CN102128261A - 一种活塞与活塞杆的连接结构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞与活塞杆的连接结构，主要由活塞杆，以及套接于活塞杆上的活塞组成，所述的活塞与活塞杆为过盈连接。在所述活塞外壁上还设有耐磨垫卡槽及密封圈卡槽。在所述的活塞上还设有从一侧穿过活塞杆至另一侧的锥度销孔，且所述的锥度销孔位于耐磨垫卡槽内。本发明采用金属的热胀冷缩原理将活塞过盈连接于活塞杆上，使活塞与活塞杆达到了严密的密封、锁紧状态，再在活塞中间加钻锥度销孔，增强活塞锁紧固定力，确保了工作时活塞在活塞杆上不窜位、不泄油，不仅提高了生产效益，而且降低了生产成本。

Description

一种活塞与活塞杆的连接结构及其安装方法

技术领域

本发明涉及活塞与活塞杆安装领域，具体是指一种活塞与活塞杆的连接结构及其安装方法。

背景技术

现有的液压PE热熔对接焊机的活塞与活塞杆的装配制造大概分为三种方法，其中使用到的活塞配件材料无需任何热处理，可以使用有色金属材料制作，活塞杆配件要求调质热处理，外表面需要电镀处理。三种加工方法分别如下：

第一种方法如图1所示，把活塞杆分为两节分别从活塞两端套上再利用螺纹锁紧，由于螺纹锁紧过程中需要旋转，因此活塞与活塞杆是滑动连接，在活塞与活塞杆之间必须装配密封圈，否则活塞与活塞杆之间在使用过程中会窜油、渗油，这种方法加工麻烦而且连接后活塞杆两端同心度较差并易松动。

第二种办法如图2所示，先粗加工一根活塞杆，另粗加工一个活塞套在活塞杆上，再把活塞与活塞杆接触的两头整圈分别用电焊机焊接固定，而且要求必须密封不渗油，之后再热处理及精加工。这种方法加工麻烦、工序繁多且加工技术要求高，并且在热处理精加工后焊接密封固定部位比较薄弱易脱焊、脆裂而导致裂缝处渗油甚至活塞窜位。

第三种方法是找一根粗大的材料直接加工成活塞与活塞杆整体配件，这种方法加工麻烦、工序繁多加工技术要求高，而且成本昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种活塞与活塞杆的连接结构，其采用过盈连接，确保了工作时活塞在活塞杆上不窜位、不泄油。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种活塞与活塞杆的安装方法，它利用热胀冷缩原理，通过对活塞进行加热，在其热膨胀后套接于活塞杆上再冷却，安装方便可靠，不仅提高了生产效益，也降低了生产成本。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种活塞与活塞杆的连接结构，主要由活塞杆，以及套接于活塞杆上的活塞组成，为了确保在工作过程中活塞在活塞杆上不窜位、不泄油，所述的活塞与活塞杆为过盈连接。

在所述活塞外壁上还设有耐磨垫卡槽及密封圈卡槽。

为了增强活塞锁紧固定力，在所述的活塞上还设有从一侧穿过活塞杆至另一侧的锥度销孔，且所述的锥度销孔位于耐磨垫卡槽内。

进一步的，所述锥度销孔的数量为一个以上，其中轴线与活塞杆的中轴线相交。

所述所有锥度销孔的中轴线均位于与活塞杆中轴线垂直的平面内。

所述的活塞杆与活塞均采用金属材料制作而成。

一种活塞与活塞杆的安装方法，包括以下步骤：

(a)按所需长度切割活塞杆；

(b)加工能与活塞杆过盈连接的活塞；

(c)对活塞进行加热，加热温度为400℃～500℃；

(d)将加热后的活塞套接于活塞杆上；

(e)将活塞冷却到常温状态下，即完成整个安装过程。

所述的步骤(b)中活塞的内径较活塞杆的外径小0.05mm～0.2mm。

在所述加工好的活塞上还设有增强活塞锁紧固定力的锥度销孔，所述锥度销孔的加工步骤包括：

(a)在活塞的耐磨垫卡槽内钻一个以上互不相交的锥度销孔，其中轴线均与活塞杆的中轴线相交；

(b)在锥度销孔内安装锥度销。

在所述加工好的活塞上还设有增强活塞锁紧固定力的锥度销孔，所述锥度销孔的加工步骤包括：

(a)在活塞的耐磨垫卡槽内钻一个锥度销孔，其中轴线处于与活塞杆中轴线垂直的平面内并与活塞杆的中轴线相交；

(b)在锥度销孔内安装锥度销；

(c)在安装完锥度销的活塞上继续加钻锥度销孔，所述锥度销孔的中轴线与步骤(a)中锥度销孔的中轴线处于同一平面内，并与活塞杆的中轴线相交；

(d)在步骤(c)中加工的锥度销孔内继续安装锥度销；

(e)循环步骤(c)、(d)，直至安装完成预计数量的锥度销即可。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)本发明活塞与活塞杆为过盈连接，在活塞与活塞杆之间不需要设置密封圈的情况下，也达到了严密的密封、锁紧状态，确保了工作时活塞在活塞杆上不窜位、不泄油。

