CN106499625A - 基于slm技术的轻量化柱塞及柱塞泵 - Google Patents

基于slm技术的轻量化柱塞及柱塞泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于SLM技术的轻量化柱塞及柱塞泵，该柱塞包括柱塞主体和封盖，所述柱塞主体由柱塞头部、连接部和柱塞尾部依次一体成型而成，所述柱塞头部为中空球体，所述中空球体上开有过油孔，所述柱塞尾部为中空圆柱体，所述中空圆柱体的侧壁上至少开有四条均匀分布的通油流道，所述通油流道与所述中空圆柱体的轴线平行，所述通油流道与过油孔在所述连接部交汇相通。本发明将SLM快速成型技术应用于柱塞泵柱塞的制造，从而设计出一种封闭的空心薄壁柱塞结构，可以显著减轻柱塞的质量，减小了驱动力和运动中的惯性力，同时减小了无效容积，提高了容积效率，减轻了磨损，显著提高柱塞泵的使用性能和寿命。

Description

基于SLM技术的轻量化柱塞及柱塞泵
技术领域
本发明属于柱塞泵技术领域，尤其涉及一种基于SLM技术的轻量化柱塞及柱塞泵。
背景技术
柱塞是柱塞泵的重要组成部分。图1是现有的一种轴向柱塞泵的结构图，主要由配流盘，缸体，柱塞，预紧弹簧，回程盘和滑靴组成。斜盘轴线与缸体轴线具有一定的角度，使得缸体在传动轴带动下作旋转运动时，柱塞在缸体内作往复直线运动，从而完成吸油和排油过程。柱塞作为柱塞泵的关键部分，其结构设计和制造质量对柱塞泵的工作性能具有重要影响。然而由于柱塞的设计和制造受限于传统的机床加工，使得很多性能优越的柱塞结构仅仅停留在设计阶段。激光熔融快速成型技术属于金属增材制造范畴，基于离散—堆积原理，将三维模型分层，以激光逐层熔融金属粉末进行材料累积的方式完成样件成型，因此可以成型复杂结构。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有柱塞泵柱塞结构设计和加工的局限，提供了一种基于SLM技术的轻量化柱塞及柱塞泵，所要解决的技术问题是将选择性激光熔融(SLM)快速成型技术应用于柱塞的制造，从而设计出一种封闭的空心薄壁柱塞，可以显著减轻柱塞的质量，减小驱动力和运动中的惯性力，同时减小了无效容积，提高了容积效率，减轻了磨损，显著提高柱塞泵的使用性能和寿命。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：一种基于SLM技术的轻量化柱塞及柱塞泵，包括柱塞主体和封盖，所述柱塞主体由柱塞头部、连接部和柱塞尾部依次一体成型而成，所述柱塞头部为中空球体，所述中空球体上开有过油孔，所述柱塞尾部为中空圆柱体，所述中空圆柱体的侧壁上至少开有四条均匀分布的通油流道，所述通油流道与所述中空圆柱体的轴线平行，所述通油流道与过油孔在所述连接部交汇相通，所述中空圆柱体的底部开有通孔，所述封盖封堵在通孔上。
进一步的，所述柱塞通过SLM快速成型技术制得。
本发明还提供一种轴向柱塞泵，主要包括配流盘、缸体、上述的柱塞、预紧弹簧、回程盘和滑靴；所述缸体沿圆周方向开有容纳柱塞的柱塞孔，所述柱塞的柱塞头部球铰接在滑靴上，所述滑靴套设在回程盘上，所述配流盘安装在缸体上，所述配流盘开有与柱塞孔对应的配油孔，所述预紧弹簧设置在缸体内。
本发明的有益效果如下：
1、本发明在柱塞主体设计成空心结构，可以极大地减轻柱塞的质量，减小柱塞运动过程中的驱动力以及产生的惯性力，从而节约了能源和制造材料，同时减小了柱塞运动过程中的摩擦力，减小了磨损，提高了柱塞寿命。
2、本发明通过封盖与柱塞尾部沉头孔的配合，形成封闭的空心薄壁柱塞结构。减小了无效容积，极大地提高了容积效率，提高了柱塞的使用性能。
附图说明
图1是现有的一种轴向柱塞泵的结构图；
图2是现有的一种空心柱塞的示意图；
图3是本发明实施例的剖视图；
图4是本发明实施例的左视图；
图5是本发明实施例的轴侧图；
图中，配流盘1、缸体2、柱塞3、预紧弹簧4、回程盘5、滑靴6、柱塞孔7、配油孔8、柱塞主体9、封盖10、柱塞头部11、连接部12、柱塞尾部13、过油孔14、通油流道15、通孔16。
具体实施方式
有关本发明的前述以及其他技术内容，特点和功效，下面结合附图作进一步描述。
图1和图2所示，是现有的一种轴向柱塞泵的结构图，主要由配流盘1、缸体2、柱塞3、预紧弹簧4、回程盘5和滑靴6组成，所述缸体2沿圆周方向开有容纳柱塞3的柱塞孔7，所述柱塞3的柱塞头部11球铰接在滑靴6上，所述滑靴6套设在回程盘5上，所述配流盘1安装在缸体2上，所述配流盘1开有与柱塞孔7对应的配油孔8，所述缸体2中柱塞3底部的密封工作容积通过配油盘1与泵的进出口相通，所述预紧弹簧4设置在缸体2内。斜盘轴线与缸体轴线具有一定的角度，使得缸体在传动轴带动下作旋转运动时，柱塞3在缸体2内作往复直线运动，从而完成吸油和排油过程。
如图3-5所示，本发明提供一种基于SLM技术的轻量化柱塞及柱塞泵，包括柱塞主体9和封盖10，所述柱塞主体9由柱塞头部11、连接部12和柱塞尾部13依次一体成型而成，所述柱塞头部11为中空球体，所述中空球体上开有过油孔14，所述柱塞尾部13为中空圆柱体，所述中空圆柱体的侧壁上开有四条均匀分布的通油流道15，所述通油流道15与所述中空圆柱体的轴线平行，所述四条通油流道15与过油孔14在所述连接部12交汇相通，所述中空圆柱体的底部开有通孔16，所述封盖10封堵在通孔16上，可以采用螺纹或焊接的形式封堵在通孔16上，通孔16主要为了便于SLM快速成型后柱塞内部残余粉末的排出和清理。
本发明在柱塞主体9设计成完全的空心结构，形成薄壁的空心柱塞，且通过SLM快速成型技术可以一体化成型，较之现有的实心柱塞，本发明可以显著减轻柱塞的质量，较之图2现有的一种空心柱塞结构，封闭的结构减小了无效容积，极大地提高了容积效率，提高了柱塞的使用性能。
图3和图5所示，本发明柱塞主体9的薄壁中均匀分布四条通油流道，通过SLM快速成型技术可以直接成型，通油流道可以进一步减轻柱塞的质量。
本发明还提供一种轴向柱塞泵，主要包括配流盘1、缸体2、权利要求1所述的柱塞3、预紧弹簧4、回程盘5和滑靴6；所述缸体2沿圆周方向开有容纳柱塞3的柱塞孔7，所述柱塞3的柱塞头部11球铰接在滑靴6上，所述滑靴6套设在回程盘5上，所述配流盘1安装在缸体2上，所述配流盘1开有与柱塞孔7对应的配油孔8，所述预紧弹簧4设置在缸体2内。
本发明基于SLM技术的封闭空心薄壁柱塞，可以显著减轻柱塞的质量，减小驱动力和运动中的惯性力，同时减小了无效容积，提高了容积效率，减轻了磨损，显著提高柱塞泵的使用性能和寿命。

