[發(fā)明專利]一種用于水液壓元件中的套類零件及其制作方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310198234.7
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103291677A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱碧海;趙天梁
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: F15B13/00
• 分類號: F15B13/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水液壓元件，具體涉及一種用于水液壓元件中的套類零件及其制作方法和應(yīng)用。?

背景技術(shù)

海（淡）水液壓技術(shù)是適應(yīng)人類進入海洋的需求，在流體動力技術(shù)方面的新發(fā)展。水液壓技術(shù)的集中體現(xiàn)就是各種水液壓元件，如滑閥、泵、柱塞、滑動軸承等。由于水體中環(huán)境惡劣，如海洋環(huán)境中海洋生物的侵蝕、水中微小顆粒的磨料磨損等，這些水液壓元件的摩擦副在海（淡）水中工作時最常見的問題就是腐蝕和磨損。最常見的摩擦副結(jié)構(gòu)形式是“軸（如銷、柱塞、閥芯）與套類（如軸承套、柱塞套和滑閥閥套）”，特別是其中的套類零件，如滑閥閥套、柱塞套和滑動軸承套，其腐蝕和磨損更是嚴(yán)重，因此如何提高套類零件的耐磨和耐腐蝕性能，已成為目前領(lǐng)域中需要主要克服和解決的技術(shù)問題。?

陶瓷的硬度高和高彈性模量，可用在高溫、腐蝕性強、高摩擦性的使用環(huán)境中。高性能的工程陶瓷用作機械零件越來越多，如渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子和汽車發(fā)動機中的挺桿頭，食品加工設(shè)備中使用的無油潤滑軸承、航空渦輪葉片等。但是，因為陶瓷的脆性，不能承受拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和截面突變等，很難制作液壓元件的復(fù)雜受力和復(fù)雜形狀的零件，用陶瓷做的液壓元件有很多不足。特別是工程陶瓷不適合于與?金屬材料摩擦副配對，會導(dǎo)致金屬零件磨損太快，如果直接用陶瓷與陶瓷配對摩擦副，其中必有一件因陶瓷的脆性不能滿足零件受力要求。因此，陶瓷材料雖然耐腐蝕性能比較好，機械性能優(yōu)越，但加工性很差，不適合開孔和開槽零件的結(jié)構(gòu)，而且與鋼件對磨時，如果出現(xiàn)磨粒，很容易磨損和卡阻，因此用作海水或水液壓元件的關(guān)鍵摩擦副零件還是受到限制的。?

由于陶瓷材料的局限性，目前出現(xiàn)了采用工程塑料作為套類零件的方案，例如工程塑料等。PEEK450CA30是30%碳纖維與PEEK復(fù)合的工程塑料,PEEK450GL30是30%玻璃纖維與PEEK復(fù)合的工程塑料，二者廣泛用在各種結(jié)構(gòu)形式機械零件和人工骨科材料；WG101和PEEK450FC30都是用來制作水潤滑滑動軸承的工程塑料。PEEK450FC30除含碳纖維外還添加有改善其摩擦磨損性能的石墨、聚四氟乙烯。WG101是英國威格斯公司的耐磨材料產(chǎn)品，是減磨材料與PAEK復(fù)合的工程塑料，表現(xiàn)出比PEEK450FC30更耐磨的性能。但是由于塑料有吸水性、老化和蠕變的特點，尺寸不穩(wěn)定，也不耐磨料磨損，特別是用在海水液壓元件中，由于水體中微小顆粒較多，其耐磨料磨損仍然是弱項，而且塑料還存在蠕變和老化等弱點。?

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明提供一種用于水液壓元件的套類零件及其制作方法和應(yīng)用，目的在于通過采用天然的動物骨頭材料經(jīng)過機械加工制成套類零件，作為水液壓元件中的套類零件，從而解決水液壓元件中的套類零?件的耐磨性和耐腐蝕性問題。?

按照本發(fā)明的一個方面，提供一種用于水液壓元件的套類零件，其為中空筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述筒體為筒骨經(jīng)機械加工制成。?

作為本發(fā)明的改進，所述筒骨優(yōu)選是動物長骨，更優(yōu)選是長骨中的骨干段。?

作為本發(fā)明的改進，動物長骨可以是牛、驢、馬、羊和狗的長骨中的骨干段。此部位是骨密質(zhì)結(jié)構(gòu)，長期承受動物軀干重壓，具有較好的壓縮極限強度。?

作為本發(fā)明的改進，所述的水液壓元件可以為水液壓比例閥、水液壓伺服閥、柱塞泵或者滑動軸承，其中的套類零件可以為滑閥閥套、柱塞套或軸承套等。?

作為本發(fā)明的改進，外周上可配合套接作為加強件的加強筒體。?

按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于水液壓元件的套類零件，其為中空筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述筒體材料由骨粉末與高分子材料混合得到的復(fù)合材料。?

按照本發(fā)明的又一個方面，提供一種用于水液壓元件的套類零件的制備方法，其特征在于，包括：選取中空筒狀的骨材料，對骨材料進行機械加工，從而得到套類零件。?

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述機械加工包括截取一定長度的直筒以及對直筒筒體車外圓和內(nèi)孔的步驟。?

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述機械加工還可以包括對筒體進行倒角和/或鉆孔的步驟。?

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述方法還可以包括對機械加工后的套類零件進行打磨拋光和/或涂層的步驟。?

按照本發(fā)明的再一個方面，提供一種水液壓元件，其中，該水液壓元件中包括上述的套類零件。?

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，上述水液壓元件為軸承、柱塞泵或滑閥，相應(yīng)的套類零件為軸承套、柱塞套或滑閥閥套。?