CN1058553A - 活塞工作缸单元的制造方法及按该方法制造的活塞工作缸单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种廉价制造活塞工作缸单元的方
法，其中，至少在其上靠置密封件的圆筒(柱)表面经
粗预加工之后，例如用粉状漆，最好是环氧树脂基和
交联剂基的粉状漆涂覆至足够的厚度，然后进行充分
地加热处理，以使漆进行交联作用，这样对该表面的
耗费昂贵的精加工步骤和电镀处理就可以省去，另外
还可实现高的耐磨性和抗腐蚀性以及能够通过简单
的再加工来消除磨损现象。
Description
本发明涉及一种活塞工作缸单元的制造方法。该工作缸单元具有至少一个圆筒式内表面和至少一个在圆筒式内表面中滑动的活塞，同时;在至少一个圆筒式表面上靠置一个密封环，并且，密封环和圆筒表面之间安装得可作相对移动，而且，每个内表面的端部是用机械措施密封的。
许多常用的公知活塞工作缸单元，例如，典型的液压动作缸，或者气动活塞缸以及具有两个在工作缸中相反方向运动的活塞的回转驱动装置都是以上述方式制造的。此外，承受较高载荷的工作缸系统，例如液压操作的矿井支柱也是按这种方式建造的。在最初所述的活塞工作缸单元中存在的问题是：为了获得密封件所足够的表面质量，密封件在其上滑动的工作缸表面的加工制造成本极为昂贵。这一点对于活塞工作缸单元中常见的活塞杆来说也是同样存在的。为了获得耐磨的表面，改善表面的耐磨性和对腐蚀介质的耐蚀性，最常见的办法是对工作缸内表面及活塞杆外表面进行电镀处理。例如镀铬。如果这些电镀覆盖层或者没有电镀层的工作表面受到损坏，那么进行修复就会特别昂贵。在许多情况下，甚至昂贵到不值得修理的程度。还有，作为对腐蚀介质的防护，在最近已有了在活塞杆上覆盖陶瓷涂层的技术（技术杂志：Hobhy，第11期，1989年11月出版，第95页）。
由于要求的表面质量高，故对未镀覆处理的工作缸表面进行加工是极昂贵的。而且这些工作缸表面在进行电镀处理时，必须具有高的表面质量。而下一步进行电镀处理还得再一次花费。这种现象也同样适应于陶瓷涂层。但是陶瓷涂层具有的缺点是：它没有足够的弹性。在许多情况下，亦即当应用高强度钢制造这种活塞工作缸单元的工作缸时，由于伴之而来的氢脆化现象而不能实施电镀处理。
基于前述的问题，本发明的任务在于提供开头所述的一种方法，用它可以廉价地加工制造活塞工作缸单元。同时还能实现防腐保护并简化维修;另外，还可避氢脆化现象，并获得很好的干润滑性;最后本发明还提供一个按该方法生产的装置。
根据开头所述的方法，本发明的任务是通过如下措施解决的，即，至少这些紧靠其上设置有密封环的工作缸表面在粗加工后，用一种粉状漆或湿漆涂覆足够的厚度（上述粉状漆最好是环氧树脂基的和交联剂基的），然后进行涂膜并进行足够的加热处理，以实现漆的交联。这样的粉状漆同湿漆一样都是容易涂覆和交联的，而后它们就特别牢固地与被涂覆的表面连接一起。因此，被涂覆的表面可以在其原始结构上作粗略加工或根本不再加工（例如，对于拉制的管件），因为交联的漆表面可以形成密封件紧靠其上的光滑表面。如果将这种漆料涂覆至足够的厚度，那么，表面的损伤，例如通过划伤造成的损坏就可毫无问题地得到修复，因为在漆层厚度内，该工作缸可得到很快地和廉价地研磨。此外，漆层还构成了可靠的对腐蚀介质的防护层。由于这种漆层不用电镀处理，所以它在应用于高强度钢时，随之而来的结果是没有氢脆化现象的危险。此外，漆层表面还具有优良的干润滑性，特别是当接照需要加入适量的添加剂时，这种干润滑性更佳。另外，用粉状漆涂覆更是明显廉价的，它仅仅需要将圆筒管件在涂覆之前或之后置于必要温度（约200℃）下加热以进行交联，并尽可能保持在这个温度上。该待涂覆层的表面可以用粉状漆喷头进行喷涂，并且该粉状漆在待喷涂工件的温度下交联，而在冷却之后就形成了坚固的和绝对可靠的粘结覆盖层。所述喷头还可用于湿漆喷涂工序。如果将粉状漆涂覆到冷的管件上，为了具有足够的粘性，那么就必须进行静电喷涂直至产生交联。
特别有利的方式是将待涂覆工作缸表面形成于管件上;同时，在管件制成以后将要喷涂的工作缸表面不预先进行切削加工就进行涂覆;亦即为制造一个活塞工作缸单元例如圆筒式管件，利用半成品管子，并简单地将其切割成所需要的长度，接着去毛刺，然后就涂覆;而对于待涂覆管件表面的预处理（特别是切削预加工），原则上是不必要的。也许在某些确定情况下，值得推荐下述做法：要保证这些待涂的表面无油渍和无氧化皮，因此，须将待涂件在一种溶剂中进行简单浸泡，或者通过喷砂处理或刷擦处理。
