CN109201899B - 一种柱塞组件座端收口装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱塞组件座端收口装置。它包括滑靴收口套筒,两瓣式的对开口衬套，定位销，环形支撑，滑靴端盖，所述环形支撑套于对开口衬套外侧，所述滑靴端盖盖于对开口衬套顶部，所述滑靴收口套筒内部设有用于夹持滑靴的收口通道，压力机通过滑靴端盖将收口压力作用于对开口衬套上，实现柱塞杆向下压入滑靴内。本发明针对柱塞组件收口的问题设计的工艺工装，能保证在收口时金属流动方向顺着摩擦力方向，因而包容后两球面贴合均匀，轴向间隙小，拉脱强度高，简易高效并可保证收口质量。

Description

一种柱塞组件座端收口装置及方法

技术领域

本发明属于液压柱塞泵加工制造领域，具体涉及一种柱塞组件座端收口装置及方法。

背景技术

液压式柱塞泵由于其结构紧凑，工作压力大，配合精度高且能用多种方式进行自动流量调节，因而广泛用于各种航空产品中。柱塞泵的性能直接关系到飞机控制系统的安全性与可靠性，通过有效的设计制造，可以大幅提高它对液压系统的精度控制和工作效率。柱塞组件是柱塞泵的重要零部件，它的收口工艺一直是柱塞泵生产工艺的关键技术与门槛，直接影响其性能和使用寿命。目前，国产的柱塞泵由于收口工艺尚不成熟，在容积效率、噪音、使用寿命等方面存在缺陷。

柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油过程的，进行柱塞组件的收口，一般是滑靴与柱塞杆的凹凸球面进行配合，对滑靴进行挤压至发生塑性变形完成收口的过程。收口后要求柱塞杆与滑靴之间能灵活转动无紧涩现象；并对其间隙、摆角、拉脱力等有一定要求。

柱塞组件常用的收口方式分为三类：拉丝模、哈夫模和三滚轮工艺。采用拉丝模收口，需要对模具的形状和尺寸进行精确设计，其参数很难确定。这种收口方式最为简易高效，收口时金属流动方向顺着摩擦力方向，因而包容后两球面贴合均匀，轴向间隙小，拉脱强度高。但收口后一般很难使滑靴和柱塞相对杆灵活转动，需要滚松工艺进行滚松。哈夫模与拉丝模的基本原理相同，但模具结构略有差异，可分为需滚松和不需滚松两类，其质量比拉丝模有所改进。三滚轮收口法是将三滚轮在圆周方向上均匀分布，收口时滑靴和柱塞旋转带动滚轮旋转同时对滚轮施加压力进行收口。采用这种方法一般不需要滚松，但对压力大小，收口时间有严格限制。此外施加力向下的分力会导致杆与滑靴产生间隙。其裙部材料除向内蠕变外，还沿切线方向辗延减薄，降低了拉脱强度。若三滚轮不能同时接触柱塞，也会对产品质量产生很大影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于液压式柱塞泵柱塞组件的收口的方法。利用本方法可以取得良好的收口效果，收口方式稳定可靠，适于柱塞收口零件的大批量生产。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体为：

一种柱塞组件座端收口装置，包括滑靴收口套筒,两瓣式的对开口衬套，定位销，环形支撑，滑靴端盖，所述对开口衬套设有通孔，通过定位销定位连接，所述环形支撑套于对开口衬套外侧，用于保证滑靴收口套筒和对开口衬套的轴向定位；所述对开口衬套露出环形支撑的高度大于滑靴收口部分的高度，所述滑靴端盖盖于对开口衬套顶部，所述滑靴收口套筒内部设有用于夹持滑靴的收口通道，压力机通过滑靴端盖将收口压力作用于对开口衬套上，实现柱塞杆向下压入滑靴内。

作为优选，所述滑靴收口套筒的收口通道的内径与滑靴外径相等。

作为优选，所述对开口衬套含有可以夹持柱塞杆的通道，该通道内径与柱塞杆外径相同，所述对开口衬套的通道末端还设有可供柱塞杆无需收口的一端移动一段距离的空腔，对开口衬套外部收口端呈锥形与柱塞杆球头紧密贴合，使压力均匀向下传至柱塞杆球头。

