CN217354622U

CN217354622U - 柱塞式液压泵或液压马达

Info

Publication number: CN217354622U
Application number: CN202221294649.5U
Authority: CN
Inventors: 刘政敏; 卫冬; 王海涛; 单会波; 刘海龙; 刘郁
Original assignee: Bosch Rexroth Beijing Hydraulic Co Ltd
Current assignee: Bosch Rexroth Beijing Hydraulic Co Ltd
Priority date: 2022-05-26
Filing date: 2022-05-26
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2032-05-26

Abstract

本公开提供了一种柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述柱塞式液压泵或液压马达包括：缸体，所述缸体具有1个或多个柱塞孔，所述柱塞孔的内表面形成有润滑纹路，所述润滑纹路具有多个波峰和波谷，在至少一部分所述润滑纹路中，所述波峰的顶部是平坦的，并且所述波峰的高度比所述波谷的深度平均小约5％至约50％；以及柱塞，所述柱塞被设置为在所述柱塞孔中往复运动。在根据本公开的柱塞式液压泵或液压马达中，柱塞孔既具有降低的表面粗糙度，又保持适当的润滑纹路以容纳适量的润滑油，从而有利地降低柱塞磨损，改善液压泵和液压马达的容积效率、机械效率和工作压力，以及延长其使用寿命。

Description

柱塞式液压泵或液压马达

技术领域

本公开涉及一种柱塞式液压泵或液压马达。

背景技术

液压泵或液压马达的类型较多。按照结构及运动方式的不同，液压泵或液压马达分为齿轮式、叶片式、柱塞式、螺杆式等类型。在柱塞式液压泵或液压马达中，柱塞在缸体的柱塞孔中做高速往复运动。

通常通过以下3种切削方法加工柱塞式液压泵或液压马达的柱塞孔：

镗孔：用旋转镗刀扩大已钻出的孔的孔径，以降低孔表面的粗糙度；

铰孔：用铰刀从孔壁切除微量材料，以提高其尺寸精度和表面粗糙度；

珩磨：利用珩磨刀具相对于孔表面作旋转和直线往复运动，切除孔壁极其微量的材料，对孔壁精加工，改善孔表面的纹理，从而达到期望的精度和粗糙度。珩磨加工包括粗珩磨、半精珩磨和精珩磨。

然而，柱塞孔的这些现有的切削加工方法均存在一些缺陷。例如，镗孔或铰孔加工会在柱塞孔的表面产生尖锐的波峰，从而导致柱塞磨损。粗珩磨和半精珩磨存在与镗孔或铰孔类似的问题。精珩磨可以减少柱塞孔表面尖锐的波峰，但是柱塞孔表面太过光滑，由此带来的问题是，分布在柱塞孔表面的加工纹路太细小，不能容纳足够的润滑油，从而导致柱塞磨损。

在柱塞式液压泵或液压马达中，缸体与柱塞之间的摩擦和它们的磨损情况直接影响液压泵或液压马达的容积效率、机械效率、工作压力以及使用寿命。因此，需要优化柱塞式液压泵和液压马达，以减小缸体与柱塞之间的摩擦。

实用新型内容

本公开的目的在于提供一种柱塞式液压泵或液压马达，其能够解决上面提到的现有技术中与缸体和柱塞之间摩擦相关的问题。

为了实现该目的，本公开提供了一种柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述柱塞式液压泵或液压马达包括：

缸体，所述缸体具有1个或多个柱塞孔，所述柱塞孔的内表面形成有润滑纹路，所述润滑纹路具有多个波峰和波谷，在至少一部分所述润滑纹路中，所述波峰的顶部是平坦的，并且所述波峰的高度比所述波谷的深度平均小约5％至约50％；以及

