CN107420296B - 用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞及斜盘式轴向柱塞泵 - Google Patents
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Abstract
本发明属于柱塞泵技术领域，具体涉及一种用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞及斜盘式轴向柱塞泵。所述柱塞能够与缸体相配合，其中包括球头和柱塞体，柱塞体的一端设于缸体内，柱塞体内部设有柱塞内孔，球头上设有阻尼孔，阻尼孔与柱塞内孔相通连接，沿柱塞体的一端朝向柱塞体的另一端的方向，柱塞体的径向尺寸先增大后减小，柱塞体的外表面上设有多个螺旋型的液压油槽，多个液压油槽的一端与柱塞体的一端的端面相平齐，液压油槽上还设有导油孔。通过使用本发明所述的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞及斜盘式轴向柱塞泵，能够利用液压油槽内的液压油形成耐磨油层，对柱塞体的表面进行静压支承作用，减少柱塞体的机械磨损，提高柱塞的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于柱塞泵技术领域，具体涉及一种用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞及斜盘式轴向柱塞泵。
背景技术
斜盘式轴向柱塞泵和马达在工作过程中，柱塞有轴向运动和绕中心轴线转动两种运动方式。对于斜盘式轴向柱塞泵和柱塞马达，柱塞体是圆柱体结构，在缸体中的运动包括水平运动和自转动两种运动方式。柱塞受到液压油压力的作用，柱塞在缸体中水平运动时，会与水平方向成一定的角度，从而造成柱塞两端与缸体的外侧壁之间发生机械接触，造成磨损；柱塞在绕驱动轴转动的同时，柱塞自身会进行自转，柱塞的自转会加剧柱塞与缸体间接触位置的磨损。
现有技术中解决柱塞磨损现象的方案有两种：一、改用高性能材料，提高柱塞的耐磨性能；二、改变柱塞的结构，增加液压油槽等。
改用高性能材料可以改善柱塞的耐磨性能，但会增加柱塞泵的整体成本；现有的增加液压油槽的结构，能够改善柱塞泵一种工作状态下的磨损情况；工作状态改变后，需要重新定制并开发新的液压油槽结构。同时，大部分液压油槽结构不能通用于柱塞泵和柱塞马达之间。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。
本发明提出了一种用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞，能够与缸体相配合，其中包括球头和柱塞体，所述柱塞体的一端设于所述缸体内，所述柱塞体内部设有柱塞内孔，所述球头上设有阻尼孔，所述阻尼孔与所述柱塞内孔相通连接，沿所述柱塞体的所述一端朝向所述柱塞体的另一端的方向，所述柱塞体的径向尺寸先增大后减小，所述柱塞体的外表面上设有多个螺旋型的液压油槽，多个所述液压油槽的一端与所述柱塞体的所述一端的端面相平齐，所述液压油槽上还设有导油孔，所述导油孔穿过所述柱塞体并与所述柱塞内孔相通连接。
进一步地，所述用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞还包括导油槽，所述液压油槽由多个凹槽组成，多个所述凹槽之间通过所述导油槽相连。
进一步地，所述导油槽的宽度为所述液压油槽的宽度的1/3～1/2。
进一步地，沿所述柱塞体的所述一端朝向所述柱塞体的另一端的方向，所述液压油槽的深度逐渐减小，并最终使所述液压油槽的底部与所述柱塞体的外表面相平齐。
进一步地，所述液压油槽上还设有第一节流槽和第二节流槽，所述第一节流槽设于所述液压油槽的所述一端，所述液压油槽通过所述第一节流槽与所述柱塞体的所述一端的端面相连接，所述第二节流槽设于所述液压油槽的另一端，所述液压油槽通过所述第二节流槽过渡到与所述柱塞体的外表面相平齐
进一步地，所述液压油槽在所述柱塞体的外表面上的轴向长度等于所述柱塞体恒留在所述缸体内的长度。
进一步地，所述导油孔距所述柱塞体的所述一端的端面的轴向距离为所述缸体长度的一半。
