一种柱塞的制作方法

本实用新型涉及液压元件及液压系统技术领域，特别涉及一种柱塞。

背景技术：

在工程机械领域，尤其是掘进类机械装备，其作业工况极其恶劣，滑靴、柱塞、配流盘和缸体等关键部件易出现划伤，其报废原因95％以上是因为柱塞缸体副、柱塞主轴副、缸体配流副、滑靴副等关键摩擦副失效引起的；主要失效形式为磨损、冲击撞伤等引起的泄漏、卡死或柱塞断裂等。上述失效原因都是因为关键部件的材料耐磨损、抗冲击性能差等原因造成的，其中跟柱塞有关的失效占比达到50％以上。

现阶段，市场上高压、高转速的液压马达、泵的柱塞大多采用柱塞环密封，柱塞环材料制造工艺特殊，价格比较贵；同时，在运动过程中，当柱塞受到冲击时，冲击力会通过柱塞杆传递给柱塞环，导致柱塞环与缸体孔碰撞，因柱塞环受力面很小，可以理解成线接触，虽然柱塞环会伸缩，释放部分冲击能量，但大部分冲击能量会作用在柱塞环与缸体孔上，导致油膜失效，干摩擦，刮伤缸体孔与柱塞环，严重时导致柱塞杆与活塞分离，致使泄漏量加大甚至马达、泵整体失效。

因此，如何提供一种可以有效避免柱塞杆和活塞分离的柱塞，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种柱塞，通过在柱塞杆与活塞连接的地方设置限位装置，有效避免了柱塞杆与活塞分离以及轴向运动，大大降低了液压缸体运行过程中对缸体本身以及柱塞的冲击，有效保护了缸体孔和柱塞，延长了液压设备的使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种柱塞，包括柱塞杆、活塞和限位件，所述柱塞杆的大凸球部用于与主轴或滑靴球窝配合连接，所述柱塞杆的球状内腔与所述活塞的小凸球部配合连接，所述球状内腔的内壁上设有用于安装所述限位件的限位槽。

优选地，还包括用于限位所述限位件的封堵销，且所述柱塞杆的杆身上且靠近所述球状内腔的端部设置有用于安装所述封堵销的封堵孔。

优选地，所述封堵孔沿所述球状内腔的径向设置。

优选地，所述限位槽与所述封堵孔相通。

优选地，所述封堵孔为锥孔。

优选地，所述大凸球部上设置有螺旋油槽。

优选地，所述柱塞杆的杆身为圆锥体结构。

优选地，所述球状内腔的球心与所述小凸球部的球心重合。

优选地，所述限位件为钢珠。

优选地，所述球状内腔与所述小凸球部配合间隙为0～0.03mm。

本实用新型所提供的柱塞，主要包括柱塞杆、活塞和限位件，柱塞杆的大凸球部用于与主轴或滑靴球窝配合连接，柱塞杆的球状内腔与活塞的小凸球部配合连接，球状内腔的内壁上设有用于安装限位件的限位槽。本实用新型提供的柱塞，通过在柱塞杆上设置封堵孔以及限位槽，并通过限位件将柱塞杆和活塞紧密地连接在一起，在柱塞杆运动的过程当中，提升了限位槽、限位件以及活塞的球状内腔构成的近似轴承结构稳定，旋转、摆动、往复运动正常。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

其中，图1中：

柱塞杆—1，大凸球部—101，球状内腔—102，限位槽—103，封堵孔—104，螺旋油槽—105，活塞—2，小凸球部—201，限位件—3，封堵销—4。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，柱塞主要包括柱塞杆1、活塞2和限位件3，柱塞杆1的大凸球部101用于与主轴或滑靴球窝配合连接，柱塞杆1的球状内腔102与活塞2的小凸球部201配合连接，球状内腔102的内壁上设有用于安装限位件3的限位槽103。

其中，柱塞杆1的大凸球部101用于与主轴或滑靴球窝配合连接，柱塞杆1的球状内腔102与活塞2的小凸球部201配合连接，球状内腔102的内壁上设有用于安装限位件3的限位槽103，限位件3用于限制柱塞杆1与活塞2的分离。

具体的，在柱塞杆1实际的运动过程当中，柱塞杆1带动活塞2向缸体方向运动，此时由于柱塞杆1的球状内腔102与活塞2的小凸球部201配合连接，柱塞杆1会推动活塞2向内运动，进而实现液压油的排除，当柱塞杆1带动活塞2向缸体反方向运动，此时限位件3受到柱塞杆1的作用力，进而使活塞2的小凸球部201受到作用力，保证柱塞杆1和活塞2以一个整体的形式进行回复运动，达到吸油的目的。

