CN114382671B - 带挡圈的柱塞组件的选配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带挡圈的柱塞组件的选配方法，包括：1)制备滑靴、挡圈以及柱塞；2)加工滑靴内球面并对滑靴内球面的尺寸进行测量；3)根据测量尺寸对滑靴进行分组；4)根据滑靴的分组情况加工柱塞外球面，并根据柱塞外球面的尺寸进行分组；5)用柱塞外球面着色选配滑靴内球面；6)根据选配后滑靴的b尺寸选配加工挡圈内球面，确保每组挡圈和滑靴的a+b值满足要求且每组差值不大于0.01；7)对柱塞外球面、滑靴内球面以及挡圈内球面进行抛光，完成选配。本发明能够高效的选配柱塞组件、以及可有效提高柱塞组件使用寿命。

Description

带挡圈的柱塞组件的选配方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种滑靴组件的选配方法，尤其涉及一种带挡圈的柱塞组件的选配方法。

背景技术

摇头柱塞泵运转过程中，滑靴外球面(铜)与斜盘内球面之间应形成连续、稳定的油膜将金属零件隔开，保证滑靴与滑靴座在高速相对滑动过程中不发生直接接触，避免零件产生超温现象和铜球面过度磨损。为保障此过程油膜的连续稳定，则必须由柱塞内腔至滑靴油池提供稳定持续的油压，故滑靴(图1中件1)和柱塞(图1中件2)、挡圈(图1中件3)的径向及轴向间隙不宜过大。过大则造成泄压现象导致滑靴表面油膜失效；过小且球面轮廓度较差则造成柱塞组件收口后不灵活导致柱塞在运转过程中出现卡死甚至是疲劳折断现象。为确保在合适的轴、径向间隙下，柱塞组件能够灵活自由的转动且不发生泄压现象。则必须将柱塞与滑靴、挡圈的球面尺寸差及球面轮廓度控制在合理的范围内。且此因素是影响此类柱塞组件性能及寿命的关键。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种能够高效的选配柱塞组件、以及可有效提高柱塞组件使用寿命的带挡圈的柱塞组件的选配方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种带挡圈的柱塞组件的选配方法，其特征在于：所述带挡圈的柱塞组件的选配方法包括以下步骤：

1)制备滑靴、挡圈以及柱塞；

2)加工滑靴内球面并对滑靴内球面的尺寸进行测量；

3)根据测量尺寸对滑靴进行分组；

4)根据滑靴的分组情况加工柱塞外球面，并根据柱塞外球面的尺寸进行分组；

5)用柱塞外球面着色选配滑靴内球面；

6)根据选配后滑靴的b尺寸选配加工挡圈内球面，确保每组挡圈和滑靴的a+b值满足要求且每组差值不大于0.01；其中，a尺寸：如图1所示，是挡圈3的内球面球心与止靠面T面的偏移位置尺寸，以下简称a尺寸；b尺寸：如图1所示，滑靴1的内球面球心与止靠面T面的偏移位置尺寸，以下简称b尺寸；所述止靠面T为图1中挡圈3装入滑靴1时的止靠断面。

7)对柱塞外球面、滑靴内球面以及挡圈内球面进行抛光，完成选配。

上述步骤2)的具体实现方式是：

2.1)制备滑靴研具以及滑靴研磨器；所述滑靴研具包括研具球头以及与研具球头相连的连杆；所述研具球头整体呈半球体结构，所述半球体结构的下边缘略大于半球面；所述滑靴研磨器包括研磨器头以及与研磨器头相连的研磨器杆；所述研磨器头整体呈半球体结构，所述半球体结构的下边缘略小于滑靴摆动至最大角度时球面边缘的位置；

2.2)基于滑靴研具采用展成法对滑靴内球面进行研磨；

2.3)基于滑靴研磨器采用仿形法对步骤2.2)制备得到的滑靴的内球面进行研磨。

上述步骤4)的具体实现方式是：

4.1)制备柱塞研磨器，所述柱塞研磨器包括底座，所述底座的上表面设置有弧状凹槽，所述底座上沿底座的轴向设置有与弧状凹槽相贯通的沉孔；所述弧状凹槽的外径略大于柱塞外球面单侧球面宽度；所述沉孔的内径小于弧状凹槽的外径外径的1/2；

