CN216241131U - 一种用于轴向柱塞泵的柱塞及轴向柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于轴向柱塞泵的柱塞及轴向柱塞泵，所述的柱塞包括：柱塞头；及柱塞柱体，与所述柱塞头一体连接；所述的柱塞柱体包括柱体本部、第一倾斜配合部和第二倾斜配合部，所述的柱体本部呈柱状结构，所述的第一倾斜配合部设置在柱体本部的一端，所述第二倾斜配合部设置爱柱体本部的另一端，所述的第二倾斜配合部与所述柱塞头一体连接；所述第一倾斜配合部的外周壁的内径由远离柱塞头端向靠近柱塞头端逐渐增大，形成第一倾斜配合面，所述第二倾斜配合部的外周壁的内径由靠近柱塞头端向远离柱塞头端逐渐增大，形成第二倾斜配合面。本实用新型的柱塞在斜盘推力的作用下发生倾斜时，可增加与衬套的接触面积有效减小对衬套的磨损。

Description

一种用于轴向柱塞泵的柱塞及轴向柱塞泵

技术领域

本实用新型涉及轴向柱塞泵技术领域，具体的涉及一种用于轴向柱塞泵的柱塞及轴向柱塞泵。

背景技术

液压泵是液压系统中的动力原件，它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能，供液压系统使用。轴向柱塞泵是液压泵的一种，广泛应用于军用车辆和工程机械中，由于其具有压力等级高、容积效率高、流量调节简单等优点，轴向柱塞泵也是高速高压化液压泵的主要形式之一。轴向柱塞泵中有三大摩擦副，分别为滑靴副、柱塞副和配流副。三大摩擦副的磨损失效是轴向柱塞泵的主要失效形式。在高速高压的工作条件下，各摩擦副就更容易磨损，特别的，对于柱塞副，由于柱塞总是受到来自斜盘的支撑力，柱塞在缸体中总是处于一种倾斜姿态，润滑条件更为恶劣。柱塞副的摩擦力与泄漏量对柱塞泵的性能有很大的影响。

正常装配状态下，如图1所示圆柱柱塞100’与衬套200’的配合形式，为了便于柱塞100’与缸体的装配，柱塞100’与衬套200’之间往往是间隙配合。在工作过程中，该柱塞副间隙充满液压油液形成油膜，该油膜能够起到润滑、密封以及承载的作用。但是，柱塞100’会受到斜盘的推力，引起柱塞100’的倾斜。在较大的斜向推力下，柱塞100’可能会与衬套200’发生接触，圆柱柱塞100’与衬套200’的接触形式如图2所示,其中区域A是柱塞100’与衬套200’的接触区域，在柱塞100’的运动过程中会导致该区域A磨损。磨损后的柱塞副泄漏量和摩擦损耗增加；而且由于柱塞100’的材料相比较于衬套200’比较硬，在柱塞泵的使用过程中，衬套会受到持续的磨损，甚至会引起柱塞副的磨损失效。有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种用于轴向柱塞泵的柱塞及轴向柱塞泵，使得柱塞在运动过程中能够受到更小的摩擦力，减轻柱塞副的磨损，提高柱塞泵的使用性能以及使用寿命。具体技术方案如下：

本实用新型提供了一种用于轴向柱塞泵的柱塞，包括：

柱塞头；

及柱塞柱体，与所述柱塞头一体连接；

所述的柱塞柱体包括柱体本部、第一倾斜配合部和第二倾斜配合部，所述的柱体本部呈柱状结构，所述的第一倾斜配合部设置在柱体本部的一端，所述第二倾斜配合部设置爱柱体本部的另一端，所述的第二倾斜配合部与所述柱塞头一体连接；

所述第一倾斜配合部的外周壁的内径由远离柱塞头端向靠近柱塞头端逐渐增大，形成第一倾斜配合面，所述第二倾斜配合部的外周壁的内径由靠近柱塞头端向远离柱塞头端逐渐增大，形成第二倾斜配合面。

作为本实用新型可选的实施方式，所述的柱体本部为圆柱体结构，所述的第一倾斜配合部、第二倾斜配合部均为圆台结构，第一倾斜配合部的大端一体连接所述柱体本部的一端，第二倾斜配合部的大端一体连接所述柱体本部的另一端，第二倾斜配合部的小端一体连接所述的柱塞头。

