一种阶梯式多重沟槽的轴向柱塞泵柱塞制造技术

本发明专利技术涉及一种阶梯式多重沟槽的轴向柱塞泵柱塞，包括柱塞本体，所述柱塞本体沿轴线方向上开设有柱塞腔，所述柱塞本体右端有一柱塞球头，所述柱塞球头沿所述柱塞本体轴线开设有阶梯形孔，所述柱塞腔与所述阶梯形孔连通，所述柱塞本体左端面为弧形底面，所述柱塞本体的表面上开设有不同深度的平行分布的环形槽，即阶梯式多重沟槽，从小到大依次为环形槽Ⅰ，环形槽Ⅱ，环形槽Ⅲ，环形槽Ⅳ。本发明专利技术通过在柱塞表面加工阶梯式多重沟槽，能够提高柱塞摩擦副处的油膜承载力，减小摩擦力和摩擦转矩，降低机械损失，增强流体的挤压效应从而改善润滑特性，对柱塞摩擦副的减磨延寿具有重要意义。

A stepped multi groove axial piston pump plunger

【技术实现步骤摘要】
一种阶梯式多重沟槽的轴向柱塞泵柱塞
本专利技术涉及工程机械领域，具体涉及轴向柱塞泵一种零部件，尤其涉及一种阶梯式多重沟槽的轴向柱塞泵柱塞。
技术介绍
轴向柱塞泵是液压系统的关键部件之一，由于其工作压力高、变量调节容易、转速范围大以及效率高等优点，被广泛应用于农林机械、化工、轻纺机械、能源工业机械、冶金工业机械、建材工业机械、机床行业，以及军工、航空航天、船舶等领域，随着轴向柱塞泵向着高压化、高速化、大流量化的方向发展，泵的减摩延寿问题十分迫切。柱塞-缸体组成的柱塞摩擦副是轴向柱塞泵的三大摩擦副之一。在工作过程中，柱塞在驱动机构的带动下在缸体中做往复运动，同时绕着缸体绕缸体中心线做行星式旋转运动。由于摩擦的存在，柱塞在缸体中还会绕自身做随机转动，除此之外，由于油膜间隙的存在，柱塞在缸体孔中还可能存在轻微摆动，在斜盘侧向力作用下，柱塞在缸孔内总是处于倾斜状态。柱塞与缸体理论上两端为点接触，润滑情况更为复杂，润滑条件更加恶劣，非常容易发生固体接触。据统计，摩擦副的早期磨损往往是轴向柱塞泵报废的主要原因之一。如果摩擦副设计不合理，在泵高压、高速运转过程中，柱塞与缸体间将不能形成完全液体润滑，两金属壁面就有可能出现混合摩擦甚至干摩擦，进而使零件发生损坏。为了改善柱塞摩擦副的润滑状态，减小摩擦损失和泄漏，延长零部件的使用寿命，需要采用合理的结构设计来提高柱塞摩擦副的工作性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是在一定程度上解决柱塞摩擦副存在的摩擦学问题。因此，本专利技术提出一种在油润滑环境里，在高速、重载工况下具有润滑效果好、机械损失小、容积效率高优点的阶梯式多重沟槽的轴向柱塞泵柱塞摩擦副。本专利技术基于流体动压原理，将轴向柱塞泵柱塞摩擦副表面加工为具有阶梯式多重沟槽的表面。本专利技术通过以下技术方案实现：一种阶梯式多重沟槽的轴向柱塞泵柱塞，包括柱塞本体，所述柱塞本体沿轴线方向上开设有柱塞腔，所述柱塞本体右端有一柱塞球头，所述柱塞球头沿所述柱塞本体轴线开设有阶梯形孔，所述柱塞腔与所述阶梯形孔连通，所述柱塞本体左端面为弧形底面，所述柱塞本体的表面上开设有不同深度的平行分布的环形槽，即阶梯式多重沟槽，从小到大依次为环形槽Ⅰ，环形槽Ⅱ，环形槽Ⅲ，环形槽Ⅳ。作为本专利技术的优选技术方案，所述环形沟槽ⅠLD/LT为0.2，所述环形沟槽ⅡLD/LT为0.4，所述环形沟槽ⅢLD/LT为0.6，所述环形沟槽ⅣLD/LT为0.8。所述环形沟槽Ⅰ，环形沟槽Ⅱ，环形沟槽Ⅲ以及环形沟槽Ⅳ宽度在1.0～5.0mm之间，深度在3～30μm之间。与现有技术相比本专利技术具有以下优点：本专利技术依据流体动压原理，将柱塞表面设计为阶梯式多重沟槽表面，由流体力学的知识可知，阶梯平面与其他形状的平面相比，其产生的动压能力较强；在阶梯效应的作用下，可较好的保证油膜压力场产生的抗倾覆力矩，增强柱塞的工作可靠性。随着沟槽深度的增加，流体挤压效果增强，油膜承载力增大，使得最小油膜厚度增加，降低了固体接触的可能性，减小了摩擦损失。此外，由于环形沟槽增大了间隙液阻，柱塞摩擦副的泄漏量减小，提高了容积效率。本专利技术未增加零件，仅通过结构设计改善了柱塞摩擦副的润滑性能，具有结构简单、经济性好的优点。