另外的可能方案是采用由电高强度钢冷拉制成的管件，此时，相应的涂覆工序可不用对管件表面预处理就进行。这样，在这种管件上就可避免导致氢脆化现象的电镀处理。因此，高强度钢可以用于制造液压操纵的矿井支柱的圆筒式管件。然而迄今为止，用水驱动的矿井支柱还必须具有电镀形成的防腐保护层;这样，由于氢脆化现象，而不能采用这种高强度的材料，从而使本来已经很重的矿井支柱变得更笨重。这是因为，用较低强度的材料需要较厚的壁厚。
一般来说，活塞工作缸单元的每个工作缸表面（密封环在该表面上滑动）具有足够厚度的粉状漆涂层，并且该漆层最好是环氧树脂基的和交联剂基的，并通过交联形成高分子结构。只要这种活塞工作缸单元具有活塞杆，那么就可在该活塞杆的外侧面进行相应的涂覆处理。涂层厚度例如为200～250（μm）就足够了。为实现交联的充分加热作用可以在涂覆之前或之后进行。
按照本发明之方法，所述矿井支柱最好由至少具有一个外部圆筒形管件和一个相对其可移动的内圆筒形管件构成，同时，与内圆筒形管件的里端相连的活塞密封件，在外部圆筒形管件的内表面上滑动，而且在可移动的内圆筒形管件的外表面上至少设有一个密封件，它通过箍环与外部圆筒形管件的上端部相连;这种矿井支柱的特征在于：至少外部圆筒形管件的内圆筒表面和内圆筒形管件的外圆柱面是由足够厚度的涂覆的交联的粉状漆或湿漆表面构成的，该漆层在涂覆后通过加热实现交联。这时，圆筒形内、外管件最好是用高强度钢冷拉制成，而该冷拉管在切断之后和涂覆之前不再切削加工。这种类型的矿井支柱可毫无问题地用通常的水，也可用例如含盐的水或其他含有可溶解矿物质的水进行驱动;同时还可用清水驱动，而放弃使用由于腐蚀原因而多次使用的乳浊液，并且这种乳浊液还加重了环境污染。过去，在矿井支柱中，通常使用乳浊液，因为它的圆筒形管件的表面不能电镀处理，原因是圆筒管件与顶部件和底部件必须焊接起来，而焊接会破坏电镀层。至今为止，这种工作缸中只有将相互的表面进行精细加工，并采用乳浊液防腐。但是，液压操纵的矿井支柱的较新结构（G8808519）已不再需要这种焊接工序;而且组装也可以在冷态下进行，因此，这就一方面可采用高强度钢（因为由于焊接热而影响材料的结构的问题不再存在），另一方面还可以完全放弃对圆筒形管件上的相应圆柱面的加工。但无论如何应该考虑去油和去氧化皮的问题，此时，用粉状漆或湿漆在该矿井支柱装配之后进行涂覆处理就是很好的可行方案，因为，随后的热处理例如通过焊接和由此造成的涂层破坏不再发生了。
附图中所述的矿井支柱一般包括一个顶部9和一个脚部11，而顶部9中置有一个施载和回收阀10，此时，脚部11支承着一个外圆筒管件5，顶部9安装着一个内圆筒管件6。而圆筒管件5和6则安装在顶部9及脚部11的相应槽中，并通过适合的粘结剂或塑料进行固定和密封。这种连接是公知的，因而此后不再说明。外圆筒管件5在其上端部有一个箍环，它支承着一个密封环4，该环4紧靠在内圆筒管件6的外圆柱表面上，在内圆筒管件6作轴向移动时，它的作用就如同一个常规的液压缸中的活塞杆一样，并沿圆筒管件表面滑动。内圆筒管件6的第二端部具有活塞7，该活塞7同样设置有密封环3，并且，该密封环3靠置在外圆筒管件5的内表面上，并在该表面上密封地滑动。在顶部件9和活塞7之间，在本实施例的情况下还设置有管件12，它起到压力水的连通管的作用。由此，该压力水通过施载和回收阀10再通过管子12和活塞7就可输至活塞下端面前面。
该密封环3和4此时就不在管5和6的内圆筒表面上滑动。管5和6可以用高强度钢冷拉制成。但此时制成的表面是不适宜与密封环3和4配合工作的。为了获得尽可能便宜的和很稳固的以及容易修理的和高耐磨的表面，按照本发明之方法，将对内管6的外圆柱表面以及外管5的内圆筒表面用漆料或湿漆进行涂层处理。此时，涂层厚度是这样选择的：即一方面管件制品的成品尺寸应该达到密封环3和4必需的成品尺寸;另一方面还要达到为了便于维修所需的足够的层厚。因此圆筒表面1（活塞7的密封环3在其上滑动）以及圆筒表面2（由箍环8安装的密封环4在其上滑动）就不再由圆筒管件5和6的所属表面构成，而是由所述涂层的表面构成。在这种结构形式的矿井支柱中，可完全放弃乳化剂使用。