作为本实用新型可选的实施方式，所述的柱塞头包括头部和连接部，所述连接部的一端一体连接所述头部，另一端一体连接所述第二倾斜配合部的小端。

作为本实用新型可选的实施方式，所述第一倾斜配合部、第二倾斜配合部分别与所述柱体本部之间平滑过渡连接。

作为本实用新型可选的实施方式，所述柱体本部的中心轴线水平设置，所述第一倾斜配合部具有第一水平长度L1，第一竖直高度差C1，所述第二倾斜配合部具有第二水平长度L2，第二竖直高度差C2；所述第一倾斜配合部与第二倾斜配合部满足尺寸关系：C1/L1＝C2/L2。

本实用新型同时提供一种轴向柱塞泵，包括衬套及上述任意一种实施方式所述的柱塞，所述的柱塞贯穿所述衬套，所述的柱塞柱体位于所述衬套内，柱塞在斜盘推力的作用下发生倾斜时，所述的第一倾斜配合部和第二倾斜配合部在柱塞发生倾斜时分别与衬套的内壁面相贴合。

作为本实用新型可选的实施方式，所述柱塞与衬套之间的平均间隙为C，所述衬套的整体轴向长度为Lb，所述第一倾斜配合部与第二倾斜配合部满足尺寸关系：2C/Lb＝C1/L1＝C2/L2。

作为本实用新型可选的实施方式，所述第一倾斜配合部的第一竖直高度差 C1与柱塞与衬套之间的平均间隙C之间的关系为：C1＝(1/3～1/2)C；所述第二倾斜配合部的第一竖直高度差C2与柱塞与衬套之间的平均间隙C之间的关系为：C2＝(1/3～1/2)C。

作为本实用新型可选的实施方式，所述第一倾斜配合部的第一水平长度L1 与衬套的整体轴向长度Lb之间的关系为：L1＝(1/6～1/4)Lb；所述第二倾斜配合部的第二水平长度L2与衬套的整体轴向长度Lb之间的关系为：L2＝(1/6～ 1/4)Lb。

作为本实用新型可选的实施方式，所述衬套与柱塞之间的间隙充满液压油形成油膜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型的柱塞通过第一倾斜配合部和第二倾斜配合部分别形成第一倾斜配合面和第二倾斜配合面，在与衬套装配后的运行过程中，柱塞在斜盘推力的作用下发生倾斜时，第一倾斜配合面和第二倾斜配合面可分别与衬套内壁面之间贴合，这时柱塞与衬套的接触面积增加，可以有效地减小柱塞对衬套的磨损。另外，本实用新型的柱塞的第一倾斜配合面和第二倾斜配合面更有利于油膜分布于第一倾斜配合面与衬套之间、第二倾斜配合面与衬套之间，油膜被挤压的区域变大，可以有效的提高油膜的承载能力。

附图说明：

图1背景技术中圆柱柱塞与衬套的装配方式示意图；

图2背景技术中圆柱柱塞在受到斜盘推力作用下发生倾斜后与衬套的配合方式示意图；

图3本实用新型的轴向柱塞泵的结构示意图；

图4本实用新型的柱塞的结构示意图。

附图中的标号说明：100-柱塞100’-圆柱柱塞101-第二倾斜配合部 102-第一倾斜配合部103-头部104-连接部105-柱体本部200、200’-衬套。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的部分实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

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定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图3至图4所示，本实施例提供一种用于轴向柱塞泵的柱塞100，包括：

柱塞头；

及柱塞柱体，与所述柱塞头一体连接；

所述的柱塞柱体包括柱体本部105、第一倾斜配合部102和第二倾斜配合部 101，所述的柱体本部105呈柱状结构，所述的第一倾斜配合部102设置在柱体本部的一端，所述第二倾斜配合部101设置爱柱体本部的另一端，所述的第二倾斜配合部101与所述柱塞头一体连接；

所述第一倾斜配合部102的外周壁的内径由远离柱塞头端向靠近柱塞头端逐渐增大，形成第一倾斜配合面B，所述第二倾斜配合部101的外周壁的内径由靠近柱塞头端向远离柱塞头端逐渐增大，形成第二倾斜配合面C。

