CN109441797A - 一种轴向柱塞泵或马达用滑靴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴向柱塞泵或马达用滑靴，包括滑靴本体，滑靴本体上设置有球窝，所述球窝内壁上开设有减阻槽和溃缩槽，减阻槽、溃缩槽分别与球窝相连通；减阻槽，用于存储润滑油液，减少柱塞球头、滑靴相对运动的摩擦；溃缩槽，用于给局部变形的材料提供存储位置，减少柱塞球头与滑靴内壁接触面，从而减小因滑靴接触面材料变形产生球面磨损；球窝包括下部的半球体部和上部的圆柱体部，所述半球体部的直径等于圆柱体部的直径；减阻槽设置在所述球窝的半球体部或设置在所述半球体部与圆柱体部的连接处；所述溃缩槽设置在所述球窝的圆柱体部。

Description

一种轴向柱塞泵或马达用滑靴

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，涉及一种滑靴，特别涉及一种轴向柱塞泵或马达用滑靴。

背景技术

轴向柱塞泵/马达是液压系统中重要的动力元件和执行元件，被广泛应用在工业和行走机械领域，是现代液压元件中使用最广的液压元件之一。柱塞滑靴组件的动力学特性直接决定了泵的工作性能。当泵/马达在高速旋转时，柱塞滑靴组件紧紧依附在斜盘上随缸体一起运动，泵/马达运转周期内，存在如离心力、滑靴副摩擦力及柱塞与缸孔间接触力等大小和方向都随时变的作用力，这些力影响泵/马达内部核心零部件的可靠性，成为高校及研究机构科研重点。

柱塞滑靴组件是通过扣压包球工艺将球头包进滑靴内，使球头能在一定角度范围内灵活转动，适应斜盘及缸体的运动。而实际生产过程中由于柱塞滑靴的结构设计存在的问题，导致扣压包球后的柱塞滑靴组件存在转动不灵活、卡滞、球头磨损、挣脱等现象。

现有技术中，滑靴内壁与球头接触的表面没有凹槽，柱塞球头与滑靴内壁是球面接触，扣压包球后柱塞球头与滑靴紧紧扣在一起。

现有技术存在以下缺陷：（1）柱塞球头与滑靴在经过扣压包球工艺后会使滑靴内壁材料产生变形，造成滑靴内壁凹凸不平，这样会使柱塞球头与滑靴在相对运动时产生球头磨损；

（2）柱塞球头与滑靴是球面接触，造成润滑性能差，在柱塞球头与滑靴相对运动时，会有柱塞球头转动不灵活、卡滞现象，随缸体旋转运动，会出现柱塞脱靴现象；

（3）柱塞球头与滑靴球面接触，相对空隙小，润滑油无法存储，造成球头滑靴干摩擦，也会降低柱塞球头和滑靴的使用寿命。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种轴向柱塞泵或马达用滑靴。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种滑靴，其特征在于，包括滑靴本体，

所述滑靴本体上设置有球窝，所述球窝内壁上开设有减阻槽和溃缩槽，所述减阻槽、溃缩槽分别与球窝相连通；

所述减阻槽，用于存储润滑油液，减少柱塞球头、滑靴相对运动的摩擦；

所述溃缩槽，用于给局部变形的材料提供存储位置，减少柱塞球头与滑靴内壁接触面，从而减小因滑靴接触面材料变形产生球面磨损；

所述球窝包括下部的半球体部和上部的圆柱体部，所述半球体部的直径等于圆柱体部的直径；所述圆柱体部与半球体部相连通；

所述减阻槽设置在所述球窝的半球体部或设置在所述半球体部与圆柱体部的连接处；

所述溃缩槽设置在所述球窝的圆柱体部。

作为优选方案，其特征在于：所述减阻槽为环状凹槽。

更优选的，所述减阻槽为沿半球体部圆周布置的环状凹槽，所述减阻槽的中心轴线与滑靴本体的中心轴线重合。进一步的，所述减阻槽的直径范围为半球体部的直径的1.006～1.01倍，宽度范围为0.5～1mm。

