CN110566451A - 一种用于调节柱塞对中的万向球面结构 - Google Patents

一种用于调节柱塞对中的万向球面结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，连接在往复式柱塞泵的柱塞(6)与十字头(9)之间，该万向球面结构包括相对设置的两个推力关节轴承(1)以及夹设于两个推力关节轴承(1)之间的垫块机构，且两个推力关节轴承(1)的滑动球面中心重合。与现有技术相比，本发明使用两个推力关节轴承和垫块机构组成的万向球面结构，在柱塞的往复运动中，能灵活自如地、动态地去调节柱塞的偏心运动，保证柱塞在密封中良好的对中性，彻底消除了由于柱塞偏磨而困扰影响密封寿命的问题。

Description

一种用于调节柱塞对中的万向球面结构
技术领域
本发明属于往复式柱塞泵技术领域，尤其是涉及一种用于调节柱塞对中的万向球面结构。
背景技术
往复式柱塞泵的工作过程包括交替进行的吸入和排出两过程，这两过程的实现是借助于柱塞在液缸工作腔内的往复运动，使工作腔内容积产生周期性的变化，把能量传递给液体，使液体的压力增加直至将液体强行排出。
柱塞和密封箱组成一对动密封副，柱塞的密封件是往复泵中重要的易损件之一，柱塞密封的不良将给使用者带来很大的维护量。由于运动的十字头与机身十字头孔间的间隙，以及各相关零件加工过程中垂直度、同心度等形位公差造成的误差，使得柱塞在安装后将产生偏斜，工作时会造成密封的偏磨，影响密封使用寿命。
目前，柱塞与十字头大多采用球面连接，其结构见图1。柱塞与十字头之间装有球面垫，柱塞半圆球头与球面垫上的球面接触，借助柱塞上的两个半圆环用螺母压紧。然而这种结构，在螺母压紧已装入密封箱中的柱塞颈部时，球面垫所起到的自动对中的作用是十分有限的，仅起到了柱塞在静止状态下的“硬”对中，随着螺母的旋紧，柱塞与十字头成为刚性连接，当柱塞在密封箱中作往复运动过程中，处于刚性连接下的球面垫是无法起到自动调节对中作用。加工形成的误差，对长柱塞、长行程泵的密封影响更大，对密封的偏磨也越严重。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，使柱塞偏心的空间运动轨迹在动态时，能被不断地修正，去适应、对中密封件导向，来达到提高密封件寿命目的。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，连接在往复式柱塞泵的柱塞与十字头之间，该万向球面结构包括相对设置的两个推力关节轴承以及夹设于两个推力关节轴承之间的垫块机构，且两个推力关节轴承的滑动球面中心重合。
作为本发明优选的技术方案，往复式柱塞泵的十字头的连接端设有连接孔，两个推力关节轴承及垫块机构从柱塞的连接端套设于柱塞颈部上并伸入连接孔中；两个推力关节轴承的内圈固定于柱塞颈部，且两个推力关节轴承的外圈固定于连接孔中。
作为本发明优选的技术方案，靠近柱塞连接端的推力关节轴承的外圈通过抵在连接孔的底部固定于连接孔中；远离柱塞连接端的推力关节轴承的外圈通过抵在套设于柱塞颈部上的压紧螺母固定于连接孔中，所述的压紧螺母通过锁紧螺母固定在连接孔中。
作为本发明优选的技术方案，所述的压紧螺母与柱塞颈部之间隔有间隙。
作为本发明优选的技术方案，靠近柱塞连接端的推力关节轴承的内圈通过连接于柱塞连接端的端部螺母固定于柱塞颈部；柱塞颈部呈连接端直径较小的阶梯状，靠近柱塞连接端的推力关节轴承内圈及垫块机构套设置于柱塞颈部直径较小的部分，远离柱塞连接端的推力关节轴承的内圈套设于柱塞颈部直径较大的部分。
作为本发明优选的技术方案，十字头连接端的连接孔的底部设有用于容纳端部螺母的内孔。
作为本发明优选的技术方案，所述的垫块机构包括叠置的两个垫块以及夹设于两个垫块之间的调整垫片。
作为本发明优选的技术方案，两个垫块及调整垫片通过内六角圆柱头螺钉连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
由加工零件的公差形成的柱塞不对中问题，是客观存在的，本发明创造性地使用两个推力关节轴承和垫块机构组成的万向球面结构，在柱塞的往复运动中，能灵活自如地、动态地去调节柱塞的偏心运动，保证柱塞在密封中良好的对中性，彻底消除了由于柱塞偏磨而困扰影响密封寿命的问题。
附图说明
图1为现有技术中柱塞与十字头的连接方式；
图2为本发明的结构示意图。
图中，1为推力关节轴承，2为垫块，3为调整垫片，4为压紧螺母，5为锁紧螺母，6为柱塞，7为密封件，8为密封箱，9为十字头，10为内六角圆柱头螺钉，11为端部螺母，12为球面垫，13为半圆环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
现有技术中，柱塞6与十字头9大多采用球面连接，其结构见图1。柱塞6与十字头9之间装有球面垫12，柱塞6半圆球头与球面垫12上的球面接触，借助柱塞6上的两个半圆环13用压紧螺母4压紧。然而这种结构，在压紧螺母4压紧已装入密封箱中的柱塞颈部时，球面垫12所起到的自动对中的作用是十分有限的，仅起到了柱塞6在静止状态下的“硬”对中，随着压紧螺母4的旋紧，柱塞6与十字头9成为刚性连接，当柱塞6在密封箱8中作往复运动过程中，处于刚性连接下的球面垫12是无法起到自动调节对中作用。加工形成的误差，对长柱塞、长行程泵的密封影响更大，对密封的偏磨也越严重。