此外，该结构还具有适用性广的特点，可以针对不同的工况，选用不同分布和尺寸的阶梯式多重沟槽，从而保证柱塞具有优异的工作性能。附图说明图1是本专利技术的局部剖面图；图2是本专利技术的剖面图；图3是本专利技术的装配图。图中：1-柱塞本体；2-柱塞腔；3-柱塞球头；4-阶梯形孔；5-环形沟槽Ⅰ；6-环形沟槽Ⅱ；7-环形沟槽Ⅲ；8-环形沟槽Ⅳ；9-缸体孔；10-滑靴；11-滑靴球窝；12-斜盘。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更详细地描述：为了使本专利技术的目的、技术方案以及优点更加清晰，结合附图以及实例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实例仅仅用于解释本专利技术，并不是用于限定本专利技术。本实例提供了一种阶梯式多重沟槽的轴向柱塞泵滑靴，包括柱塞本体1，所述柱塞本体1沿轴线方向上开设有柱塞腔2，所述柱塞本体1右端有一柱塞球头3，所述柱塞球头3沿所述柱塞本体1轴线开设有阶梯形孔4，所述柱塞腔2与所述阶梯形孔4连通，所述柱塞本体左端面为弧形底面，所述柱塞本体的表面上开设有不同深度的平行分布的环形沟槽，即阶梯式多重沟槽，从小到大依次为环形沟槽Ⅰ5，环形沟槽Ⅱ6，环形沟槽Ⅲ7，环形沟槽Ⅳ8。所述阶梯式多重沟槽不宜设计区域长度ΔL为轴向柱塞泵工作时柱塞的行程，LT为该表面织构设计区域的长度，LD表示沟槽左端距织构区域左边界的距离，用LD/LT的比值表示沟槽的位置，其比值范围是0～1，所述环形沟槽Ⅰ5LD/LT为0.2，所述环形沟槽Ⅱ6LD/LT为0.4，所述环形沟槽Ⅲ7LD/LT为0.6，所述环形沟槽Ⅳ8LD/LT为0.8。所述环形沟槽Ⅰ5，环形沟槽Ⅱ6，环形沟槽Ⅲ7以及环形沟槽Ⅳ8宽度在1.0～5.0mm之间，深度在3～30μm之间。图3为本专利技术的一种装配状态图。在柱塞使用过程中将柱塞本体1安装在缸体孔9中，同时柱塞球头3与滑靴球窝11装配，滑靴10安装在斜盘12上，工作过程中，柱塞本体1承受的高压油作用力经滑靴10传递给斜盘12，在斜盘12对滑靴10的反作用力下，使得柱塞本体1在缸体孔9中做往复运动，由于柱塞表面加工有一阶梯式多重沟槽结构，能够提高油膜承载力、降低机械损失，减少泄漏，改善润滑状态。本专利技术通过在柱塞表面加工阶梯式多重沟槽，能够提高柱塞摩擦副处的油膜承载力，减小摩擦力和摩擦转矩，降低机械损失，增强流体的挤压效应从而改善润滑特性，对柱塞摩擦副的减磨延寿具有重要意义。以上所述仅为本专利技术较好的实例，并不用于限定本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阶梯式多重沟槽的轴向柱塞泵柱塞，包括柱塞本体(1)，所述柱塞本体(1)沿轴线方向上开设有柱塞腔(2)，所述柱塞本体(1)右端有一柱塞球头(3)，所述柱塞球头(3)沿所述柱塞本体(1)轴线开设有阶梯形孔(4)，所述柱塞腔(2)与所述阶梯形孔(4)连通，所述柱塞本体左端面为弧形底面，其特征在于：/n所述柱塞本体的表面上开设有不同深度的平行分布的环形沟槽，即阶梯式多重沟槽，从小到大依次为环形沟槽Ⅰ(5)，环形沟槽Ⅱ(6)，环形沟槽Ⅲ(7)，环形沟槽Ⅳ(8)；/n所述阶梯式多重沟槽不宜设计区域长度ΔL为轴向柱塞泵工作时柱塞的行程，L

【技术特征摘要】
1.一种阶梯式多重沟槽的轴向柱塞泵柱塞，包括柱塞本体(1)，所述柱塞本体(1)沿轴线方向上开设有柱塞腔(2)，所述柱塞本体(1)右端有一柱塞球头(3)，所述柱塞球头(3)沿所述柱塞本体(1)轴线开设有阶梯形孔(4)，所述柱塞腔(2)与所述阶梯形孔(4)连通，所述柱塞本体左端面为弧形底面，其特征在于：
所述柱塞本体的表面上开设有不同深度的平行分布的环形沟槽，即阶梯式多重沟槽，从小到大依次为环形沟槽Ⅰ(5)，环形沟槽Ⅱ(6)，环形沟槽Ⅲ(7)，环形沟槽Ⅳ(8)；
所述阶梯式多重沟槽不宜设计区域长度ΔL为轴向柱塞泵工...

【专利技术属性】
技术研发人员：马旋，孟祥旭，卢熙群，李彤阳，焦博文，孙文，王永强，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23