液压装置用柱塞及液压装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液压装置用柱塞和液压装置。解决液压装置中，无法正确设定液压装置用柱塞的滑靴与斜盘之间的间隙和泄漏量，控制斜盘与滑靴滑动面上压力的调节效果不能够充分发挥的问题。在多个液压装置用柱塞111针对斜盘103进行往复运动、发挥油泵作用的液压装置中，液压装置用柱塞111端部设有斜盘103和滑动的滑靴113，在轴部形成的柱塞腔116内，形成导油槽118的轻量材料117被固定在外周，通过导油槽118与柱塞腔117的内周面之间形成的导油孔125，向滑靴113端部的滑动面115与斜盘103之间供给润滑油。

Plunger and Hydraulic Device for Hydraulic Device

【技术实现步骤摘要】
液压装置用柱塞及液压装置
本专利技术系为关于液压装置用柱塞及液压装置的专利技术。
技术介绍
液压泵和液压马达等的液压装置具有下列特征，运用帕斯卡定律，能够使用较小型的设备发挥巨大的力量，使输出或速度都易于控制，还能进行遥控操作等。液压装置广泛用于工厂中的冲压机或加压装置、货运电梯、或各种小型机器升降用的动力。此外，作为建设机械或装卸机械，还被用于电铲或拖车的作业机械部分的操作、汽车的制动器、航空器的舵面操作或水闸开关等。为使液压装置动作，需通过压力控制阀将液压泵排出的液压油的压力降低至规定水平，通过流量调节阀控制流量，送入液压马达或液压缸，使液压马达旋转或使液压缸动作。此外，通过方向控制阀控制旋转的方向(正转或反转)及液压缸的伸缩。液压泵是具有向液压油施加压力，将液压油送入液压回路功能的液压装置，以电动机和引擎等为动力源，通过旋转运动将液压油排到液压回路。液压泵因结构不同，分为叶片泵、齿轮泵、螺旋泵、柱塞泵等不同种类。柱塞泵又叫“活塞泵”，是凭借配置于曲轴周围柱塞的往复运动产生液压动力的液压泵，通过活塞对轴的动作方向不同，大致分为“轴向柱塞泵”(柱塞的动作方向与轴平行)和“径向柱塞泵”(动作方向是由轴心向外)。轴向柱塞泵有“斜盘式”和“斜轴式”液压泵，按排量分有“定量式”液压泵和“变量式”液压泵。此外，斜盘式轴向柱塞泵与靠驱动轴连为一体的缸体旋转，使多个柱塞因固定斜盘而往复运动的“固定斜盘式”液压泵，及与靠驱动轴连为一体的斜盘旋转，从而使多个柱塞进行往复运动的“旋转斜盘式”液压泵。图13系为斜盘式液压泵1的模式化原理图。图13中，1-斜盘式柱塞泵，3-斜盘，4-配流盘，5-油口，6-驱动轴，8-缸体，9-缸孔，11-柱塞。如果旋转与驱动轴6连为一体的缸体8，相对于固定的斜盘3，则设置于缸体8的多个缸孔9的多个可滑动柱塞11，即可通过斜盘3的倾斜而进行轴向往复运动。柱塞11沿斜盘表面由缸体8中被拉出，则液压油从配流盘4的吸入侧油口5流入柱塞11内，柱塞11沿斜盘3的表面被压入缸体8，则柱塞11内的液压油从配流盘4的排出测油口5排出，发挥油泵的作用。图14表示，例如：专利文献1的图1所记载的传统斜盘式轴向柱塞泵的侧剖面图。图14中，201-斜盘式轴向柱塞泵、202a-泵壳、202b-端盖、203-斜盘、204-配流盘、205-油口、206-驱动轴、206a-花键、207a-轴承、207b-轴承、208-缸体、209-缸孔、210-滑靴式柱塞、211-柱塞、212-凹球面、213-滑靴、214-凸球面、215-滑动面。图14斜盘式液压泵中，轴向的一端封闭的筒状泵壳202a的另一端安装有端盖202b。泵壳202a中，一端内设有斜盘203，驱动轴206在泵壳202a及端盖202b的轴心上贯穿斜盘203，并通过轴承207a、207b的支撑可自由旋转。缸体208通过花键206a安装在驱动轴206上，在缸体208圆周上，轴向设置有多个缸孔209中嵌有滑动自由的柱塞211。通过在柱塞211的端部设置凹球面212，凹球面212上嵌合设置在滑靴213一端的凸球面214，对凹球面212的端部进行缩径，从而可摇摆自由地结合，构成滑靴式柱塞210。设在滑靴213另一端的滑动面215滑动自由地对接在斜盘203上。配流盘204配置在泵壳202a斜盘203的相对面，配流盘204滑动自由地对接在缸体208上，配流盘204设有向缸孔209供给或排出压油的油口205。油口205与设于泵壳202a的未用图解说明的压油供给排出通路相连接。图15～19表示传统的斜盘式液压装置用柱塞结构。图15表示，例如：专利文献2的第1图～第2图上也有记载的中空型液压装置用柱塞的断面图。图15中，211-柱塞、212-凹球面、213-滑靴、214-凸球面、215-滑动面、216-柱塞腔，柱塞211端部的凸球面214与滑靴213凹球面摇摆自由地结合，滑靴213的滑动面215在斜盘(未用图解说明)上滑动。