一种液压缸导向环及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种液压缸导向环，包括具有第一材料的环体，所述环体具有工作面，所述工作面上设有滚珠槽，所述滚珠槽内安装有具有第二材料的滚珠；所述第一材料具有以下性能：拉伸强度为100～120MPa；150℃压缩强度为70～85MPa；硬度为80～86HRM；摩擦系数为0.15～0.2；负荷变形温度为220～240℃；所述第二材料具有以下性能：拉伸强度为130～150MPa；150℃压缩强度为100～110MPa；硬度为90～100HRM；摩擦系数为0.1～0.14；负荷变形温度为250～270℃。℃。℃。

【技术实现步骤摘要】
一种液压缸导向环及其制备方法


[0001]本专利技术属于工程机械领域，具体涉及一种液压缸导向环及其制备方法。

技术介绍

[0002]液压缸是将液压能转变为机械能的能量转换装置，是液压传动系统的执行元件。因其结构简单、工作可靠性高、传动平稳，被广泛应用于工程机械。
[0003]导向环，又称支撑环、导向带，通常安装在液压缸活塞密封和活塞杆密封处，主要作用是引导活塞和活塞杆做直线运动，防止活塞、活塞杆因偏载导致密封件受到过分挤压导致密封快速失效从而造成液压油泄露。
[0004]图1示出一个液压缸的示意图。导向环1可以安装在油缸活塞2上，用于防止活塞2与缸筒3之间在运动过程中的接触摩擦磨损，导向环1可以安装在导向套4上，防止活塞杆5与导向套4之间在运动过程中的接触摩擦磨损。导向环1还能够吸收作用于液压油缸的径向负载力F，确保液压油缸的运动精度。油缸作业时，导向环1与油缸缸筒3和活塞杆5产生滑动摩擦磨损，在径向负载力F作用下，导向环1受力增加，滑动摩擦力变大，容易导致油缸出现抖动、爬行现象，影响油缸的运动精度。
[0005]相关技术中，导向环采用酚醛夹布、聚甲醛复合材料或者改性尼龙材料来制作。