作为优选，所述环形支撑外径与滑靴收口套筒外径一致，将对开口衬套放入环形支撑后，对开口衬套露出环形支撑的高度大于滑靴收口部分的高度 10-15mm。

作为优选，所述滑靴端盖设有与对开口衬套顶部相应的卡槽，该卡槽将对开口衬套的两瓣卡在一起。

一种柱塞组件座端收口方法，其特征在于利用上面所述的柱塞组件座端收口装置对柱塞组件进行收口,包括以下步骤：

a)收口前检查滑靴、柱塞杆表面，确保无锈蚀和伤痕，用绸布将滑靴、柱塞杆表面擦拭干净；

b)将滑靴内外涂润滑油放入滑靴收口套筒(1)内，对开口衬套(2)作用在柱塞杆球头上，通过压力机和工装共同作用，在滑靴轴线方向孔口内球处施加压力，杆球头将力传递到滑靴上，使滑靴孔口沿柱塞杆球面发生变形，抱住柱塞杆球面，滑靴和柱塞杆逐渐通过收口环，直至全部通过；其中，施加力控制在可以使滑靴完全通过收口环的最小值，并保证杆和滑靴低速均匀运动。

c)滑靴收口后用放大镜检查收口位置有无裂痕，此时滑靴完全包裹柱塞杆不能转动，按预设要求将滑靴前端尺寸车到符合座沿球面的收口直径为止；

d)采用自动旋转滚松机构，通过变换偏摆台上球窝的位置改变偏摆半径调整旋转角度进行多角度旋转，通过改变电机和车床主轴的转速调整相对旋转速度，实现滑靴与柱塞杆之间的灵活无紧涩。

采用本发明进行柱塞组件的收口，可使滑靴内球窝与柱塞杆球头表面贴合，实现二者之间的灵活转动，在进行间隙测量、摆角、拉脱力等试验时,均达到设计要求。此种收口方式可靠稳定，操作简单，生产效率高并很好的保证了产品质量。在航空领域、汽车制造业及其他柱塞泵类机械制造有一定的推广意义，可广泛应用于军民品各行业。

附图说明

图1是本发明一种柱塞组件座端收口装置的结构示意图；

其中，1-滑靴收口套筒；2-对开口衬套；3-定位销；4-环形支撑；5-滑靴端盖；6-滑靴；7-柱塞杆。

具体实施方式

为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作以详细说明。

图1是本发明一种柱塞组件座端收口装置的结构示意图；图1中的柱塞组件座端收口装置包括滑靴收口套筒1,两瓣式的对开口衬套2，定位销3，环形支撑4，滑靴端盖5，所述对开口衬套2设有通孔，通过定位销3定位连接，所述环形支撑4套于对开口衬套2外侧，用于保证滑靴收口套筒1和对开口衬套2的轴向定位；所述对开口衬套2露出环形支撑4的高度大于滑靴6收口部分的高度，所述滑靴端盖5盖于对开口衬套2顶部，所述滑靴收口套筒1内部设有用于夹持滑靴6的收口通道，压力机通过滑靴端盖5将收口压力作用于对开口衬套2上，实现柱塞杆7向下压入滑靴6内。

作为优选，所述滑靴收口套筒1的收口通道的内径与滑靴6外径相等。所述对开口衬套2含有可以夹持柱塞杆7的通道，该通道内径与柱塞杆7外径相同，所述对开口衬套2的通道末端还设有可供柱塞杆7无需收口的一端移动一段距离的空腔，对开口衬套2外部收口端呈锥形与柱塞杆7球头紧密贴合，使压力均匀向下传至柱塞杆7球头。所述环形支撑4外径与滑靴收口套筒1外径一致，将对开口衬套2放入环形支撑4后，对开口衬套2露出环形支撑4的高度大于滑靴6收口部分的高度 10-15mm。所述滑靴端盖5设有与对开口衬套2顶部相应的卡槽，该卡槽将对开口衬套2的两瓣卡在一起。

利用本发明提供的工装及方法对该柱塞组件进行收口加工。实验选用滑靴材料为QAL9-4，柱塞杆为38CrMoAlA，主要的技术指标为：收口后在5.9N负荷作用下，柱塞杆7在滑靴6中任意方向的偏斜角应不小于35°；4KN拉力检查柱塞杆7在滑靴6上的收口强度，时间2分钟；收口后柱塞杆7和滑靴6之间的轴向间隙要求不大于0.01mm。

用上述装置对柱塞组件进行收口时，包括以下步骤：

检查滑靴6和柱塞杆7表面应无锈蚀和伤痕，用绸布将滑靴6、柱塞杆7表面擦拭干净。

将滑靴6内外涂润滑油放入滑靴收口套筒1内，对开口衬套2作用在柱塞杆7球头上，通过压力机和工装共同作用，在滑靴6轴线方向孔口内球处施加压力，施加的压力控制在可以使滑靴6完全通过滑靴收口套筒1的最小值，并保证柱塞杆7和滑靴6低速均匀运动。柱塞杆7球头将力传递到滑靴6上，使滑靴6孔口沿杆球面发生变形，抱住柱塞杆7球面，滑靴6和柱塞杆7逐渐通过滑靴收口套筒1，直至全部通过。