作为优选方案，所述溃缩槽为环状凹槽。

更优选的，所述溃缩槽为沿圆柱体部圆周布置的环状凹槽；所述溃缩槽的中心轴线与滑靴本体的中心轴线重合。进一步的，所述溃缩槽的直径范围为半球体部的直径的1.003～1.006倍，宽度范围为0.6～1.2mm。

作为优选方案，所述减阻槽、溃缩槽均为环形设置的凹槽；所述溃缩槽的宽度大于减阻槽的宽度，所述溃缩槽的直径小于减阻槽的直径；

所述减阻槽设置在所述半球体部与圆柱体部的连接处；且减阻槽的中心线过半球体部的球心，所述溃缩槽与减阻槽相邻设置，且位于减阻槽上方。

作为一种优选方案，所述减阻槽为内侧端面为斜边的环状凹槽，所述减阻槽的底端直径大于顶端直径；所述减阻槽的底端直径为半球体部的直径的1.0075～1.01倍；且斜边与水平面的夹角k为30°≤k＜90°。

作为另一种优选方案，所述溃缩槽为内侧端面为斜边的环状凹槽，所述溃缩槽的底端直径大于顶端直径；且斜边与水平面的夹角k为30°≤k＜90°。

进一步的，所述滑靴本体底部设置有油池，所述油池与球窝之间设置有油道，油池与球窝通过油道相连通；所述油道包括锥槽、通油孔和储油槽；所述锥槽设置在油池上方，且与油池相连通；所述储油槽设置在球窝下方，且与球窝相连通；所述通油孔一端与锥槽相连通，另一端与储油槽相连通。

本发明还提供一种柱塞滑靴组件，其特征在于，包括柱塞本体和上述的滑靴，柱塞本体端部设置有柱塞球头，所述柱塞球头与滑靴的球窝相配合。

有益效果：本发明提供的轴向柱塞泵或马达用滑靴，具有以下优点：（1）溃缩槽的存在可减小扣压包球工艺过程中柱塞球头与滑靴内壁的接触面积；从而减小柱塞球头与滑靴的摩擦，提高使用寿命；（2）溃缩槽还可以减小扣压包球工艺过程中球头与滑靴内壁接触面的材料变形，从而减小因接触面凹凸不平的材料造成的摩擦；（3）溃缩槽可有效降低柱塞球头与滑靴内壁摩擦，提高柱塞滑靴组件的使用寿命；（4）减阻槽在柱塞球头在球窝内做球面副运动时，增大球头中、上部润滑，减小干摩擦，有效提高柱塞球头的转动灵活性，防止柱塞球头发生卡滞现象；（5）柱塞滑靴组件是紧贴在斜盘上做高速运动的，溃缩槽、减阻槽的存在减小了滑靴的质量，从而减小了运动过程中的离心力，降低了柱塞滑靴飞盘的几率，提高了柱塞滑靴组件的运动平稳性；（6）溃缩槽、减阻槽组合结构，可减小柱塞球头接触面的摩擦及扣压包球工艺产生的材料变形，增大球头中上部润滑，提高柱塞滑靴组件转动灵活性；（7）同时减租槽、溃缩槽能存储柱塞球头与滑靴间磨损产生的碎屑，防止球头和球窝产生粘着磨损；（8）减阻槽、溃缩槽加工简单，易于实现。