柱塞，所述柱塞被设置为在所述柱塞孔中往复运动。

根据一种实施方式，所述柱塞式液压泵或液压马达是斜轴式轴向柱塞式液压泵或液压马达，或者是斜盘式轴向柱塞式液压泵或液压马达。

根据一种实施方式，在至少一部分所述柱塞孔中，内表面的表面粗糙度为Ra 1.6。

根据一种实施方式，所述润滑纹路具有经由切削加工形成的波谷和经由所述切削加工和压力加工形成的波峰。

根据一种实施方式，所述润滑纹路具有经由选自镗孔、铰孔和珩磨中的一种、两种或三种的切削加工形成的波谷，和经由所述切削加工和选自滚压或抛光的压力加工形成的波峰。

根据一种实施方式，所述缸体具有多个柱塞孔，所述多个柱塞孔中的一部分或者全部为经过滚压处理的柱塞孔。

根据一种实施方式，所述缸体具有在部分或整个孔长度范围内经过滚压处理的1个或多个柱塞孔。

根据一种实施方式，所述缸体具有多个柱塞孔，所述柱塞孔中的一部分为在整个孔长度范围内经过滚压处理的柱塞孔，并且另外的柱塞孔为不进行滚压处理的柱塞孔。

根据一种实施方式，所述缸体具有多个柱塞孔，所述柱塞孔中的一部分为在整个孔长度范围内经过滚压处理的柱塞孔，并且另外的柱塞孔为在部分长度范围内经过滚压处理的柱塞孔。

根据一种实施方式，所述缸体具有多个柱塞孔，所述柱塞孔中的一部分为在部分长度范围内经过滚压处理的柱塞孔，并且另外的柱塞孔为不进行滚压处理的柱塞孔。

根据本公开，通过采用切削加工与压力加工的组合，得到的柱塞孔表面的波峰尖锐度降低，柱塞孔的表面粗糙度降低，柱塞磨损减小，延长了液压泵和液压马达的寿命。同时，在柱塞孔表面保持适当的润滑纹路以容纳润滑油，有助于柱塞润滑，使柱塞在柱塞孔内的往复运动更加顺畅，也有助于降低柱塞磨损，延长液压泵和液压马达的寿命。而且，根据本公开的柱塞孔实现了期望的粗糙度，不再需要精珩磨。特别地，在根据本公开的柱塞式液压泵或液压马达中，可以低成本的加工工艺得到具有满足严苛要求的润滑纹路的柱塞孔，这在工业上代表着显著的优点。

附图说明

从后面的详细描述，本公开的另外的特征和优点将变得显而易见，结合附图，一起以示例的方式解释说明所述技术的特征。

图1(a)示出了根据本公开的斜盘式轴向柱塞式液压泵或液压马达。

图1(b)示出了根据本公开的斜轴式轴向柱塞式液压泵或液压马达。

图2示出了根据本公开的柱塞式液压泵或液压马达的缸体。

图3(a)示出了现有技术的经镗孔后的柱塞孔的表面纹路。

图3(b)示出了根据本公开的经镗孔和滚压后的柱塞孔的表面纹路。

图4(a)示出了现有技术的经铰孔后的柱塞孔的表面纹路。

图4(b)示出了根据本公开的经铰孔和滚压后的柱塞孔的表面纹路。

图5(a)示出了现有技术的经半精珩磨后的柱塞孔的表面纹路。

图5(b)示出了根据本公开的经半精珩磨和滚压后的柱塞孔的表面纹路。

图6示出了现有技术的经精珩磨后的柱塞孔的表面纹路。

图7示出了根据本公开的一个实施方案的柱塞孔的表面纹路。

具体实施方式

下面参照附图描述本公开的示意性实施方式。

图1(a)示出了根据本公开的斜盘式轴向柱塞式液压泵200或液压马达200的局部剖视图。在斜盘式轴向柱塞式液压泵200或液压马达200中，驱动轴4的中心线与缸体3的中心轴线O重合。斜盘1与垂直于驱动轴4的方向X倾斜成α角。柱塞2压紧在斜盘1上。随着驱动轴4沿箭头6的方向旋转，柱塞2在缸体3的柱塞孔内做往复运动，完成吸油和压油过程，并通过配流盘5上的腰形孔(图中未示出)进油和排油。

图1(b)示出了根据本公开的斜轴式轴向柱塞式液压泵300或液压马达300的局部剖视图。驱动轴10的中心线X与缸体30的中心轴线O成α角。当原动机(图中未示出)带动斜轴式轴向柱塞式液压泵300或液压马达300的驱动轴10沿箭头50的方向旋转时，由连杆70-柱塞20副交替“拨动”缸体30沿箭头60的方向在配流盘40上做滑动旋转。当缸体30旋转时，柱塞20在缸体30的柱塞孔内做往复运动，完成吸油和压油过程，并通过配流盘40上的腰形孔(图中未示出)进油和排油。