为了克服现有技术中存在的以上问题，本实施例提供一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，如图2所示，连接在往复式柱塞泵的柱塞6与十字头9之间，该万向球面结构包括相对设置的两个推力关节轴承1以及夹设于两个推力关节轴承1之间的垫块机构，且两个推力关节轴承1的滑动球面中心重合。
具体地：
往复式柱塞泵的十字头9的连接端设有连接孔，两个推力关节轴承1及垫块机构从柱塞6的连接端套设于柱塞6颈部上并伸入连接孔中；两个推力关节轴承1的内圈固定于柱塞6颈部，且两个推力关节轴承1的外圈固定于连接孔中。
更具体地：
靠近柱塞6连接端的推力关节轴承1(图1中左侧的推力关节轴承)的外圈通过抵在连接孔的底部固定于连接孔中；远离柱塞6连接端的推力关节轴承1(图1中右侧的推力关节轴承)的外圈通过抵在套设于柱塞6颈部上的压紧螺母4固定于连接孔中，压紧螺母4通过锁紧螺母5固定在连接孔中。更进一步地，压紧螺母4与柱塞6颈部之间隔有间隙，避免与柱塞6产生干涉。
靠近柱塞6连接端的推力关节轴承1(图1中左侧的推力关节轴承)的内圈通过连接于柱塞6连接端的端部螺母11固定于柱塞6颈部；柱塞6颈部呈连接端直径较小的阶梯状，靠近柱塞6连接端的推力关节轴承1内圈及垫块机构套设置于柱塞6颈部直径较小的部分，远离柱塞6连接端的推力关节轴承1(图1中右侧的推力关节轴承)的内圈套设于柱塞6颈部直径较大的部分。更进一步地，十字头9连接端的连接孔的底部设有用于容纳端部螺母11的内孔。
本实施例中，垫块机构包括叠置的两个垫块2以及夹设于两个垫块2之间的调整垫片3。两个垫块2及调整垫片3通过内六角圆柱头螺钉10连接。
本实施例用一对承受轴向力的推力关节轴承1，将柱塞6与十字头9的刚性连接结构改为万向球面结构，在柱塞6往复运动的过程中，该结构仅起到驱动柱塞6的作用，而不对柱塞6进行刚性约束，使柱塞在密封箱8中往复运动时，依靠推力关节轴承1的滑动球面，能实现自动对中，顺其自然地在密封件7的导向中运动，彻底消除了由加工误差带来的柱塞6对密封件7的偏磨现象。垫块机构的厚度恰好使两个推力关节轴承的滑动球面的中心重合，见图2中的SΦd尺寸，即两个推力关节轴承1和垫块机构组成一个万向球面结构。垫块机构厚度的过大或过小，会使两个推力关节轴承1滑动球面中心不重合，这将影响滑动球面的灵活性。两个垫块2间的调整垫片3，是用于调节SΦd尺寸，确保两推力关节轴承1的球面中心重合。该创新的结构，使柱塞6偏心的空间运动轨迹在动态时，就能被不断地修正，去适应、对中密封件7导向，来达到提高密封件7寿命目的。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，连接在往复式柱塞泵的柱塞(6)与十字头(9)之间，其特征在于，该万向球面结构包括相对设置的两个推力关节轴承(1)以及夹设于两个推力关节轴承(1)之间的垫块机构，且两个推力关节轴承(1)的滑动球面中心重合。
2.根据权利要求1所述的一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，其特征在于，往复式柱塞泵的十字头(9)的连接端设有连接孔，两个推力关节轴承(1)及垫块机构从柱塞(6)的连接端套设于柱塞(6)颈部上并伸入连接孔中；两个推力关节轴承(1)的内圈固定于柱塞(6)颈部，且两个推力关节轴承(1)的外圈固定于连接孔中。
3.根据权利要求2所述的一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，其特征在于，靠近柱塞(6)连接端的推力关节轴承(1)的外圈通过抵在连接孔的底部固定于连接孔中；远离柱塞(6)连接端的推力关节轴承(1)的外圈通过抵在套设于柱塞(6)颈部上的压紧螺母(4)固定于连接孔中，所述的压紧螺母(4)通过锁紧螺母(5)固定在连接孔中。
4.根据权利要求3所述的一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，其特征在于，所述的压紧螺母(4)与柱塞(6)颈部之间隔有间隙。
5.根据权利要求2或3所述的一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，其特征在于，靠近柱塞(6)连接端的推力关节轴承(1)的内圈通过连接于柱塞(6)连接端的端部螺母(11)固定于柱塞(6)颈部；柱塞(6)颈部呈连接端直径较小的阶梯状，靠近柱塞(6)连接端的推力关节轴承(1)内圈及垫块机构套设置于柱塞(6)颈部直径较小的部分，远离柱塞(6)连接端的推力关节轴承(1)的内圈套设于柱塞(6)颈部直径较大的部分。
6.根据权利要求5所述的一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，其特征在于，十字头(9)连接端的连接孔的底部设有用于容纳端部螺母(11)的内孔。
7.根据权利要求1所述的一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，其特征在于，所述的垫块机构包括叠置的两个垫块(2)以及夹设于两个垫块(2)之间的调整垫片(3)。
8.根据权利要求7所述的一种用于调节柱塞对中的万向球面结构，其特征在于，两个垫块(2)及调整垫片(3)通过内六角圆柱头螺钉(10)连接。
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