Claims (3)

1.一种基于SLM技术的轻量化柱塞及柱塞泵，其特征在于，包括柱塞主体(9)和封盖(10)等，所述柱塞主体(9)由柱塞头部(11)、连接部(12)和柱塞尾部(13)依次一体成型而成，所述柱塞头部(11)为中空球体，所述中空球体上开有过油孔(14)，所述柱塞尾部(13)为中空圆柱体，所述中空圆柱体的侧壁上至少开有四条均匀分布的通油流道(15)，所述通油流道(15)与所述中空圆柱体的轴线平行，所述通油流道(15)与过油孔(14)在所述连接部(12)交汇相通，所述中空圆柱体的底部开有通孔(16)，所述封盖(10)封堵在通孔(16)上。
2.如权利要求1所述的基于SLM技术的轻量化柱塞及柱塞泵，其特征在于，所述柱塞通过SLM快速成型技术制得。
3.一种轴向柱塞泵，其特征在于，主要包括配流盘(1)、缸体(2)、权利要求1所述的柱塞(3)、预紧弹簧(4)、回程盘(5)和滑靴(6)；所述缸体(2)沿圆周方向开有容纳柱塞(3)的柱塞孔(7)，所述柱塞(3)的柱塞头部(11)球铰接在滑靴(6)上，所述滑靴(6)套设在回程盘(5)上，所述配流盘(1)安装在缸体(2)上，所述配流盘(1)开有与柱塞孔(7)对应的配油孔(8)，所述预紧弹簧(4)设置在缸体(2)内。
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