4.2)基于柱塞研磨器采用展成法加工带槽柱塞外球面。

上述步骤5)的具体实现方式是：将柱塞外球面上均匀涂抹普鲁士蓝着色剂，着色对应滑靴内球面，进行选配。

上述步骤6)的具体实现方式是：

6.1)制备挡圈研磨器，所述挡圈研磨器包括研磨芯棒以及设置在研磨芯棒端部的开口研磨器，所述开口研磨器的外表面呈鼓形；所述开口研磨器沿研磨芯棒的轴向开设有轴向缺口；

6.2)基于步骤6.1)制备得到的挡圈研磨器采用仿形法挡圈内表面进行研磨。

本发明的优点是：

本发明提供了一种带挡圈的柱塞组件的选配方法，该方法是将滑靴内球面由展成法和仿形法组合加工，不仅加工效率高而且尺寸及形状误差稳定；挡圈内球面仿形法加工能够消除零件因装夹而造成的变形，且该专用研磨器可重复使用提高单件研磨器利用率；柱塞外球面专用研磨器的合理设计，能够较好的保证柱塞外球面球心位置及轮廓度精度。该加工方法能够稳定高效的加工柱塞外球面、滑靴及挡圈内球面，该方法对加工者加工技能要求较低，且能较好的保证柱塞、滑靴、挡圈的尺寸及球面轮廓度要求。该方法既能保证带挡圈的柱塞组件的径向间隙要求也能较好的保证轴向间隙要求，且收口后柱塞能够自由灵活转动，同时轴向间隙满足要求而且其同组差值不大于0.01。该选配方法能够高效的选配柱塞组件，并保证的轴、径向间隙满足要求，提高柱塞组件使用寿命。

附图说明

图1是现有技术中带挡圈的柱塞组件的结构示意图；

图2是本发明所提供的滑靴研具的结构示意图；

图3是本发明所提供的滑靴研磨器的结构示意图；

图4是本发明所提供的挡圈研磨器的结构示意图；

图5是本发明所提供的挡圈研磨器的另一角度示意图；

图6是本发明所提供的柱塞研磨器的结构示意图。

其中：

1-滑靴；2-柱塞；3-挡圈。

具体实施方式

本发明提供了一种带挡圈的柱塞组件的选配方法，该方法包括以下步骤：

1)制备滑靴、挡圈以及柱塞；

2)加工滑靴内球面并对滑靴内球面的尺寸进行测量，具体是：

2.1)制备滑靴研具以及滑靴研磨器；滑靴研具包括研具球头以及与研具球头相连的连杆；研具球头整体呈半球体结构，半球体结构的下边缘略大于半球面；滑靴研磨器包括研磨器头以及与研磨器头相连的研磨器杆；研磨器头整体呈半球体结构，半球体结构的下边缘略小于滑靴摆动至最大角度时球面边缘的位置；

2.2)基于滑靴研具采用展成法对滑靴内球面进行研磨；

2.3)基于滑靴研磨器采用仿形法对步骤2.2)制备得到的滑靴的内球面进行研磨。

展成法研磨和仿形法研磨的组合加工方法的应用，提高加工效率，稳定加工精度。

3)根据测量尺寸对滑靴进行分组；

4)根据滑靴的分组情况加工柱塞外球面，并根据柱塞外球面的尺寸进行分组，具体是：

4.1)制备柱塞研磨器，柱塞研磨器包括底座，底座的上表面设置有弧状凹槽，底座上沿底座的轴向设置有与弧状凹槽相贯通的沉孔；弧状凹槽的外径略大于柱塞外球面单侧球面宽度；沉孔的内径小于弧状凹槽的外径外径的1/2；