如图2所示，根据本公开的液压泵或液压马达的缸体100为筒状结构。缸体具有7个沿轴向延伸的柱塞孔。1个柱塞孔10位于轴心位置，其余6个柱塞孔(11,12等)沿轴向同心间隔对称分布。柱塞孔的数量可以根据需要变化，例如，柱塞孔的数量可以为1个或多个，例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个。在缸体具有多个柱塞孔时，柱塞孔对称分布或不对称分布，优选对称分布，更优选沿轴向同心间隔对称分布。在沿轴向同心间隔对称分布多个柱塞孔时，轴心位置可以设置1个柱塞孔，也可以不设置柱塞孔。对柱塞孔的形状没有特别限制，例如可以为圆形或椭圆形。

柱塞孔经由选自镗孔、铰孔和珩磨中的一种、两种或三种的切削加工形成。珩磨加工包括粗珩磨和半精珩磨。根据本公开，不需要采用精珩磨。根据对孔质量要求的不同，镗孔、铰孔和珩磨均可单独作为柱塞孔的切削加工，也可以采用它们中任意两种的组合或三种的组合。当组合使用镗孔、铰孔和珩磨中的任意两种或三种时，按照镗孔(如果有的话)、铰孔(如果有的话)、珩磨(如果有的话)的顺序依次进行这些切削加工。在优选实施方案中，当组合使用多种切削加工时，每种切削加工只进行一次，不需要重复进行。在组合使用多种切削加工时，可以在所有切削加工完成后总体进行一次压力加工，也可以在任一切削加工后进行一次压力加工，还可以在每次切削加工后均进行一次压力加工。压力加工选自滚压或抛光，优选滚压。

在柱塞孔的内表面形成有润滑纹路(图中未示出)。润滑纹路主要用于容纳润滑油，有助于柱塞润滑，使柱塞在柱塞孔内的往复运动更加顺畅，也有助于降低柱塞磨损，延长液压泵和液压马达的寿命。在经由镗孔和/或铰孔形成的柱塞孔中，润滑纹路螺旋状延伸。在经由珩磨形成的柱塞孔中，润滑纹路的形状相对比较紊乱。润滑纹路具有多个波峰和波谷。波谷经由选自镗孔、铰孔和珩磨中的一种、两种或三种的切削加工形成。所述切削加工同时也初步形成(粗)波峰，(粗)波峰随后经由选自滚压或抛光，优选滚压的压力加工来降低波峰高度和波峰尖锐度，从而得到最终的润滑纹路。优选地，至少一部分润滑纹路是经过切削加工和压力加工(特别是滚压加工)得到的，这些润滑纹路的波峰顶部是平坦的，并且波峰的高度比波谷的深度平均小约5％至约50％。与只进行切削加工相比，经过切削加工和压力加工的组合处理步骤后，润滑纹路的波峰尖锐度降低，柱塞孔的表面粗糙度降低；同时，润滑纹路还能容纳适量的润滑油，有助于柱塞润滑，使柱塞在柱塞孔内的往复运动更加顺畅，从而从降低磨损和增加润滑两个方面来降低柱塞磨损，改善液压泵和液压马达的容积效率、机械效率和工作压力，以及延长其使用寿命。

在本文中，“平坦”指的是，相对于仅进行切削加工而不进行后续压力加工的情形而言，波峰的尖锐度降低。在通过表面粗糙度检测装置，例如接触式表面粗糙度仪测量表面粗糙度时，得到的轮廓曲线图中自动生成基准线。波峰和波谷可以相对于基准线而言。基准线以上的最高点为波峰点，基准线以下的最低点为波谷点。波峰高度是波峰点距基准线的距离；波谷深度是波谷点距基准线的距离。经过切削加工后，润滑纹路的波峰顶部是尖锐的，并且波峰高度平均值和波谷深度平均值相等或者大致相等。大致相等指的是，差值在误差范围内，例如差值小于约5％。经过压力加工特别是滚压加工后，波峰顶部变平坦，并且滚压后的波峰高度比滚压前的波峰高度平均减小约5％至约50％；波谷深度保持不变。换句话说，在滚压后得到的润滑纹路中，波峰高度比波谷深度平均小约5％至约50％。

对比图3(a)与图3(b)可以看出，镗孔加工会在柱塞孔表面产生具有尖锐波峰(如图3(a)中的方框所示)的润滑纹路。经镗孔加工和滚压加工的组合处理步骤后，柱塞孔表面的润滑纹路的波峰高度明显降低，柱塞孔的粗糙度明显改善。