这种矿井支柱可用普通的水来驱动，这样，可节省用于油添加剂以及去除该添加剂时所需要的费用。同时节省的费用还有：一方面是为了加工适于滑动密封的表面质量所需的昂贵加工费，另一方面是必要时，为了抗腐蚀所作的表面处理费用。本发明所述的涂覆处理还具有抗腐蚀性，例如抗盐水或其它水中溶解的矿物盐的腐蚀。另外，这样的漆层还同时具有优良的干润滑性，并且这种干润滑性通过合适的添加剂还可进一步改善。此外，这种涂层有很好的弹力特性，因此在矿井支柱受载荷作用发生弹性变形时，涂层不易断裂或损坏。同时，涂覆一个足够大的层厚也是毫无问题的。因而，一方面可避免管件的切削加工，另一方面在产生磨损现象时，还可进行精修。因此，应用高强度材料而进行电镀处理时所带来的氢脆化现象的危险就被完全消除了。这样，涂层构成的表面是光滑的，并特别有利于与市场上一般密封件一起配合工作，同时还可以获得特别高的耐磨性。
相关另件的编号表
1、圆筒表面 5、管件 9、顶部
2、圆筒表面 6、管件 10、施载和回收阀
3、密封环 7、活塞 11、脚部
4、密封环 8、箍环 12、管件
Claims (9)
1、制造活塞工作缸的单元的方法，该工作缸单元具有至少一个圆筒内表面和至少一个在该圆筒内表面中滑动的活塞，其中，在至少一个圆筒表面上靠置一个密封环，而密封环和表面之间安装得可相互移动，同时，每个圆筒内表面的端部都用机械的措施加以密封，其特征在于：至少一个安装有密封环(3，4)的圆筒表面(1，2)，经粗预加工之后，用粉状漆或湿漆，最好是环氧树脂基和交联剂基的漆涂覆至足够的厚度，然后充分地加热处理，以使漆实现交联。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于在管（5，6）上形成圆筒（柱）表面（1，2），同时待涂覆的圆筒表面（1，2）在管件制成以后不用事先的切削加工就进行涂覆。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于：管件（5，6）可以采用由高强度钢冷拉制成的管。
4、如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：每个待涂覆的圆筒（柱）表面（1，2）在涂覆之前要进行喷砂清理或擦刷清理。
5、如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于：在涂覆之前进行足够的加热。
6、活塞工作缸单元，其具有至少一个形成圆筒表面（1）的圆筒内表面和至少一个在该圆筒内表面内滑动的活塞（7），同时，具有靠置在至少一个圆筒（柱）表面（1，2）上滑动的密封环（3，4），而且，每个圆筒内表面的端部用机械的措施加以密封，其特征在于：密封环（3，4）在其上滑动的每个圆筒（柱）表面（1，2），用粉状漆或湿漆，最好是环氧树脂基和交联剂基的漆，涂覆至足够的层厚，同时，该粉状漆或湿漆通过交联形成高分子结构。
7、如权利要求6所述的活塞工作缸单元，其特征在于：至少一个被涂覆的圆筒（柱）表面（1，2）是形成于高强度钢冷拉制的管件（5，6）上的。
8、用作矿井支柱的活塞工作缸单元，其具有至少一个外圆筒管件和一个在其中可移动的内圆筒管件，其中，在外圆筒管件（5）的内表面上滑动地设置有活塞密封件（3），它位于与内圆筒管件（6）的里端相连接的活塞（7）上，同时，在里面可移动的圆筒管件（6）的外表面上至少靠置一个密封件（4），其通过一个箍环（8）与外圆筒管件（5）的上端连接，其特征在于：至少外圆筒管件（5）的内圆筒表面（1）和内圆筒管件（6）的外圆柱表面（2）是由涂覆足够层厚的粉状漆或湿漆外表面构成的，该漆通过加热可实行交联。
9、如权利要求8所述的矿井支柱，其特征在于：内，外圆筒管件（5，6）是由高强度钢冷拉管制成的，该冷拉钢管在切断之后和在涂覆之前不再进行切削加工。
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| CN103758544A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-04-30 | 淮南巨万实业有限责任公司 | 一种热装缩径焊接加装防腐层液压支架立柱方法 |
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