进一步地，所述柱塞体的外圆弧面上的最高点距所述柱塞体的所述一端的端面的轴向距离为所述缸体长度的一半。
进一步地，所述液压油槽的螺旋角是45°。
本发明还提出了一种斜盘式轴向柱塞泵，其中包括上述所述的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞。
通过使用本发明所述的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞及斜盘式轴向柱塞泵，利用柱塞体上的节流孔与柱塞内孔中的液压油相互导通，使柱塞体表面液压油槽内存在一定的液压油，柱塞在缸体内运动时，液压油槽内的液压油能够形成耐磨油层，对柱塞体的表面进行静压支承作用，减少柱塞体的机械磨损，提高柱塞的使用寿命。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例中柱塞的整体结构示意图；
图2为图1中柱塞的剖面视图；
图3为图1中柱塞的外表面展开图。
附图中各标记表示如下：
10：柱塞体、11：液压油槽、12：导油孔、13：导油槽、14：第一节流槽、15：第二节流槽；
20：球头。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1为本发明实施例中柱塞的整体结构示意图。图2为图1中柱塞的剖面视图。图3为图1中柱塞的外表面展开图。如图所示，本实施例中的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞，能够与缸体相配合，其中包括球头20和柱塞体10，柱塞体10的右端设于缸体内，柱塞体10内部设有柱塞内孔，球头20上设有阻尼孔，阻尼孔与柱塞内孔相通连接，沿柱塞体10的右端朝向柱塞体10的左端，柱塞体10的径向尺寸先增大后减小，柱塞体10的外表面上设有多个螺旋型的液压油槽11，多个液压油槽11的一端与柱塞体10的右端端面相平齐，液压油槽11上还设有导油孔12，导油孔12穿过柱塞体11并与柱塞内孔相通连接。
柱塞泵能够通过球头20上的阻尼孔向柱塞内孔进行供油，柱塞内孔内的液压油通过导油孔12流到液压油槽11内，柱塞体10在缸体内运动时，液压油槽11内的液压油能够在柱塞体10的外表面和缸体之间形成耐磨油层，对柱塞体10的表面进行静压支承作用，减少柱塞体10的机械磨损，提高柱塞的使用寿命。
柱塞体10在缸体内的运动包括绕驱动轴轴线的转动和沿轴向方向的伸缩运动。柱塞体10受到液压压力作用，在缸体中水平运动时，会与水平方向成一定角度，从而造成柱塞体10的两端与缸体壁机械接触；柱塞体10在绕驱动轴转动的同时，柱塞体10自身进行自转，柱塞体10自转会加剧柱塞体10与缸体接触位置的磨损。如图1所示，沿朝向纸面向内的方向，柱塞体10的外表面为外圆弧面，其整体形状类似于鼓型。外圆弧面的最高点设于柱塞体10的外表面上靠近右端端面的位置，右端端面的径向尺寸大于左端端面的径向尺寸。将柱塞体10的外表面设置成鼓型，可以在柱塞体10倾斜和自转过程中增大与缸体壁的接触面积，减少机械磨损，提高柱塞的使用寿命。
其中，液压油槽11可以采用矩形或者圆形沟槽。液压油槽11的数量根据柱塞体10的周长确定，应满足液压油槽11均匀分布在柱塞体10的外表面，一般采用4～6条液压油槽11。
进一步地，用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞还包括导油槽13，液压油槽11由多个凹槽组成，多个凹槽之间通过导油槽13相连。
当柱塞旋转至吸油区时，导油槽13具有节流作用，会有一定时间的保压能力，延续静压支承作用，减少柱塞体10与缸体之间的磨损。
进一步地，导油槽13的截面可以设置为槽状或圆柱状，导油槽13的宽度为液压油槽11的宽度的1/3～1/2。
进一步地，如图所示，沿柱塞体10的右端朝向柱塞体10的左端的方向，液压油槽11的深度逐渐减小，并最终使液压油槽11的底部与柱塞体10的外表面相平齐。
进一步地，液压油槽11上还设有第一节流槽14和第二节流槽15，如图所示，第一节流槽14设于液压油槽11的右端，液压油槽11通过第一节流槽14与柱塞体11的右端端面相连接，第二节流槽15设于液压油槽11的左端，液压油槽11通过第二节流槽15过渡到与柱塞体10的外表面相平齐。在液压油槽11的两端分别设置第一节流槽14和第二节流槽15，可以防止液压油槽11内的油液发生溢流，保证柱塞体10在运动过程中液压油槽11内能够存有足够的液压油并形成油膜，减少柱塞体10的机械磨损。