(2)本发明在活塞杆上安装活塞时，利用热胀冷缩原理，先对活塞进行加热，待其膨胀后套在活塞杆所需的位置上，活塞在冷却到常温状态下便可牢固的锁紧在活塞杆上，安装方便快捷，大大提高了生产效益。

(3)本发明活塞杆与活塞之间无需焊接，解决了焊接易变形和脱焊、裂缝泄油问题，另一方面也降低了生产成本。

(4)本发明在活塞上还设置有锥度销孔，并使用锥度销固定活塞与活塞杆，从而增强活塞锁紧固定力。

(5)本发明构思巧妙，安装方便，不仅大大提高了生产效益，而且降低了生产成本。

附图说明

图1为现有技术中第一种办法的结构示意图；

图2为现有技术中第二种办法的结构示意图；

图3为本发明的结构示意图。

其中，图中附图标记对应的零部件名称为：

1-活塞杆，2-活塞，3-耐磨垫卡槽，4-密封圈卡槽，5-锥度销孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图3所示，该活塞杆1与活塞2的连接结构为：活塞2直接套接于活塞杆1上，且活塞2与活塞杆1为过盈连接，在活塞2与活塞杆1之间不设置密封圈的前提下，也能达到严密的密封、锁紧状态。在所述活塞2外壁上还设有耐磨垫卡槽3及密封圈卡槽4，耐磨垫卡槽3与密封圈卡槽4的数量均为一个以上，耐磨垫卡槽3内安装耐磨垫，由于活塞2与活塞杆1的整体结构是在油杆内滑动工作的，活塞2外侧会与油杆内壁产生摩擦，从而对活塞2外壁及油杆产生磨损，设置耐磨垫后就会减少对活塞2及油杆的磨损，而对于磨损后的耐磨垫直接更换即可，可延长活塞2的使用寿命。密封圈卡槽4主要用于安装密封圈，防止活塞2与油杆之间漏油。

上述活塞杆1与活塞2的安装方法为：(a)按所需长度切割活塞杆1；(b)加工能与活塞杆1过盈连接的活塞2；(c)对活塞2进行加热，加热温度为400℃～500℃；(d)将加热后的活塞2套接于活塞杆1上；(e)将活塞2冷却到常温状态下，即完成整个安装过程。在步骤(b)中活塞2的内径较活塞杆1的外径小0.05mm～0.2mm。

由于活塞2与活塞杆1均采用金属材料制作而成，而本发明要求活塞2的内径必须要小于活塞杆1的外径，具体小的程度及安装时对活塞2的加热温度与活塞2选用材料的膨胀系数有关。

以活塞2及活塞杆1均采用45#钢为例，钢的线性膨胀系数是11～13左右，取中间数12计算，每米钢材温度升1度膨胀0.012mm。常温下，取活塞杆1外径为25mm，活塞2内径为24.9mm，装配时将活塞2升温至500℃即可达到装配要求。

验证算法如下：常温下活塞2内径周长为2πR＝24.9mm*3.14＝78.19mm，活塞升温至500℃后根据钢的线性膨胀系数计算活塞2内径周长如下：78.19mm+78.19mm*(500℃-常温25℃)*0.012mm＝78.64mm，即活塞升温到500℃时内径是78.64mm/3.14＝25.044585mm，此时活塞2内径25.3044585mm大于活塞杆1外径25mm，因此这条件符合装配要求，常温下活塞2也能紧锁在活塞杆1上。

由于活塞2可采用任何金属材料制作，根据金属的线型膨胀系数可计算出具体的活塞2内径及装配时活塞2需要的加热温度。

以下给出部分金属20℃下的线性热膨胀系数，单位为10^-6K^-1，其均为现有常识：

实施例2

与实施例1的区别仅在于：在所述的活塞2上还设有从一侧穿过活塞杆1至另一侧的锥度销孔5，且所述的锥度销孔5位于耐磨垫卡槽3内。由于耐磨垫卡槽3位于活塞2中部位置，故锥度销孔5也是位于活塞2的中部位置的。锥度销孔5的主要作用是用来安装锥度销，从而增强活塞锁紧固定力。锥度销孔5根据实际情况确定是否设置，设置的数量也是根据实际情况确定的，本实施例中，所述锥度销孔5的数量为一个以上，并环绕活塞杆1的中轴线设置，其中轴线可以不与活塞杆1的中轴线相交，但为了增强锁紧效果，一般情况下，锥度销孔5的中轴线均与活塞杆1的中轴线相交；所述所有锥度销孔5的中轴线均位于与活塞杆1中轴线垂直的平面内，即所有锥度销孔5的中轴线均位于相互平行的平面内或者同一平面内，当耐磨垫卡槽3较宽时，其可以选择使所有锥度销孔5的中轴线处于相互平行的平面内，这样操作的好处是：可以一次性将所有锥度销孔5钻好，不用再安装好一根锥度销后才能钻另一个锥度销孔5，方便了用户加工，也增强了活塞锁紧固定力。

