесткость втулки по высоте не устраняется в полной мере выполнением кольцевой канавки и радиальных пазов в месте перехода ступеней. Радиальная де10

30

35 нены продольные профильные канавки 10, 40 При сборке поршневой машины шарики 4 во

55 формация тонкостенной юбки поршня соэдает статическую неопределенность ее расчета, Цель изобретения — повышение ресурса работы поршневой машины путем создания оптимальных контактных давлений.

Поставленная цель достигается тем, что в известной поршневой машине, содержащей цилиндр, поршень, установленный в цилиндре, шток, жестко связанный с головкой поршня, и шариковую направляющую, включающую втулку, охватывающую юбку поршня и шарики, установленные в отверстиях втулки с натягом относительно опорных поверхностей юбки и цилиндра, опорные поверхности юбки выполнены в виде продольных канавок, при этом в теле юбки выполнены Г-образные пазы, образующие консольные площадки под канавками.

На фиг. 1 изображена цилиндра-поршневая группа машины, продольный разрез; на фиг, 2 — юбка поршня, поперечный разрез.

Машина содержит цилиндр 1 и расположенный в нем поршень со штоком 2. Между поршнем и цилиндром установлена втулка 3 с шариками 4, Поршень содержит уплотняющую часть 5 и юбку 6, в месте перехода которых выполнена кольцевая канавка 7, Опоры 8 качения шариков 4 выполнены в виде консольных балок (фиг. 2), образованы

Г-образными пазами 9, что обеспечивает заданную радиальную жесткость опор качения, равномерную по высоте поршня, Для предотвращения перемещения шариков 4 в окружном направлении относительно поршня на поверхностях опор 5 качения выполвтулке 3 устанавливаются с предварительным натягом между поверхностями трения цилиндра 1 и поршня, значительно превышающим допуски на изготовление сопрягаемых деталей при обеспечении заданных контактных давлений, Поршневая машина работает следующим образом.

При рабочем цикле машины поршень со штоком 2 и втулка 3 с шариками 4 совершают возвратно-поступательное движение, изменяя температурный уровень деталей цилиндро-поршневой группы и связанную с этим величину зазора в сопряжении цилиндр — шар — поршень, При работе машины появляются приработочные деформации в цилиндро-поршневой паре в результате микропластической деформации поверхностей контактирования.

1753033

Составитель В.Стасенко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Редактор Н.Тупица

Заказ 2747 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета па изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Однако величина значений температурных и приработочных деформаций несоизмеримо меньше сборочных упругих натягов и не вызывает существенного изменения контактных давлений.

Изобретение позволяет s широком диапазоне создавать, необходимые упругие деформации в сопряжении цилиндр — шарпоршень, обеспечивающие заданные контактные давления и компенсацию погрешностей изготовления, температурных деформаций сопрягаемых деталей и их неравномерность по высоте цилиндра и, следовательно, повысить ресурс работы поршневой машины в 2-3 раза.

Формула изобретения

Поршневая машина, содержащая цилиндр, поршень, установленный в цилиндре, шток, жестко связанный с головкой

5 поршня, и шариковую направляющую, включающую втулку, охватывающую юбку поршня и шарики, установленные в отверстиях втулки с натягом относительно опорных поверхностей юбки и цилиндра, о т л и10 ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ресурса работы путем создания оптимальных контактных давлений, опорные поверхности юбки выполнены в виде продольных канавок, при этом s теле юбки выполнены

15 Г-образные пазы, образующие консольные площадки под канавками.