图15所示的中空型液压装置用柱塞，指通常所用结构的液压装置用柱塞，制造成本低廉，但是存在设于柱塞211的柱塞腔216形成闭死容积，压缩量增大，效率相应降低，流量脉动变大，低压侧开放时形成射流，容易引起气蚀，动作不稳定，噪声变大的缺点。图16～图19记载的各柱塞结构，目的在于减少上述闭死容积。图16所示的实心型液压装置用柱塞，是在柱塞211的实心部217的中心轴形成导油孔218的柱塞。图16所示的柱塞211可减少闭死容积，另一方面，存在重量变重，对液缸壁部的挤压力增加，不适合高速动作，且存在长孔加工工时增加的缺点。图17所示的充填型液压装置用柱塞211，向柱塞211的柱塞腔充填溶解树脂219，形成固体，在溶解树脂211的中心轴形成导油孔218。图17机器用柱塞211中，闭死容积被削减，力争轻量化，但需要充填树脂的特别工序，并且还存在为了防止脱落，需要在柱塞内径端部设螺纹槽的缺点。图18焊接式液压装置用柱塞211，是在柱塞211上贯穿柱塞腔，且在中心轴形成导油孔218，通过摩擦压将端部焊接220。图19中，对焊接式液压装置用柱塞211进行更加详细的说明。图19焊接式液压装置用柱塞211中，是在柱塞211端部的凸球面214形成阻尼孔221，在柱塞211的中心轴形成导油孔218，同时，通过将深孔“深挖”、或“钻透”的穿孔加工223，在柱塞211上形成柱塞腔，在端部通过防变形板222，形成焊接部位220。图19焊接式柱塞具有轻量的优点，但由于是在硬质材料上加工细长型导油孔、阻尼孔，因此存在需要多次抽插刀具、特别是穿孔加工223刀刃损耗严重、刀具寿命短、为进行外周精加工而需要摩擦焊接机的特殊机械和专有技术等缺点。此外，因调节部位短，所以滑靴213的滑动面215对斜盘203的液压平衡设计困难，还存在为了防止滑靴213在斜盘203浮起，需要将滑靴压在斜盘上，从而使滑靴213与斜盘203接触容易造成咬合磨损的缺点。关于滑靴对斜盘的液压平衡，非专利文献1中进行了理论分析。图20中，用图解对非专利文献1第148页表3-4所记载的液压装置用柱塞进行了说明。图20中，a-阻尼孔的直径、l-阻尼孔的长度、d-柱塞端部的直径、R1、R2-滑靴滑动面的内径和外径、设按压柱塞的液压油的油压为Pp，滑动面的油压为Pb后，则滑动面的油压(凹面压力)Pb及滑靴滑动面和斜盘之间的间隙h，可通过下列(1)(2)公式计算得出。此外，如果参照非专利文献1，例如，如表1所示，滑靴的等效面积Ab比柱塞端部的等效面积Ap大时，挤压力Fp和断开力Fb的平衡比例η为1，能够设定与计算滑靴滑动面和斜盘之间的间隙h及泄漏量Q。可见，调节加工的效果很重要，能够控制滑动面上的油压(凹面压力)Pb。如上所述，滑靴的等效面积Ab比柱塞端部的等效面积Ap还要大时，可在设计中决定间隙h(油膜厚度)，性能稳定。但是，要设计液压装置用柱塞的调节部位，还存在尺寸上难以实现的问题。如非专利文献1的间隙h公式(2)所示，(a4/1)的值很重要。如果阻尼孔长度l减小，则阻尼孔直径a4值也会变小；如果阻尼长度1增大，则阻尼孔直径a4值也需要加大，但为了得出正确的间隙h值，要正确地设计并制造阻尼孔的直径a和长度1的值并不是容易的事。[现有技术文本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压装置用柱塞，配置为用多个液压装置用柱塞在轴向相对于斜盘做往复运动，起到泵的作用，其特征在于，端部有上述斜盘和在斜盘面上滑动的滑靴，上述液压装置用柱塞的轴部形成的柱塞腔内被嵌入轻质材料，该轻质材料的外周有导油槽，通过上述导油槽和上述柱塞腔的内周面之间形成的导油孔，向上述滑靴端部的滑动面与上述斜盘之间供给润滑油。

【技术特征摘要】
2016.03.18 JP 2016-0548141.一种液压装置用柱塞，配置为用多个液压装置用柱塞在轴向相对于斜盘做往复运动，起到泵的作用，其特征在于，端部有上述斜盘和在斜盘面上滑动的滑靴，上述液压装置用柱塞的轴部形成的柱塞腔内被嵌入轻质材料，该轻质材料的外周有导油槽，通过上述导油槽和上述柱塞腔的内周面之间形成的导油孔，向上述滑靴端部的滑动面与上述斜盘之间供给润滑油。2.根据权利要求1所述的液压装置用柱塞，其特征在于，上述导油槽是在上述轻量材料圆柱形外周表面形成的加工槽，上述导油孔是按照预设的油膜厚度和控制油压，向上述滑靴端部滑动面与上述斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱日明，小曾户博，
申请(专利权)人：朱日明，小曾户博，
类型：发明
国别省市：日本,JP