附图说明

图1为一实施例的滑靴结构图；

图2为另一实施例的滑靴结构图；

图3为图2的局部放大图；

图4为另一实施例的滑靴结构图；

图5为另一实施例的滑靴结构图；

图6为实施例的柱塞滑靴组件视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

扣压包球——是一种装配工艺，滑靴凹槽将柱塞球头包住使之不能滑脱，让柱塞球头在滑靴凹槽内做一定角度的旋转。

溃缩槽7——滑靴内壁与球头接触部位的凹槽，可减小扣压包球过程中的材料变形。

减阻槽6——滑靴内壁与球头接触部位的凹槽，用于存储润滑油液，减少柱塞、滑靴相对运动的摩擦。

在一些实施例中，如图1所示，一种轴向柱塞泵/马达用滑靴，包括滑靴本体1，

所述滑靴本体1上设置有球窝8，所述球窝8内壁上开设有减阻槽6和溃缩槽7，所述减阻槽6、溃缩槽7分别与球窝8相连通；

所述减阻槽6，用于存储润滑油液，减少柱塞球头、滑靴相对运动的摩擦；

所述溃缩槽7，用于给局部变形的材料提供存储位置，减少柱塞球头与滑靴内壁接触面，从而减小因滑靴接触面材料变形产生球面磨损；

所述球窝8包括下部的半球体部81和上部的圆柱体部82，所述半球体部81的直径等于圆柱体部82的直径；所述圆柱体部82与半球体部81在所述半球体部81的直径处相连通；

所述减阻槽6设置在所述球窝8的半球体部81或设置在所述半球体部81与圆柱体部82的连接处；

所述溃缩槽7设置在所述球窝8的圆柱体部82。

进一步的，所述减阻槽6、溃缩槽7为球窝8内表面开设的凹槽结构。凹槽结构可以为连续的或不连续的，可以为环状凹槽、方形凹槽、圆形凹槽或其他形状的凹槽。

在一些实施例中，如图1、图2所示，优选的，所述减阻槽6、溃缩槽7为环状凹槽。

更为优选的，在一些实施例中，如图1、图2、图3、图4、图5所示，所述减阻槽6为沿半球体部81圆周布置的环状凹槽，所述减阻槽6的中心轴线与滑靴本体的中心轴线重合。所述溃缩槽7为沿圆柱体部82圆周布置的环状凹槽；所述溃缩槽7的中心轴线与滑靴本体的中心轴线重合。

本实施例中，所述溃缩槽7与所述减阻槽6平行设置，溃缩槽7且设置在减阻槽6上方。

进一步的，所述减阻槽6的直径范围为半球体部81的直径的1.006～1.01倍，宽度范围为0.5～1mm；所述减阻槽6与半球体部81的直径中心面的距离为半球体部81的直径的0～0.2倍。

进一步的，所述溃缩槽7的直径范围为半球体部81的直径的1.003～1.006倍，宽度范围为0.6～1.2mm；所述溃缩槽7与半球体部81的直径中心面的距离为半球体部81的直径的0.001～0.2倍。

在一些实施例中，如图1所示，所述滑靴本体1底部设置有油池2，所述油池2与球窝8之间设置有油道c，油池2与球窝8通过油道c相连通；所述油道c包括锥槽3、通油孔4和储油槽5；所述锥槽3设置在油池2上方，且与油池2相连通；所述储油槽5设置在球窝8下方，且与球窝8相连通；所述通油孔4一端与锥槽3相连通，另一端与储油槽5相连通。

在一些实施例中，如图2至图5所示，所述减阻槽6、溃缩槽7均为水平环形设置的凹槽；所述溃缩槽7的宽度大于减阻槽6的宽度；所述溃缩槽7的直径小于减阻槽6的直径；所述减阻槽6设置在所述半球体部81与圆柱体部82的连接处；且减阻槽6的中心线过半球体部81的球心s，所述溃缩槽7与减阻槽6相邻设置，且位于减阻槽6上方。

在一些实施例中，如图5所示，所述减阻槽6为内侧端面深度相同的环状凹槽；溃缩槽7也为内侧端面深度相同的环状凹槽。与图1所示实施例不同的是，所述减阻槽6、溃缩槽7相邻设置。

在一些实施例中，如图2、图3所示，所述减阻槽6为内侧端面为斜边的环状凹槽，所述减阻槽6的底端直径大于顶端直径；且斜边与水平面的夹角k为30°≤k＜90°。溃缩槽7为内侧端面深度相同的环状凹槽。

在一些实施例中，如图4所示，所述减阻槽6为内侧端面深度相同的环状凹槽；所述溃缩槽7为内侧端面为斜边的环状凹槽，所述溃缩槽7的底端直径大于顶端直径；且斜边与水平面的夹角k为30°≤k＜90°。