本实施例的柱塞100通过第一倾斜配合部102和第二倾斜配合部101分别形成第一倾斜配合面B和第二倾斜配合面C，在与衬套装配后的运行过程中，柱塞在斜盘推力的作用下发生倾斜时，第一倾斜配合面B和第二倾斜配合面C可分别与衬套内壁面之间贴合，这时柱塞与衬套的接触面积增加，可以有效地减小柱塞对衬套的磨损。另外，第一倾斜配合面B和第二倾斜配合面C更有利于油膜分布于第一倾斜配合面B与衬套之间、第二倾斜配合面C与衬套之间，油膜被挤压的区域变大，可以有效的提高油膜的承载能力。

作为本实施例的可选实施方式，所述的柱体本部105为圆柱体结构，所述的第一倾斜配合部102、第二倾斜配合部101均为圆台结构，第一倾斜配合部 102的大端一体连接所述柱体本部105的一端，第二倾斜配合部101的大端一体连接所述柱体本部105的另一端，第二倾斜配合部101的小端一体连接所述的柱塞头。

本实施例的柱塞100与传统的圆柱形柱塞不同，根据柱塞的受力特点针对柱塞100的结构进行重新设计，柱体本部105整体呈圆柱体结构确保与衬套的装配方式不变，第一倾斜配合部102与第二倾斜配合部101根据与衬套间的相互作用方式分别设计为圆台结构，形成可与衬套配合的第一倾斜配合面B和第二倾斜配合面C。

作为本实施例的可选实施方式，所述的柱塞头包括头部103和连接部104，所述连接部104的一端一体连接所述头部103，另一端一体连接所述第二倾斜配合部101的小端，且第二倾斜配合部与连接部104之间平滑过渡连接，避免出现应力集中区。具体地，所述的第二倾斜配合部101与连接部104之间具有倒圆角结构。

具体地，本实施例的头部103为圆球状结构，连接部104的中部缩径两端放大，连接部104的两端放大端分别与头部103、第二倾斜配合部101之间一体连接。

作为本实施例的可选实施方式，所述第一倾斜配合部102、第二倾斜配合部 101分别与所述柱体本部105之间平滑过渡连接。具体地，所述第一倾斜配合部 102、第二倾斜配合部101分别与所述柱体本部105之间具有倒圆角结构。

具体地，所述柱体本部的中心轴线水平设置，所述第一倾斜配合部具有第一水平长度L1，第一竖直高度差C1，所述第二倾斜配合部具有第二水平长度L2，第二竖直高度差C2；所述第一倾斜配合部与第二倾斜配合部满足尺寸关系： C1/L1＝C2/L2。这样，柱塞在斜盘推力的作用下发生倾斜时，可以形成有足够的第一倾斜配合面B和第二倾斜配合面C与衬套内壁面保持贴合。

本实施例同时提供一种轴向柱塞泵，包括衬套200及所述的柱塞100，所述的柱塞100贯穿所述衬套200，所述的柱塞柱体位于所述衬套200内，柱塞100 在斜盘推力的作用下发生倾斜时，所述的第一倾斜配合部102和第二倾斜配合部101在柱塞100发生倾斜时分别与衬套200的内壁面相贴合。

具体地，本实施例，所述柱塞100与衬套200之间的平均间隙为C，所述衬套200的整体轴向长度为Lb，所述第一倾斜配合部102与第二倾斜配合部101 满足尺寸关系：2C/Lb＝C1/L1＝C2/L2。

本实施例所述第一倾斜配合部102的第一竖直高度差C1与柱塞100与衬套 200之间的平均间隙C之间的关系为：C1＝(1/3～1/2)C；所述第二倾斜配合部 101的第一竖直高度差C2与柱塞100与衬套200之间的平均间隙C之间的关系为：C2＝(1/3～1/2)C。

本实施例所述第一倾斜配合部102的第一水平长度L1与衬套200的整体轴向长度Lb之间的关系为：L1＝(1/6～1/4)Lb；所述第二倾斜配合部101的第二水平长度L2与衬套200的整体轴向长度Lb之间的关系为：L2＝(1/6～1/4) Lb。

