CN203570708U - 一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器 - Google Patents
一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于蓄能器领域，具体涉及一种内表面强化钛合金活塞式液压蓄能器。目的是在不牺牲产品性能的条件下进行减重，以适用于航空航天领域以及其它对重量有苛刻要求的液压系统。该蓄能器包括蓄能器壳体以及位于蓄能器壳体内的液压油腔和气腔，液压油腔与液压系统的高压油液管路相连，液压油腔和气腔之间置有圆柱式的蓄能器活塞；蓄能器壳体内表面是一个圆柱面，蓄能器活塞上有环形密封槽，环形密封槽上有密封圈，密封圈直接与蓄能器壳体内表面结合；蓄能器壳体采用钛合金材料。该蓄能器可实现典型工况条件下蓄能器内活塞工作10万次，达到同等合金碳钢同类活塞式液压蓄能器的使用寿命，且显著减重，典型减重比可达30%。
Description
技术领域
本发明属于蓄能器领域，具体涉及一种内表面强化钛合金活塞式液压蓄能器，适用于航空航天领域以及其它对重量有苛刻要求的液压系统中。
背景技术
在传统的运载火箭液压系统中，活塞式蓄能器应用广泛，壳体材料多采用合金碳钢，其特点是制造简单，重量较大，不适合应用于上面级运载火箭等对重量有苛刻要求的液压系统中。我国长征三号甲系列运载火箭三子级采用球形钛合金胶囊式液压蓄能器，其特点是重量较轻，制造难度较大，成本也较高。因此，亟需一种既可以满足液压系统减重的要求，也相对容易制造的蓄能器。
发明内容
本发明的目的是提供一种内表面强化钛合金活塞式液压蓄能器，以达到在不牺牲产品性能的条件下减重的目的，适用于航空航天领域以及其它对重量有苛刻要求的液压系统。
本发明所采用的技术方案是：
一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，包括蓄能器壳体以及位于蓄能器壳体内的液压油腔和气腔，液压油腔与液压系统的高压油液管路相连，液压油腔和气腔之间置有圆柱式的蓄能器活塞；蓄能器壳体内表面是一个圆柱面，蓄能器活塞上有环形密封槽，环形密封槽上有密封圈，密封圈直接与蓄能器壳体内表面结合；所述蓄能器壳体采用钛合金材料。
如上所述的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，其中：所述蓄能器壳体内表面进行表面强化处理，内表面硬度高于或等于700HV，表面粗糙度优于Ra0.4μm，涂层厚度为0.005～0.020mm。
如上所述的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，其中：所述密封圈为直线往复运动组合式密封，或“X”圈型密封圈。
如上所述的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，其中：所述蓄能器壳体采用TC4钛合金锻件。
如上所述的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，其中：所述蓄能器壳体内表面进行的表面强化处理采用微弧氧化法。
本发明的有益效果是：
本发明提供的蓄能器的壳体采用钛合金材料，由于壳体是蓄能器重量的主要贡献者，而钛合金材料在强度相近的情况下密度只有合金碳钢的60%左右，因此采用钛合金可以显著降低重量。
活塞式蓄能器内表面与活塞之间是一个摩擦副，而钛合金材料本身耐磨性差，摩擦系数高，对粘着磨损和微动磨损异常敏感，其表面容易划伤、啮合、咬死，工作较长时间后，易发生油液和气体的泄漏，因而使用寿命有限。在内表面采用强化处理后，提高了表层硬度，从而提高耐磨性和使用寿命。
本发明提供的蓄能器可实现典型工况条件下蓄能器内活塞工作10万次，达到同等合金碳钢同类活塞式液压蓄能器的使用寿命，且显著减重，典型减重比可达30%。
附图说明
图1为本发明提供的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器的结构图；
图2内表面强化层形貌；
图中，1.蓄能器壳体，2.蓄能器活塞，3.密封圈，4.表面强化层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器进行介绍：
如图1所示，蓄能器是活塞式蓄能器，A腔是液压油腔，B腔是气腔。A腔与液压系统的高压油液管路相连，图中只给出一种螺钉连接的设计，也可以有其它通用连接设计。蓄能器壳体内表面是一个圆柱面，内有圆柱式活塞，活塞上有环形密封槽，其上有密封圈，图示活塞只是最基本设计，为满足其它目的，还可具备其它内部结构。密封圈直接与蓄能器壳体内表面结合。密封设计推荐采用直线往复运动组合式密封，也可以采用“X”圈等密封形式。
蓄能器壳体采用钛合金材料，推荐采用TC4钛合金锻件。钛合金壳体内表面进行表面强化处理，内表面硬度不低于700HV，表面粗糙度优于Ra0.4μm，涂层厚度0.005～0.020mm。内表面强化工艺推荐采用微弧氧化。
蓄能器工作原理与常规活塞式蓄能器相同。不工作时，A腔和B腔的压力平衡，活塞静止。当液压系统需要提供较大流量时，A腔的油液压力下降，活塞在B腔的气压作用下向图示的左向运动，蓄能器随之输出油液。当液压系统需要的流量减小时，油液返回蓄能器，迫使活塞向图示的右向运动，B腔压力也随之升高，直至A腔和B腔压力相等回到平衡状态。
Claims (5)
1.一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，包括蓄能器壳体（1）以及位于蓄能器壳体（1）内的液压油腔和气腔，液压油腔与液压系统的高压油液管路相连，液压油腔和气腔之间置有圆柱式的蓄能器活塞（2）；蓄能器壳体（1）内表面是一个圆柱面，蓄能器活塞（2）上有环形密封槽，环形密封槽上有密封圈（3），密封圈（3）直接与蓄能器壳体（1）内表面结合；所述蓄能器壳体（1）采用钛合金材料。
2.如权利要求1所述的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，其特征在于：所述蓄能器壳体（1）内表面进行表面强化处理，内表面硬度高于或等于700HV，表面粗糙度优于Ra0.4μm，涂层厚度为0.005～0.020mm。
3.如权利要求1或2所述的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，其特征在于：所述密封圈（3）为直线往复运动组合式密封，或“X”圈型密封圈。
4.如权利要求1或2所述的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，其特征在于：所述蓄能器壳体（1）采用TC4钛合金锻件。
5.如权利要求1或2所述的一种内表面强化钛合金液压活塞式蓄能器，其特征在于：所述蓄能器壳体（1）内表面进行的表面强化处理采用微弧氧化法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107532616A (zh) * | 2015-04-28 | 2018-01-02 | 贺德克技术有限公司 | 液压蓄能器 |
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