另外，在柱塞与滑靴装配初期，磨合阶段会有细微零件碎屑产生，溃缩槽、减阻槽组合的存在能容纳碎屑，避免了球头或滑靴内部的粘着磨损。

对上述实施例中的滑靴进行仿真试验，验证结论如下：

（1）溃缩槽、减阻槽组合可以增加柱塞球头和滑靴的润滑，可靠性试验300h未发现明显摩擦痕迹；

（2）应用此滑靴结构的柱塞泵/马达，容积效率≥91.15%，机械效率≥87.24%，满足工程机械使用要求；

（3）应用此结构的滑靴柱塞组件，滑脱力较单槽结构增加18%左右。

在一些实施例中，如图6所示，一种柱塞滑靴组件，包括滑靴本体1和柱塞本体9，柱塞本体9端部设置有柱塞球头10，所述滑靴本体1上设置有球窝8，所述柱塞球头10与滑靴的球窝8相配合，所述球窝8内壁上开设有减阻槽6和溃缩槽7。

如图6所示，柱塞球头10放于滑靴本体1的球窝8内，经扣压包球工艺后，球窝8紧紧抱住柱塞球头10，使柱塞球头10在球窝8内做球面副运动，而扣压包球过程中由于滑靴上部受挤压向球窝中心溃缩，产生局部材料变形，此时溃缩槽7的存在给局部变形的材料提供存储位置，减少球头与滑靴内壁接触面，从而减小因滑靴内壁材料变形产生球面磨损。

柱塞球头10在球窝8内做球面副运动时，滑靴底面与斜盘贴合，两者之间有油膜间隙。随缸体旋转运动过程中，柱塞会不断地吸油、压油来实现泵的供油，在此过程中柱塞腔d的油液会经柱塞球头10的小孔h进入到滑靴球窝8内，柱塞球头10的往复、旋转运动会使油液一部分存储在储油槽5内，另一部分的油液带动到球窝8内壁减阻槽6内，减阻槽6存储的油液主要起润滑作用，减少柱塞球头中上部干摩擦。若无减阻槽6柱塞球头与滑靴扣压包球后会产生干摩擦，产生卡滞，使球头转动不灵活。

同时溃缩槽、减阻槽减小了滑靴质量，减小了柱塞滑靴高速运动时产生的离心力，提高了转子组件的运动平稳性。

如图1至图5所示，一种滑靴，在滑靴内部球窝内壁开有减阻槽和溃缩槽，可有效减小柱塞球头与滑靴在扣压包球过程中的材料变形，增大柱塞球头与滑靴润滑提高球头转动灵活度，降低球头与滑靴的干摩擦，提高柱塞滑靴组件的寿命；同时溃缩槽、减阻槽减小了滑靴质量，减小了柱塞滑靴高速运动时产生的离心力，提高了转子组件的运动平稳性。滑靴内壁包含溃缩槽和减阻槽，溃缩槽用于扣压包球装配过程中，减小球头与滑靴内部接触面积，减小滑靴接触面材料变形，适应滑靴表面在扣压包球时产生的变形，减小球头磨损；减阻槽用于存储少量液压油，球头在做球面运动时可以有效润滑，减小卡滞、磨损，提高柱塞滑靴组件的可靠性。

本发明的柱塞泵/马达用滑靴，在滑靴的球窝内壁上开设溃缩槽和减阻槽，可带来以下有益效果：

（1）溃缩槽7的存在可减小扣压包球工艺过程中柱塞球头与滑靴内壁的接触面积；从而减小柱塞球头与滑靴的摩擦，提高使用寿命；

（2）溃缩槽7还可以减小扣压包球工艺过程中球头与滑靴内壁接触面的材料变形，从而减小因接触面凹凸不平的材料造成的摩擦；

（3）溃缩槽7可有效降低柱塞球头与滑靴内壁摩擦，提高柱塞滑靴组件的使用寿命；

（4）减阻槽6在柱塞球头在球窝内做球面副运动时，增大球头中、上部润滑，减小干摩擦，有效提高柱塞球头的转动灵活性，防止柱塞球头发生卡滞现象；

（5）柱塞滑靴组件是紧贴在斜盘上做高速运动的，溃缩槽7、减阻槽6的存在减小了滑靴1的质量，从而减小了运动过程中的离心力，降低了柱塞滑靴飞盘的几率，提高了柱塞滑靴组件的运动平稳性；

