CN102588269A - 一种抗压力冲击的低惯性柱塞 - Google Patents

Abstract

一种抗压力冲击的低惯性柱塞，包括左柱塞体和右柱塞体，左柱塞体的右端面和右柱塞体的左端面固定连接，左柱塞体和右柱塞体的中部设有中心空腔；左柱塞体上加工有周向布置的左环形槽，左环形槽的开口位于左柱塞体的右端面，左环形槽内安装弹簧、环形挡圈和卡环，弹簧后端顶在左环形槽的底部，弹簧的前端顶在环形挡圈上，环形挡圈可滑动地密封安装在左环形槽内，且环形挡圈由卡环限位，卡环安装在左环形槽内；右柱塞体上加工有周向布置的右环形槽，右环形槽的开口位于右柱塞体的左端面，右环形槽的开口与左环形槽的开口连通，右环形槽通过通孔与中心空腔连通。本发明既能减小柱塞惯性，又能减小流量脉动。

Description

一种抗压力冲击的低惯性柱塞

技术领域

本发明涉及一种柱塞，尤其是一种低惯性柱塞。

背景技术

柱塞作为柱塞泵中的重要元件，其性能好坏影响着柱塞泵的优劣。柱塞的运动比较复杂，既有沿着轴向的直线运动，也有绕着柱塞泵主轴的旋转运动，还有绕着自身轴线的转动。同时柱塞是连接液体与固体的部位，是将液压油的作用力传递到斜盘上去的纽带，而液压油的流量变化引起流量脉动，从而引发流体噪声；斜盘上力和力矩的变化引起机械振动，引发机械噪声。随着世界对节能和环保的追求，轴向柱塞泵上产生的高噪声等级和控制斜盘上的能量消耗引起了流体领域的关注。但是，传统的减振只是关注配流盘的结构优化，以期实现良好的配流效果，从而达到减小噪声的目的。

而通过优化柱塞，从而达到减小噪声的方法，虽然也有研究，但是普遍只是研究柱塞副上面的泄漏。传统的柱塞由于是实心的，惯性大，对斜盘的惯性力大。另外由此设计出一种具有中心空腔的柱塞，虽然能解决惯性大的问题，但是并没有考虑到流量脉动的问题，而且中心空腔的引入，使得消耗在柱塞上的能量损失增加。因此，设计出一种既能减小柱塞惯性，又能减小流量脉动的柱塞很有必要。

发明内容

为了克服已有的柱塞无法兼顾低惯量和流量脉动的不足，本发明提供一种既能减小柱塞惯性，又能减小流量脉动的抗压力冲击的低惯性柱塞。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种抗压力冲击的低惯性柱塞，包括左柱塞体和右柱塞体，所述左柱塞体的右端面和右柱塞体的左端面固定连接，所述左柱塞体和右柱塞体的中部设有中心空腔；所述左柱塞体上加工有周向布置的左环形槽，所述左环形槽的开口位于所述左柱塞体的右端面，所述左环形槽内安装弹簧、环形挡圈和卡环，所述弹簧后端顶在所述左环形槽的底部，所述弹簧的前端顶在环形挡圈上，所述环形挡圈可滑动地密封安装在所述左环形槽内，且所述环形挡圈由卡环限位，所述卡环安装在左环形槽内；所述右柱塞体上加工有周向布置的右环形槽，所述右环形槽的开口位于所述右柱塞体的左端面，所述右环形槽的开口与所述左环形槽的开口连通，所述右环形槽通过通孔与所述中心空腔连通。

进一步，所述环形挡圈的内圈、外圈分别通过密封圈与左环形槽连接。

再进一步，所述右环形腰槽通过至少两个半圆孔与中心空腔连通，至少两个半圆孔沿圆周等圆弧间隔设置。

所述环形挡圈上加工有至少两个沿径向均匀分布的阻尼孔。当然，设置一个阻尼孔也是可行的方案。

所述左柱塞体加工有阻尼孔，所述阻尼孔一端与位于环形挡圈后方的左环形槽连通，另一端与左柱塞体的外壁连通；所述阻尼孔可以是一个，也可以是多个。

更进一步，所述左柱塞体的右端面和右柱塞体的左端面的连接处采用摩擦焊的形式焊接。

本发明的有益效果主要表现在：通过本发明的柱塞结构，左右柱塞体之间形成环形空腔，减小了柱塞体积，减小了柱塞的质量，从而柱塞的惯性力减小，使得其作用在斜盘上的力和力矩减小，降低了控制斜盘需要消耗的能量。同时，左柱塞体上放置由密封圈密封的环形挡圈，在弹簧的作用下，压紧在卡环上面，当柱塞腔压力升高时，右柱塞体内半圆孔通道中的压力升高，油液压力使得环形挡圈左移，中心空腔中部分油液进入右柱塞体环形腰槽，防止了压力超调；当柱塞腔压力减小时，在弹簧的作用下，环形挡圈将右柱塞体腰槽中的油液排出，补充到柱塞腔中，防止了压力太低，产生气穴现象。从而减小了流量脉动，减小了柱塞泵的噪声。