本实施例所述衬套200与柱塞100之间的间隙充满液压油形成油膜。

本实用新型涉及一种用于轴向柱塞泵/马达的新型柱塞；在柱塞副中为了保证柱塞在运动的过程中有良好的润滑，柱塞与其相配合的衬套之间有一定的间隙，又由于柱塞受到来自斜盘的推力，柱塞在缸体孔中处于一种倾斜的姿态。传统的柱塞往往是圆柱形的，这样就会使得柱塞与衬套的接触面积较小，在柱塞泵的使用初期，衬套会发生较大的磨损，会造成柱塞副的泄漏量增大，进而使得柱塞泵的效率降低。本实用新型改变柱塞的形状，当柱塞倾斜时，使得柱塞与衬套之间的接触面积变大，这样就能有效的减少磨损，一定程度上改善柱塞泵的使用性能。

以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但本实用新型不局限于上述具体实施方式，因此任何对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于轴向柱塞泵的柱塞，其特征在于，包括：

柱塞头；

及柱塞柱体，与所述柱塞头一体连接；

所述的柱塞柱体包括柱体本部、第一倾斜配合部和第二倾斜配合部，所述的柱体本部呈柱状结构，所述的第一倾斜配合部设置在柱体本部的一端，所述第二倾斜配合部设置爱柱体本部的另一端，所述的第二倾斜配合部与所述柱塞头一体连接；

所述第一倾斜配合部的外周壁的内径由远离柱塞头端向靠近柱塞头端逐渐增大，形成第一倾斜配合面，所述第二倾斜配合部的外周壁的内径由靠近柱塞头端向远离柱塞头端逐渐增大，形成第二倾斜配合面。

2.根据权利要求1所述的一种用于轴向柱塞泵的柱塞，其特征在于，所述的柱体本部为圆柱体结构，所述的第一倾斜配合部、第二倾斜配合部均为圆台结构，第一倾斜配合部的大端一体连接所述柱体本部的一端，第二倾斜配合部的大端一体连接所述柱体本部的另一端，第二倾斜配合部的小端一体连接所述的柱塞头。

3.根据权利要求2所述的一种用于轴向柱塞泵的柱塞，其特征在于，所述的柱塞头包括头部和连接部，所述连接部的一端一体连接所述头部，另一端一体连接所述第二倾斜配合部的小端。

4.根据权利要求1所述的一种用于轴向柱塞泵的柱塞，其特征在于，所述第一倾斜配合部、第二倾斜配合部分别与所述柱体本部之间平滑过渡连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于轴向柱塞泵的柱塞，其特征在于，所述柱体本部的中心轴线水平设置，所述第一倾斜配合部具有第一水平长度L1，第一竖直高度差C1，所述第二倾斜配合部具有第二水平长度L2，第二竖直高度差C2；所述第一倾斜配合部与第二倾斜配合部满足尺寸关系：C1/L1＝C2/L2。

6.一种轴向柱塞泵，其特征在于，包括衬套及如权利要求1-5任意一项所述的柱塞，所述的柱塞贯穿所述衬套，所述的柱塞柱体位于所述衬套内，柱塞在斜盘推力的作用下发生倾斜时，所述的第一倾斜配合部和第二倾斜配合部在柱塞发生倾斜时分别与衬套的内壁面相贴合。

7.根据权利要求6所述的一种轴向柱塞泵，其特征在于，所述柱塞与衬套之间的平均间隙为C，所述衬套的整体轴向长度为Lb，所述第一倾斜配合部与第二倾斜配合部满足尺寸关系：2C/Lb＝C1/L1＝C2/L2。

8.根据权利要求7所述的一种轴向柱塞泵，其特征在于，所述第一倾斜配合部的第一竖直高度差C1与柱塞与衬套之间的平均间隙C之间的关系为：C1＝(1/3～1/2)C；所述第二倾斜配合部的第一竖直高度差C2与柱塞与衬套之间的平均间隙C之间的关系为：C2＝(1/3～1/2)C。

9.根据权利要求7所述的一种轴向柱塞泵，其特征在于，所述第一倾斜配合部的第一水平长度L1与衬套的整体轴向长度Lb之间的关系为：L1＝(1/6～1/4)Lb；所述第二倾斜配合部的第二水平长度L2与衬套的整体轴向长度Lb之间的关系为：L2＝(1/6～1/4)Lb。

10.根据权利要求6所述的一种轴向柱塞泵，其特征在于，所述衬套与柱塞之间的间隙充满液压油形成油膜。

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