为使收口后二者之间灵活无紧涩,采用自动旋转滚松机构，偏摆工作台和机床主轴沿相反方向转动，车床带动滑靴自转，偏摆台上的球窝带动柱塞杆7旋转，使滑靴6和柱塞杆7产生相对运动。偏摆台上设置多个球窝位置，通过变换偏摆台上球窝的位置可以改变偏摆半径调整旋转角度进行多角度旋转，通过改变电机和车床主轴的转速可以调整相对旋转速度，实现滑靴6与柱塞杆7之间的灵活无紧涩。

收口后，对柱塞部件进行2分钟4KN的拉力测试，柱塞杆7并没有从滑靴6拉脱。对已收口的柱塞部件进行偏斜角测量，柱塞杆7在滑靴6中的任意方向偏斜角均不小于35°，且柱塞杆7和滑靴6之间的轴向间隙小于0.01mm，达到指定要求。

利用本发明专利对柱塞组件的收口问题进行工艺工装设计，选择合适的收口压力，设计合理的工装部件并进行滚松，能保证在收口时金属流动方向顺着摩擦力方向，因而包容后两球面贴合均匀，轴向间隙小，拉脱强度高，简易高效并可保证收口质量。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柱塞组件座端收口装置，其特征在于：包括滑靴收口套筒(1),两瓣式的对开口衬套(2)，定位销(3)，环形支撑(4)，滑靴端盖(5)，所述对开口衬套(2)设有通孔，通过定位销(3)定位连接，所述对开口衬套(2)含有能够夹持柱塞杆的通道，该通道内径与柱塞杆外径相同，所述环形支撑(4)套于对开口衬套(2)外侧，用于保证滑靴收口套筒(1)和对开口衬套(2)的轴向定位；所述对开口衬套(2)露出环形支撑(4)的高度大于滑靴收口部分的高度，所述滑靴端盖(5)盖于对开口衬套(2)顶部，所述滑靴收口套筒(1)内部设有用于夹持滑靴的收口通道，压力机通过滑靴端盖(5)将收口压力作用于对开口衬套(2)上，实现柱塞杆向下压入滑靴内。

2.根据权利要求1所述的柱塞组件座端收口装置，其特征在于：所述滑靴收口套筒(1)的收口通道的内径与滑靴外径相等。

3.根据权利要求1所述的柱塞组件座端收口装置，其特征在于：所述对开口衬套(2)的通道末端还设有能够供柱塞杆无需收口的一端移动一段距离的空腔，对开口衬套(2)外部收口端呈锥形与柱塞杆球头紧密贴合，使压力均匀向下传至柱塞杆球头。

4.根据权利要求1所述的柱塞组件座端收口装置，其特征在于：所述环形支撑(4)外径与滑靴收口套筒(1) 外径一致，将对开口衬套(2)放入环形支撑(4)后，对开口衬套(2)露出环形支撑(4)的高度大于滑靴收口部分的高度 10-15mm。

5.根据权利要求1所述的柱塞组件座端收口装置，其特征在于：所述滑靴端盖(5)设有与对开口衬套(2)顶部相应的卡槽，该卡槽将对开口衬套(2)的两瓣卡在一起。

6.一种柱塞组件座端收口方法，其特征在于利用权利要求1至5任一项所述的柱塞组件座端收口装置对柱塞组件进行收口,包括以下步骤：

a)收口前检查滑靴、柱塞杆表面，确保无锈蚀和伤痕，用绸布将滑靴、柱塞杆表面擦拭干净；

b)将滑靴内外涂润滑油放入滑靴收口套筒内，对开口衬套作用在柱塞杆球头上，通过压力机和工装共同作用，在滑靴轴线方向孔口内球处施加压力，柱塞杆球头将力传递到滑靴上，使滑靴孔口沿柱塞杆球面发生变形，抱住柱塞杆球面，滑靴和柱塞杆逐渐通过收口通道，直至全部通过；其中，施加力控制在可以使滑靴完全通过收口通道的最小值，并保证柱塞杆和滑靴低速均匀运动；

c)滑靴收口后用放大镜检查收口位置有无裂痕，此时滑靴完全包裹柱塞杆不能转动，将滑靴前端尺寸沿柱塞杆球面车到符合预设要求的收口直径为止；

d)采用自动旋转滚松机构，自动旋转滚松机构中的偏摆台和车床主轴沿相反方向转动，车床主轴带动滑靴自转，偏摆台上的球窝带动柱塞杆旋转，使滑靴和柱塞杆产生相对运动；偏摆台上设置多个球窝位置，通过变换偏摆台上球窝的位置改变偏摆半径调整旋转角度进行多角度旋转，通过改变电机和车床主轴的转速调整相对旋转速度。

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