附图说明

图1是环形挡圈上加工有阻尼孔的抗压力冲击的低惯性柱塞的剖视图。

图2是左柱塞体上加工有阻尼孔的抗压力冲击的低惯性柱塞的剖视图。

图3是不使用密封圈的环形挡圈的抗压力冲击的低惯性柱塞的剖视图。

图4是左柱塞体端部视图。

图5是右柱塞体端部视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图5，一种抗压力冲击的低惯性柱塞，所述低惯性柱塞包括左柱塞体1和右柱塞体7，所述左柱塞体1的右端面和右柱塞体7的左端面固定连接，所述左柱塞体1和右柱塞体7的中部设有中心空腔；所述左柱塞体1上加工有轴向设置的左环形槽，所述左环形槽的开口位于所述左柱塞体的右端面，所述左环形槽内安装弹簧2、环形挡圈4、内密封圈3、外密封圈5和卡环6，所述弹簧2后端顶在所述左环形槽的底部，所述弹簧2的前端顶在环形挡圈4上，所述环形挡圈4由外密封圈3、内密封圈5密封，所述环形挡圈4由卡环6限位，所述卡环6安装在左环形槽内；所述右柱塞体7上加工有周向布置的右环形槽，所述右环形槽的开口位于所述右柱塞体的左端面，所述右环形槽的开口与所述左环形槽的开口连通，所述右环形槽通过通孔与所述中心空腔连通。

所述右环形槽通过至少两个半圆孔与中心空腔连通，至少两个半圆孔沿圆周等圆弧间隔设置。当然，也可以采用其他的连通方式。

所述环形挡圈4上加工有至少两个沿径向均匀分布的阻尼孔。当然，设置一个阻尼孔也是可行的方案。

所述左柱塞体1加工有阻尼孔，所述阻尼孔一端与位于环形挡圈后方的左环形槽连通，另一端与左柱塞体的外壁连通；所述阻尼孔可以是一个，也可以是多个。

所述弹簧2的前端顶在环形挡圈4的后端上，所述环形挡圈的前端设置所述卡环6，卡环6能够限制环形挡圈4的位置；图1所示状态，环形挡圈4被卡环6阻挡，弹簧2的弹力与卡环的反作用力相等，当柱塞腔压力大于弹簧弹力时，环形挡圈4左移，压缩弹簧2，压缩后的弹簧的弹力变大，直到压缩后的弹簧的压力与柱塞腔压力相等；当柱塞腔压力减小时，环形挡圈4右移，其右移的行程受到卡环的限位。

所述左柱塞体1和右柱塞体7的连接处采用摩擦焊的形式焊接。左柱塞体上放置由密封圈密封的环形挡圈，在弹簧的作用下，压紧在卡环上面，当柱塞腔压力升高时，右柱塞体内半圆孔通道中的压力升高，油液压力使得环形挡圈左移，中心空腔中部分油液进入右柱塞体环形腰槽，防止了压力超调；当柱塞腔压力减小时，在弹簧的作用下，环形挡圈将右柱塞体环形槽中的油液排出，补充到柱塞腔中，防止了压力太低，产生气穴现象。从而减小了流量脉动，减小了柱塞泵的噪声。

由于在左柱塞体和右柱塞体上分别加工出两个环形槽，柱塞体的质量减小15％左右，这样，由于柱塞运动的惯性力也就减小了15％左右。当柱塞的惯性力减小后，其作用在些盘上的力和力矩都得到了减小，控制斜盘转动的力和力矩就也可以变小，所以消耗在斜盘上的能量就得到了减小。从而，此种设计可以很好的节约能源。

Claims (6)

1.一种抗压力冲击的低惯性柱塞，其特征在于：所述低惯性柱塞包括左柱塞体和右柱塞体，所述左柱塞体的右端面和右柱塞体的左端面固定连接，所述左柱塞体和右柱塞体的中部设有中心空腔；所述左柱塞体上加工有周向布置的左环形槽，所述左环形槽的开口位于所述左柱塞体的右端面，所述左环形槽内安装弹簧、环形挡圈和卡环，所述弹簧后端顶在所述左环形槽的底部，所述弹簧的前端顶在环形挡圈上，所述环形挡圈可滑动地密封安装在所述左环形槽内，且所述环形挡圈由卡环限位，所述卡环安装在左环形槽内；所述右柱塞体上加工有周向布置的右环形槽，所述右环形槽的开口位于所述右柱塞体的左端面，所述右环形槽的开口与所述左环形槽的开口连通，所述右环形槽通过通孔与所述中心空腔连通。

2.如权利要求1所述的抗压力冲击的低惯性柱塞，其特征在于：所述环形挡圈的内圈、外圈分别通过密封圈与左环形槽连接。

3.如权利要求1或2所述的抗压力冲击的低惯性柱塞，其特征在于：

所述右环形腰槽通过至少两个半圆孔与中心空腔连通，至少两个半圆孔沿圆周等圆弧间隔设置。

4.如权利要求1或2所述的抗压力冲击的低惯性柱塞，其特征在于：

所述环形挡圈上加工有至少两个沿径向均匀分布的阻尼孔。

5.如权利要求1或2所述的抗压力冲击的低惯性柱塞，其特征在于：

所述左柱塞体加工有阻尼孔，所述阻尼孔一端与位于环形挡圈后方的左环形槽连通，另一端与左柱塞体的外壁连通。

6.如权利要求1或2所述的抗压力冲击的低惯性柱塞，其特征在于：

所述左柱塞体的右端面和右柱塞体的左端面的连接处采用摩擦焊的形式焊接。

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