为了优化上述实施例中柱塞运行过程中受力更加均匀、磨损程度更小的优点，还包括用于限位限位件3的封堵销4，且柱塞杆1的杆身上且靠近球状内腔102的端部设置有用于安装封堵销4的封堵孔104。柱塞杆1设计有封堵孔104，封堵孔104为径向设置，与限位槽103的底部相连；封堵孔104优选设计成直孔或锥孔；封堵孔104预置封堵销4，通过焊接、螺纹连接或者过盈配合热冷装的形式，优选堆焊，把封堵孔104口部焊实填满，限制封堵销4从封堵孔跑出，从而确保限位槽103、限位件3以及活塞2的球状内腔102构成的近似轴承结构稳定，旋转、摆动、往复运动正常。

进一步地，封堵孔104沿球状内腔102的径向设置；限位槽103与封堵孔104相通。相当于将封堵孔104和限位槽103设置为相通，使限位件3更加紧密地与柱塞杆1和活塞2连接，进一步提升了限位槽103、限位件3以及活塞2的球状内腔102构成的近似轴承结构稳定，旋转、摆动、往复运动正常。

进一步地，封堵孔104为锥孔，外小内大。锥孔有利于稳固限位件3，可以使球状内腔102与活塞2的小凸球部201连接更加紧密，进一步限制了柱塞杆1和活塞2之间的轴向移动，保证了运动的稳定性。当然，封堵孔104还可为台阶孔。

进一步地，大凸球部101上设置有螺旋油槽105。在柱塞运动的过程当中，时刻伴随着相互冲击力，大凸球部101时刻受到来自柱塞本身的冲击力，而外活塞2时刻受到来自缸体孔的冲击力，当大凸球部101与活塞2在受到冲击力时，机会对本身造成磨损，在大凸球部101上设置螺旋油槽105，在柱塞运动时，螺旋油槽103和环状油槽205渗出润滑油，可以减小大凸球部101的表面摩擦力，减小大凸球部101的磨损，延长柱塞的使用寿命。

进一步地，柱塞杆1的杆身为圆锥体结构。柱塞杆1的杆身与滑靴连接的为大凸球部101，与活塞2连接的为小凸球部102，当柱塞杆1的大凸球部101受到滑靴带动进行轴向运动时，通过以大带小的方式带动活塞2进行运动，提高了柱塞的运动效率，可以使柱塞杆1快速带动液压油的进出，提高液压动力转换机械动力的效率。

进一步地，球状内腔102的球心与小凸球部201的球心重合；球状内腔102与小凸球部201配合间隙为0～0.03mm。同样的，涉及到机械力学角度，在力与作用力之间也存在着冲击，当这种冲击作用体现到例如小凸球部102与小凹球面201之间时，小凸球部102与小凹球面201的受力稳定性极为重要，将小凸球部102的球心与小凹球面201的球心重合设计，可以保证小凸球部102与小凹球面201受到冲击力时，保证了小凸球部102与小凹球面201的稳定性，避免小凸球部102与小凹球面201轴向振动，减小相互摩擦，提高小凸球部102与小凹球面201使用寿命。需要说明的是，小凸球部102与活塞2设置为球形，通过球面配合增大受力面积、减少局部受力，减少冲击。需要说明的是，小凸球部102的球心与小凹球面201配合间隙为0～0.03mm，这个间隙范围只是根据试验确定的，还可以根据其他现场情况来确定，再次不做具体限定。

进一步地，限位件3为钢珠。通过钢球进行限位，钢球本身材质的强度高，耐磨损，可以提高限位时间，增加柱塞泵的使用寿命；钢球接触为点接触，可以很好地将冲击力集于一点，提高冲击力作用时泵的整体稳定性；钢球成本低，大大降低了泵的制作成本。

综上所述，本实施例所提供的柱塞主要包括柱塞杆、活塞和限位件，柱塞杆的大凸球部用于与主轴或滑靴球窝配合连接，柱塞杆的球状内腔与活塞的小凸球部配合连接，球状内腔的内壁上设有用于安装限位件的限位槽。本实用新型提供的柱塞，通过在柱塞杆上设置封堵孔以及限位槽，并通过限位件将柱塞杆和活塞紧密地连接在一起，在柱塞杆运动的过程当中，提升了限位槽、限位件以及活塞的球状内腔构成的近似轴承结构稳定，旋转、摆动、往复运动正常。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。