在本实施例中，液压油槽11在柱塞体10的外表面上的轴向长度等于柱塞体10恒留在缸体内的长度，即柱塞体10上的液压油槽11全部设于缸体内，防止发生液压油的泄露。
进一步地，如图1所示，导油孔12距柱塞体10的右端端面的轴向距离为缸体长度的一半，同时，柱塞体10的外圆弧表面上的最高点距柱塞体10的右端端面的轴向距离为缸体长度的一半。即导油孔12设于液压油槽11的轴向中间位置，且位于柱塞体10的外圆弧表面的最高点。液压油在该位置可以依靠重力实现液压油向左和向右的流动，同时可保持向左和向右流动的同步性。
进一步地，本实施例中的液压油槽11的螺旋角是45°，柱塞体10在正转及反转时都能够形成油环，有利于减少柱塞体10自转过程中的磨损。该结构可以同时适应于左旋和右旋斜盘式轴向柱塞泵及斜盘式轴向柱塞马达。
该柱塞结构通用于正向和反向旋转斜盘式轴向柱塞泵和柱塞马达。当柱塞旋转至压油位置时，高压油由柱塞内孔通过导油孔12进入液压油槽11，液压油通过导油槽13进入到各段凹槽内，对柱塞体10的外圆弧表面进行静压支承作用，减少柱塞体10的机械磨损；当柱塞旋转至吸油区时，液压油槽11由于导油槽13作用，会有一定时间的保压能力，延续静压支承作用；同时由于液压油槽11设计为45°角度，柱塞自转时造成一定的容积变化，形成类泵效应，有助于静压支承保持，减少柱塞体10的机械磨损。
本发明还提出了一种斜盘式轴向柱塞泵，其中包括上述所述的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞，能够与缸体相配合，其特征在于，包括球头和柱塞体，所述柱塞体的一端设于所述缸体内，所述柱塞体内部设有柱塞内孔，所述球头上设有阻尼孔，所述阻尼孔与所述柱塞内孔相通连接，沿所述柱塞体的所述一端朝向所述柱塞体的另一端的方向，所述柱塞体的径向尺寸先增大后减小，所述柱塞体的外表面上设有多个螺旋型的液压油槽，多个所述液压油槽的一端与所述柱塞体的所述一端的端面相平齐，沿所述柱塞体的所述一端朝向所述柱塞体的另一端的方向，所述液压油槽的深度逐渐减小，并最终使所述液压油槽的底部与所述柱塞体的外表面相平齐，所述液压油槽还包括导油槽，所述液压油槽由多个凹槽组成，多个所述凹槽之间通过所述导油槽相连，所述导油槽的宽度为所述液压油槽的宽度的1/3～1/2，所述液压油槽上还设有导油孔，所述导油孔穿过所述柱塞体并与所述柱塞内孔相通连接，所述液压油槽上还设有第一节流槽和第二节流槽，所述第一节流槽设于所述液压油槽的所述一端，所述液压油槽通过所述第一节流槽与所述柱塞体的所述一端的端面相连接，所述第二节流槽设于所述液压油槽的另一端，所述液压油槽通过所述第二节流槽过渡到与所述柱塞体的外表面相平齐。
2.根据权利要求1所述的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞，其特征在于，所述液压油槽在所述柱塞体的外表面上的轴向长度等于所述柱塞体恒留在所述缸体内的长度。
3.根据权利要求1所述的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞，其特征在于，所述导油孔距所述柱塞体的所述一端的端面的轴向距离为所述缸体长度的一半。
4.根据权利要求1所述的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞，其特征在于，所述柱塞体的外圆弧面上的最高点距所述柱塞体的所述一端的端面的轴向距离为所述缸体长度的一半。
5.根据权利要求1所述的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞，其特征在于，所述液压油槽的螺旋角是45°。
6.斜盘式轴向柱塞泵，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述的用于斜盘式轴向柱塞泵的柱塞。
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