上述锥度销孔5的加工步骤如下：(a)在活塞2的耐磨垫卡槽3内钻一个以上互不相交的锥度销孔5，其中轴线均与活塞杆1的中轴线相交；(b)在锥度销孔5内安装锥度销。安装完成即实现了本发明。

实施例3

与实施例2的区别仅在于：当所述耐磨垫卡槽3的宽度较小时，只能将所有的锥度销孔5设置在同一个圆周上，即必须使所有锥度销孔5的中轴线处于同一个平面内。此时存在的一个问题就是：若一次性将所有的锥度销孔5加工好，由于所有锥度销孔5的中轴线均相交并且只有一个交点，这个交点也就是各个锥度销孔5中轴线与活塞杆1中轴线的交点，定义这个交点为中心点，在安装一个锥度销后，就将这个中心点占据，这样便无法安装其它的锥度销。

上述锥度销5的结构要求其加工步骤如下：(a)在活塞2的耐磨垫卡槽(3)内钻一个锥度销孔5，其中轴线处于与活塞杆1中轴线垂直的平面内并与活塞杆1的中轴线相交；(b)在该锥度销孔5内安装锥度销；(c)在安装完锥度销的活塞2上继续加钻锥度销孔5，所述锥度销孔5的中轴线与步骤(a)中锥度销孔5的中轴线处于同一平面内，并与活塞杆1的中轴线相交；(d)在步骤(c)中加工的锥度销孔5内继续安装锥度销；(e)循环步骤(c)、(d)，直至安装完成预计数量的锥度销即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活塞与活塞杆的连接结构，主要由活塞杆(1)，以及套接于活塞杆(1)上的活塞(2)组成，其特征在于，所述的活塞(2)与活塞杆(1)为过盈连接。

2.根据权利要求1所述的一种活塞与活塞杆的连接结构，其特征在于，在所述活塞(2)外壁上还设有耐磨垫卡槽(3)及密封圈卡槽(4)。

3.根据权利要求2所述的一种活塞与活塞杆的连接结构，其特征在于，在所述的活塞(2)上还设有从一侧穿过活塞杆(1)至另一侧的锥度销孔(5)，且所述的锥度销孔(5)位于耐磨垫卡槽(3)内。

4.根据权利要求3所述的一种活塞与活塞杆的连接结构，其特征在于，所述锥度销孔(5)的数量为一个以上，其中轴线与活塞杆(1)的中轴线相交。

5.根据权利要求4所述的一种活塞与活塞杆的连接结构，其特征在于，所述所有锥度销孔(5)的中轴线均位于与活塞杆(1)中轴线垂直的平面内。

6.根据权利要求5所述的一种活塞与活塞杆的连接结构，其特征在于，所述的活塞杆(1)与活塞(2)均采用金属材料制作而成。

7.一种活塞与活塞杆的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)按所需长度切割活塞杆(1)；

(b)加工能与活塞杆(1)过盈连接的活塞(2)；

(c)对活塞(2)进行加热，加热温度为400℃～500℃；

(d)将加热后的活塞(2)套接于活塞杆(1)上；

(e)将活塞(2)冷却到常温状态下，即完成整个安装过程。

8.根据权利要求7所述的一种活塞与活塞杆的安装方法，其特征在于，所述的步骤(b)中活塞(2)的内径较活塞杆(1)的外径小0.05mm～0.2mm。

9.根据权利要求7或8所述的一种活塞与活塞杆的安装方法，其特征在于，在所述加工好的活塞(2)上还设有增强活塞锁紧固定力的锥度销孔(5)，所述锥度销孔(5)的加工步骤包括：

(a)在活塞(2)的耐磨垫卡槽(3)内钻一个以上互不相交的锥度销孔(5)，其中轴线均与活塞杆(1)的中轴线相交；

(b)在锥度销孔(5)内安装锥度销。

10.根据权利要求7或8所述的一种活塞与活塞杆的安装方法，其特征在于，在所述加工好的活塞(2)上还设有增强活塞锁紧固定力的锥度销孔(5)，所述锥度销孔(5)的加工步骤包括：

(a)在活塞(2)的耐磨垫卡槽(3)内钻一个锥度销孔(5)，其中轴线处于与活塞杆(1)中轴线垂直的平面内并与活塞杆(1)的中轴线相交；

(b)在锥度销孔(5)内安装锥度销；

(c)在安装完锥度销的活塞(2)上继续加钻锥度销孔(5)，所述锥度销孔(5)的中轴线与步骤(a)中锥度销孔(5)的中轴线处于同一平面内，并与活塞杆(1)的中轴线相交；

(d)在步骤(c)中加工的锥度销孔(5)内继续安装锥度销；

(e)循环步骤(c)、(d)，直至安装完成预计数量的锥度销即可。

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