技术实现思路

[0006]专利技术人发现，现有技术中，导向环为非金属材料(主要为酚醛夹布材料)制备的环形扁带，安装在沟槽中跟随活塞往复运动，与缸筒接触面积较大，其磨损形式为滑动摩擦磨损。随着油缸持续往复运动，导向环逐渐磨损掉，厚度降低，最终失去承压的作用，导致油缸失效。
[0007]导向环磨损形式为滑动摩擦磨损，存在摩擦系数大、磨损量高的缺点，降低油缸的使用寿命；其次，导向环与缸筒或活塞杆接触形式为面接触，在径向负载力作用下，液压油很难进入接触面，不能起到润滑效果，进一步增大摩擦系数，加速了导向环磨损，导致油缸出现抖动、爬行等现象，降低油缸运行精度；选材方面，现用的导向环多为酚醛夹布材质，不耐高温(≤130℃)，不能承受摩擦带来的瞬时高温，导致高温失效。
[0008]为了解决现有技术中导向环摩擦系数大、磨损量高以及高温失效的问题，本专利技术专利提供的技术方案如下：
[0009]在第一方面，本专利技术提供一种液压缸导向环，包括具有第一材料的环体，
[0010]所述环体具有工作面，所述工作面上设有滚珠槽，所述滚珠槽内安装有具有第二材料的滚珠；
[0011]所述第一材料具有以下性能：
[0012]拉伸强度为100～120MPa；
[0013]150℃压缩强度为70～85MPa；
[0014]硬度为80～86HRM；
[0015]摩擦系数为0.15～0.2；
[0016]所述第二材料具有以下性能：
[0017]拉伸强度为130～150MPa；
[0018]150℃压缩强度为100～110MPa；
[0019]硬度为90～100HRM；
[0020]摩擦系数为0.1～0.14。
[0021]在一些实施方案中，第一材料的负荷变形温度为220～240℃。
[0022]在一些实施方案中，第二材料的负荷变形温度为250～270℃。
[0023]在一些实施方案中，所述第一材料具有以下性能：
[0024]拉伸强度为109～122MPa；
[0025]压缩强度为73～81MPa；
[0026]硬度为82～86HRM
[0027]摩擦系数为0.15～0.2；
[0028]在一些实施方案中，所述第二材料具有以下性能：
[0029]拉伸强度为137～146MPa；
[0030]压缩强度为102～108MPa；
[0031]硬度为90～98HRM
[0032]摩擦系数为0.12～0.14。
[0033]在一些实施方案中，第一材料的负荷变形温度为226～234℃。
[0034]在一些实施方案中，第二材料的负荷变形温度为258～270℃。
[0035]在一些实施方案中，所述第一材料选自以下一种或多种：聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚砜和聚酰胺酰亚胺。
[0036]在一些实施方案中，所述第二材料选自以下一种或多种：填充改性的聚醚醚酮、填充改性的聚酰亚胺；
[0037]其中，所述填充改性的聚醚醚酮和填充改性的聚酰亚胺含有以下一种或多种填充相：聚四氟乙烯、碳纤维或石墨烯。
[0038]在一些实施方案中，所述第二材料为以下任一种材料：
[0039](1)碳纤维和聚四氟乙烯填充的聚酰亚胺，碳纤维含量为13
‑
17％，聚四氟乙烯的填充量为2
‑
5wt％；
[0040](2)碳纤维填充的聚醚醚酮，石墨烯含量为2
‑
5wt％；
[0041](3)石墨烯填充的聚酰胺酰亚胺，石墨烯材料含量为2
‑
5wt％。
[0042]在一些实施方案中，根据导向环在油缸中的安装位置不同，例如活塞或导向套，其滚珠槽可以设置在环体的外立面(径向向外的表面)或内立面(径向向内的表面)上。
[0043]在一些实施方案中，所述工作面位于所述环体的径向向外的表面。
[0044]在一些实施方案中，所述工作面位于所述环体的径向向内的表面。
[0045]在一些实施方案中，其中，安装在所述滚珠槽的滚珠从所述工作面凸出。
[0046]在一些实施方案中，安装在所述滚珠槽的滚珠被配置为在所述滚珠槽内自由滚动而不从所述滚珠槽中脱出。
[0047]在一些实施方案中，所述滚珠槽的深度小于所述环体的厚度。
[0048]在一些实施方案中，所述工作面上设有多个滚珠槽，所述多个滚珠槽沿所述环体的周向均匀地分布在所述工作面上。
[0049]在一些实施方案中，所述多个滚珠槽沿所述环体的宽度方向均匀地分布在所述工作面上。
[0050]在一些实施方案中，，滚珠槽沿导向环的周向方向或轴向方向阵均匀地排布形成阵列。
[0051]在一些实施方案中，所述滚珠的直径为1.0mm～3.5mm。
[0052]在一些实施方案中，拉伸强度根据GB/T 1040.1
‑
2018标准测试获得。
[0053]在一些实施方案中，压缩强度根据GB/T 1041
‑
2008标准测试获得。
[0054]在一些实施方案中，硬度根据GB/T 3398.2
‑
2008标准测试获得。
[0055]在一些实施方案中，摩擦系数根据GB/T 3960
‑
2016标准测试获得。
[0056]在一些实施方案中，负荷变形温度根据GB/T 1634.1
‑
2019、GB/T1634.2
‑
2019标准测试获得。
[0057]在一些实施方案中，液压缸是液压油缸或液压气缸。
[0058]术语说明
[0059]术语“导向环”，也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压缸导向环，包括具有第一材料的环体，所述环体具有工作面，所述工作面上设有滚珠槽，所述滚珠槽内安装有具有第二材料的滚珠；所述第一材料具有以下性能：拉伸强度为100～120MPa；150℃压缩强度为70～85MPa；硬度为80～86HRM；摩擦系数为0.15～0.2；所述第二材料具有以下性能：拉伸强度为130～150MPa；150℃压缩强度为100～110MPa；硬度为90～100HRM；摩擦系数为0.1～0.14。2.根据权利要求1所述的液压缸导向环，其中所述第一材料具有以下性能：拉伸强度为109～122MPa；压缩强度为73～81MPa；硬度为82～86HRM摩擦系数为0.15～0.2；所述第二材料具有以下性能：拉伸强度为137～146MPa；压缩强度为102～108MPa；硬度为90～98HRM；摩擦系数为0.12～0.14。3.根据权利要求1所述的液压缸导向环，其中，所述第一材料选自以下一种或多种：聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚砜和聚酰胺酰亚胺。4.根据权利要求1所述的液压缸导向环，其中，所述第二材料选自以下一种或多种：填充改性的聚醚醚酮、填充改性的聚酰亚胺；其中，所述填充改性的聚醚醚酮和填充改性的聚酰亚胺含有以下一种或多种填充相：聚四氟乙烯、碳纤维或石墨烯。5.根据权利要求1所述的液压缸导向环，所述第二材料为以下任一种材料：(1)碳纤维和聚四氟乙烯填充的聚酰亚胺，碳纤维含量为13
‑
17％，聚四氟乙烯的填充量为2
‑
5wt％；(2)碳纤维填充的聚醚醚酮，石墨烯含量为2
‑
5wt％；(3)石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁松，朱志峰，陈阳阳，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：