[發明專利]一種空心結構高壓液壓泵柱塞

無效

• 申請號: 201410010479.7
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103711689A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 荊崇波;苑士華;胡紀濱;李雪原;彭增雄;吳維;魏超
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F04B53/14
• 分類號: F04B53/14
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;仇蕾安

技術領域

本發明涉及一種液壓泵柱塞，具體涉及一種空心結構高壓液壓泵柱塞，屬于流體傳動與控制（液壓傳動）技術領域。

背景技術

軸向柱塞泵具有工作壓力高、轉速高、效率高等優點，在工農業及國防等領域得到了廣泛應用。隨著新材料的應用、機械加工工藝的提高以及工程應用的需要，軸向柱塞泵正在向高壓化方向發展。

柱塞滑靴組件（通常簡稱為柱塞）是軸向柱塞泵的核心元件之一，在液壓泵的設計制造過程中，為了減小柱塞滑靴組件的質量，通常將柱塞做成空心結構。

柱塞采用空心結構后，柱塞腔的“閉死容積”增大了，如圖2（a）所示，由此帶來的后果是：（1）當柱塞腔由高壓排油區進入低壓吸油區時，“閉死容積”內的高壓油液會迅速膨脹并進入低壓吸油區，產生較大的壓力沖擊、振動和噪聲，甚至出現氣蝕現象，導致元件損壞；（2）由于高壓油液的膨脹占據了一部分柱塞腔容積，致使柱塞腔從低壓吸油區吸入的低壓油液體積減小，最終導致泵的實際排量減小，對外表現為泵的容積效率降低。

上述問題在液壓泵工作壓力較低時影響較小，而在工作壓力較高時則不容忽視。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種空心結構高壓液壓泵柱塞，能夠減小液壓泵柱塞的“閉死容積”，從而提高液壓泵的工作可靠性。

一種空心結構高壓液壓泵柱塞，該液壓泵柱塞包括滑靴和柱塞主體，兩者通過滑靴上的球形凹槽與柱塞主體上的球體配合形成弧形鉸鏈結構，柱塞主體一端開口并沿軸向加工有臺階孔，臺階孔底面加工有通孔，滑靴沿其中心軸線也加工有通孔；

所述液壓泵柱塞還包括通油管和底蓋，底蓋一端的端面上加工有圓柱形卡臺，圓柱形卡臺上沿軸向加工有安裝孔，安裝孔底面加工有通孔；底蓋安裝在柱塞主體的開口端，底蓋的圓柱形卡臺與柱塞主體臺階孔頂端配合，通油管也安裝在柱塞主體的臺階孔內，其一端端面與臺階孔底面抵觸，另一端端面與底蓋的安裝孔底面抵觸，通油管分別與滑靴和底蓋上通孔相連通。

所述底蓋另一端的端面為球缺形結構。

有益效果：

本發明采用底蓋將柱塞主體的開口端封閉，減小了液壓泵柱塞的“閉死容積”，在高壓工況下，提高了液壓泵的有效排量，可以減小柱塞在高低壓轉換過程中的壓力沖擊及氣蝕現象，降低噪聲，從而提高液壓泵的工作可靠性；此外采用通油管將高壓油引導到滑靴底部油室，形成壓力支撐，且可通過改變各組件上通孔的長度及直徑從而改變通油路的液阻，改善滑靴的液壓支撐狀態。

附圖說明

圖1為本發明空心結構高壓液壓泵柱塞的結構圖。

圖2為本發明液壓泵柱塞腔“閉死容積”比較示意圖。

其中，1-滑靴、2-柱塞主體、3-通油管、4-底蓋

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

如附圖1所示，本發明提供了一種空心結構高壓液壓泵柱塞，該液壓泵柱塞包括滑靴1、柱塞主體2、通油管3和底蓋4。

在滿足柱塞剛強度要求的前提下，柱塞主體2仍為空心結構，減輕了柱塞質量，減小了柱塞高速運動時產生的慣性力，有利于提高液壓泵的工作轉速。柱塞主體2由球體和圓柱體組成，球形面與圓周面之間采用圓弧過渡，圓柱體的端面上沿軸向加工有臺階孔，臺階孔底面加工有貫穿球體的通孔。

為了減小液壓泵工作時的“閉死容積”，用底蓋4將柱塞主體2的開口端封閉起來，使高壓油不能進入柱塞主體2的內腔，底蓋4的一側端面是“球缺形”結構即弧形結構，類似于建筑上的“穹頂”或“拱形”，可以提高底蓋4的承載能力，另一側端面加工有止口，即與柱塞主體2開口端配合的圓柱形卡臺，圓柱形卡臺上沿軸向加工有安裝孔，安裝孔底面加工有通孔。

滑靴1為圓柱體，其圓周面的頂端加工有安裝凸緣，一側端面上加工有沉孔作為油室，沉孔底部加工，另一側端面上加工有圓弧形凹槽。

為了使柱塞主體2內腔的高壓油液能夠進入到滑靴1底部油室形成壓力支撐，用一根通油管3將底蓋4與滑靴主體2連接起來，各通孔串聯形成通路。

其連接關系為：滑靴1和柱塞主體2通過球形鉸鏈結構連接，即柱塞主體2的球體與滑靴1的圓弧形凹槽配合，柱塞主體2的開口端安裝底蓋4，與底蓋4的圓柱形卡臺配合，通油管3一端插入柱塞主體2的臺階孔底面，另一端插入底蓋4的安裝孔內，采用過盈配合和冷裝工藝，各元件上的通孔形成串聯關系，使高壓油能夠從柱塞腔進入到滑靴1底部油室。