（6）溃缩槽7、减阻槽组6组合结构，可减小柱塞球头接触面的摩擦及扣压包球工艺产生的材料变形，增大球头中上部润滑，提高柱塞滑靴组件转动灵活性；

（7）溃缩槽7、减阻槽组6组合结构，能存储柱塞球头与滑靴间磨损产生的碎屑，防止球头和球窝产生粘着磨损。

（8）减阻槽、溃缩槽加工简单，易于实现。

本发明能够应用于溃缩槽、减阻槽组合结构的滑靴或有类似球头、球窝经扣压包球工艺安装的组件。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种滑靴，其特征在于，包括滑靴本体，

所述滑靴本体上设置有球窝，所述球窝内壁上开设有减阻槽和溃缩槽，所述减阻槽、溃缩槽分别与球窝相连通；

所述减阻槽，用于存储润滑油液，减少柱塞球头、滑靴相对运动的摩擦；

所述溃缩槽，用于给局部变形的材料提供存储位置，减少柱塞球头与滑靴内壁接触面，从而减小因滑靴接触面材料变形产生球面磨损；

所述球窝包括下部的半球体部和上部的圆柱体部，所述半球体部的直径等于圆柱体部的直径；所述圆柱体部与半球体部相连通；

所述减阻槽设置在所述球窝的半球体部或设置在所述半球体部与圆柱体部的连接处；

所述溃缩槽设置在所述球窝的圆柱体部。

2.根据权利要求1所述的滑靴，其特征在于：所述减阻槽为环状凹槽。

3.根据权利要求2所述的滑靴，其特征在于：所述减阻槽为沿半球体部圆周布置的环状凹槽，所述减阻槽的中心轴线与滑靴本体的中心轴线重合；

和/或，所述减阻槽的直径范围为半球体部的直径的1.006～1.01倍，宽度范围为0.5～1mm。

4.根据权利要求1所述的滑靴，其特征在于：所述溃缩槽为环状凹槽。

5.根据权利要求4所述的滑靴，其特征在于：所述溃缩槽为沿圆柱体部圆周布置的环状凹槽；所述溃缩槽的中心轴线与滑靴本体的中心轴线重合；

和/或，所述溃缩槽的直径范围为半球体部的直径的1.003～1.006倍，宽度范围为0.6～1.2mm。

6.根据权利要求1所述的滑靴，其特征在于：所述减阻槽、溃缩槽均为环形设置的凹槽；所述溃缩槽的宽度大于减阻槽的宽度，所述溃缩槽的直径小于减阻槽的直径；

所述减阻槽设置在所述半球体部与圆柱体部的连接处；且减阻槽的中心线过半球体部的球心，所述溃缩槽与减阻槽相邻设置，且位于减阻槽上方。

7.根据权利要求6所述的滑靴，其特征在于：所述减阻槽为内侧端面为斜边的环状凹槽，所述减阻槽的底端直径大于顶端直径；所述减阻槽的底端直径为半球体部的直径的1.0075～1.01倍；且斜边与水平面的夹角k为30°≤k＜90°。

8.根据权利要求6所述的滑靴，其特征在于：所述溃缩槽为内侧端面为斜边的环状凹槽，所述溃缩槽的底端直径大于顶端直径；且斜边与水平面的夹角k为30°≤k＜90°。

9.根据权利要求1所述的滑靴，其特征在于：所述滑靴本体底部设置有油池，所述油池与球窝之间设置有油道，油池与球窝通过油道相连通；所述油道包括锥槽、通油孔和储油槽；所述锥槽设置在油池上方，且与油池相连通；所述储油槽设置在球窝下方，且与球窝相连通；所述通油孔一端与锥槽相连通，另一端与储油槽相连通。

10.一种柱塞滑靴组件，其特征在于，包括柱塞本体和权利要求1-9任一项所述的滑靴，柱塞本体端部设置有柱塞球头，所述柱塞球头与滑靴的球窝相配合。