4.2)基于柱塞研磨器采用展成法加工带槽柱塞外球面。

5)用柱塞外球面着色选配滑靴内球面，具体是：将柱塞外球面上均匀涂抹普鲁士蓝着色剂，着色对应滑靴内球面，进行选配。

6)根据选配后滑靴的b尺寸选配加工挡圈内球面，确保每组挡圈和滑靴的a+b值满足要求且每组差值不大于0.01，具体实现方式是：

6.1)制备挡圈研磨器，挡圈研磨器包括研磨芯棒以及设置在研磨芯棒端部的开口研磨器，开口研磨器的外表面呈鼓形；开口研磨器沿研磨芯棒的轴向开设有轴向缺口；

6.2)基于步骤6.1)制备得到的挡圈研磨器采用仿形法挡圈内表面进行研磨。

7)对柱塞外球面、滑靴内球面以及挡圈内球面进行抛光，完成选配。

下面结合附图，对本发明所提供的技术方案进行详细说明：

1、滑靴内球面的加工：

1)设计专用于加工滑靴的滑靴研具，如图2所示，该滑靴研具是采用展成法对滑靴进行相应的加工，该滑靴研具的球面边缘应略大于半球(如图2尺寸1.05位置处)，防止因滑靴研具球面过大造成空载影响滑靴球面的形状误差。因展成法加工效率优于仿形法，所以图1中滑靴b尺寸由展成法加工时保证。

2)设计滑靴研磨器，如图3所示，滑靴研磨器是采用仿形法对滑靴进行相应的加工，该滑靴研磨器球面应为精加工后的分组研磨器，且滑靴研磨器的球面边缘应略小于滑靴摆动至最大角度35°时球面边缘位置(如图3尺寸4.05位置处)，保证滑靴球面始终贴合研磨器达到仿形目的。因仿形法加工效率较低，所以此加工过程仅兼顾图1中滑靴b尺寸。

2、挡圈内球面的加工：

仿形法研磨薄壁内球面，可消除因夹紧力而产生的变形，保证加工后挡圈内球面良好的尺寸精度及球面轮廓度。如图4所示，设计挡圈研磨器，该挡圈研磨器采用仿形法对挡圈内表面进行相应的研磨处理。该挡圈研磨器两弦位置(如图4尺寸1.73和3.69位置处)应为挡圈摆动至最大位置处，且挡圈研磨器的球面不得伸出挡圈内球面。参见图5，该挡圈研磨器为开口研磨器，与研磨芯棒配合使用可实现修正后重复利用。由于仿形法加工效率较差，可先保证图1中挡圈a尺寸后修正研磨器再保证挡圈内球面轮廓度。

3、柱塞外球面的加工：

展成法加工带槽柱塞外球面，加工时主轴转速及研磨器转速不宜太高，避免因主轴或气钻跳动造成柱塞外球面椭圆。参见图6，设计柱塞研磨器，柱塞研磨器是采用展成法对柱塞外表面进行相应的研磨处理。该柱塞研磨器外径应略大于柱塞外球面单侧球面宽度(图6中尺寸9.5处)，避免加工时柱塞外球面带槽侧加工过量，造成球心偏移。为保证加工效率和柱塞外球面轮廓度，该柱塞研磨器内孔直径应小于外径的1/2(图6中尺寸4处)。

4、带挡圈的柱塞组件选配：

1)选配前先将加工后的柱塞外球面和滑靴内球面按尺寸进行分组(表1)，避免重复无效选配过程。

2)按组别(表1)由大至小进行着色检查，即将柱塞外球面上均匀涂抹普鲁士蓝着色剂，着色对应组别滑靴内球面，保证径向间隙要求。

3)若相对应组别柱塞外球面与滑靴或挡圈内球面着色不能满足径向间隙要求，则将柱塞修研至下一组别，并进行着色检查保证径向间隙要求。

4)分别测量选配后的滑靴b尺寸(图1中尺寸b)并记录。

5)按滑靴内球面的b尺寸选配加工挡圈a尺寸，保证每组挡圈和滑靴的a+b值相差不大于0.01，且柱塞外球面和挡圈内球面着色满足径向间隙要求。

6)选配完成后分别对柱塞外球面和滑靴内球面、挡圈内球面进行抛光，消除着色过程对零件产生的划痕并保证粗糙度要求。

表1

组别	Ⅰ组	Ⅱ组	Ⅲ组	Ⅳ组
					滑靴	11.030-11.035	11.035-11.040	11.040-11.045	11.045-11.050
挡圈	11.030-11.035	11.035-11.040	11.040-11.045	11.045-11.050
					柱塞	11.025-11.030	11.030-11.035	11.035-11.040	11.040-11.045