对比图4(a)与图4(b)可以看出，铰孔加工会在柱塞孔表面产生具有尖锐波峰(如图4(a)中的方框所示)的润滑纹路。经铰孔加工和滚压加工的组合处理步骤后，柱塞孔表面的润滑纹路的波峰高度明显降低，柱塞孔的粗糙度明显改善。

对比图5(a)与图5(b)可以看出，半精珩磨加工会在柱塞孔表面产生具有尖锐波峰(如图5(a)中的方框所示)的润滑纹路。经半精珩磨加工和滚压加工的组合处理步骤后，柱塞孔表面的润滑纹路的波峰高度明显降低，柱塞孔的粗糙度明显改善。粗珩磨加工与半精珩磨加工的情形类似。

精珩磨可以减少柱塞孔表面尖锐的波峰。但是，如图6所示，经精珩磨后，柱塞孔的表面纹路太过光滑，由此带来的问题是，分布在柱塞孔表面的加工纹路太细小，不能容纳足够的润滑油，从而导致柱塞过度磨损，缩短液压泵和液压马达的寿命。

经过对比可以看出，根据本公开，在镗孔、铰孔或珩磨之后进行滚压，由此得到的柱塞孔既可以具有降低的表面粗糙度，又可以在柱塞孔表面保持适当的润滑纹路以容纳适量的润滑油，从而从降低磨损和增加润滑两个方面来降低柱塞磨损，改善液压泵和液压马达的容积效率、机械效率和工作压力，以及延长其使用寿命。

根据本公开的柱塞孔实现了期望的粗糙度，不再需要精珩磨。因此，本公开以低成本和简单可行的工艺满足了对柱塞孔的严苛工业要求。

根据一种实施方式，经滚压后，所述波峰高度平均降低约5％至约50％。

根据一种实施方式，经滚压后，所述柱塞孔的内径增大约1至约5微米。

根据一种实施方式，经滚压后的柱塞孔的孔径为约27mm，例如约27.013mm。

根据一种实施方式，经滚压后，所述柱塞孔的内表面的表面粗糙度为Ra 1.6。

根据一种实施方式，经滚压后的柱塞孔的表面的尺寸公差为H6。所述尺寸公差通过采用数显塞规进行测量。

根据一种实施方式，所述缸体具有在一部分或整个孔长度范围内经过滚压处理的1个或多个柱塞孔。在如图7所示的柱塞孔中，方框内表示经滚压处理的部分长度，方框外表示不进行滚压处理的部分长度。

本领域技术人员可以对前面描述的液压泵或液压马达做出修改。

尽管这里详细描述了本实用新型的一些实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本实用新型的范围构成限制。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims

1.柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述柱塞式液压泵或液压马达包括：

柱塞，所述柱塞被设置为在所述柱塞孔中往复运动。

2.根据权利要求1所述的柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述柱塞式液压泵或液压马达是斜轴式轴向柱塞式液压泵或液压马达，或者是斜盘式轴向柱塞式液压泵或液压马达。

3.根据权利要求1所述的柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，在至少一部分所述柱塞孔中，内表面的表面粗糙度为Ra 1.6。

4.根据权利要求1所述的柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述润滑纹路具有经由切削加工形成的波谷和经由所述切削加工和压力加工形成的波峰。

5.根据权利要求4所述的柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述润滑纹路具有经由选自镗孔、铰孔和珩磨中的一种、两种或三种的切削加工形成的波谷，和经由所述切削加工和选自滚压或抛光的压力加工形成的波峰。

6.根据权利要求5所述的柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述缸体具有多个柱塞孔，所述多个柱塞孔中的一部分或者全部为经过滚压处理的柱塞孔。

7.根据权利要求5所述的柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述缸体具有在部分或整个孔长度范围内经过滚压处理的1个或多个柱塞孔。

8.根据权利要求7所述的柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述缸体具有多个柱塞孔，所述柱塞孔中的一部分为在整个孔长度范围内经过滚压处理的柱塞孔，并且另外的柱塞孔为不进行滚压处理的柱塞孔。

9.根据权利要求7所述的柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述缸体具有多个柱塞孔，所述柱塞孔中的一部分为在整个孔长度范围内经过滚压处理的柱塞孔，并且另外的柱塞孔为在部分长度范围内经过滚压处理的柱塞孔。

10.根据权利要求7所述的柱塞式液压泵或液压马达，其特征在于，所述缸体具有多个柱塞孔，所述柱塞孔中的一部分为在部分长度范围内经过滚压处理的柱塞孔，并且另外的柱塞孔为不进行滚压处理的柱塞孔。