本发明很好的解决了滑靴、挡圈内球面球心位置(即图1中尺寸a、b)和球径尺寸难以兼顾的问题，并很好的提升了滑靴的加工效率、减少挡圈研磨器的浪费问题。同时合理的选配工艺方法，能够有效地提高收口后柱塞组件各项技术要求，零件合格率达到100％。至此本发明方法加工稳定可靠，且降低了对技能工人的技术水平要求，提升效率减少浪费，已适用于批量生产加工过程。

Claims (5)

1.一种带挡圈的柱塞组件的选配方法，其特征在于：所述带挡圈的柱塞组件的选配方法包括以下步骤：

1)制备滑靴、挡圈以及柱塞；

2)加工滑靴内球面并对滑靴内球面的尺寸进行测量；

3)根据测量尺寸对滑靴进行分组；

4)根据滑靴的分组情况加工柱塞外球面，并根据柱塞外球面的尺寸进行分组；

5)用柱塞外球面着色选配滑靴内球面；

6)根据选配后滑靴的b尺寸选配加工挡圈内球面，确保每组挡圈和滑靴的a+b值满足要求且每组差值不大于0.01；所述a是挡圈的内球面球心与止靠面T面的偏移位置尺寸；b是滑靴的内球面球心与止靠面T面的偏移位置尺寸；

7)对柱塞外球面、滑靴内球面以及挡圈内球面进行抛光，完成选配。

2.根据权利要求1所述的带挡圈的柱塞组件的选配方法，其特征在于：所述步骤2)的具体实现方式是：

2.1)制备滑靴研具以及滑靴研磨器；所述滑靴研具包括研具球头以及与研具球头相连的连杆；所述研具球头整体呈半球体结构，所述半球体结构的下边缘略大于半球面；所述滑靴研磨器包括研磨器头以及与研磨器头相连的研磨器杆；所述研磨器头整体呈半球体结构，所述半球体结构的下边缘略小于滑靴摆动至最大角度时球面边缘的位置；

2.2)基于滑靴研具采用展成法对滑靴内球面进行研磨；

2.3)基于滑靴研磨器采用仿形法对步骤2.2)制备得到的滑靴的内球面进行研磨。

3.根据权利要求2所述的带挡圈的柱塞组件的选配方法，其特征在于：所述步骤4)的具体实现方式是：

4.1)制备柱塞研磨器，所述柱塞研磨器包括底座，所述底座的上表面设置有弧状凹槽，所述底座上沿底座的轴向设置有与弧状凹槽相贯通的沉孔；所述弧状凹槽的外径略大于柱塞外球面单侧球面宽度；所述沉孔的内径小于弧状凹槽的外径的1/2；

4.2)基于柱塞研磨器采用展成法加工带槽柱塞外球面。

4.根据权利要求3所述的带挡圈的柱塞组件的选配方法，其特征在于：所述步骤5)的具体实现方式是：将柱塞外球面上均匀涂抹普鲁士蓝着色剂，着色对应滑靴内球面，进行选配。

5.根据权利要求4所述的带挡圈的柱塞组件的选配方法，其特征在于：所述步骤6)的具体实现方式是：

6.1)制备挡圈研磨器，所述挡圈研磨器包括研磨芯棒以及设置在研磨芯棒端部的开口研磨器，所述开口研磨器的外表面呈鼓形；所述开口研磨器沿研磨芯棒的轴向开设有轴向缺口；

6.2)基于步骤6.1)制备得到的挡圈研磨器采用仿形法挡圈内表面进行研磨。