具有高液压承受能力的柱塞结构的制作方法

本实用新型涉及一种柱塞泵领域，特别涉及一种具有高液压承受能力的柱塞结构。

背景技术：

柱塞泵是液压系统的一个重要装置，其具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。

如授权公告号为2013208312290的中国专利公开了一种柱塞结构，其包括柱塞、柱塞套，柱塞与柱塞套滑配合，柱塞套被泵的第一部分压紧安装在泵的第二部分上，第二部分用于安装柱塞套的表面设有径向槽，所述的柱塞套向下延伸出一下部，该下部与径向槽紧配合。

柱塞泵主要依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油；而要实现高压、大流量的性能要求就需要柱塞足够的往运动速度，一般方式有两种，1是增加电机输出功率，2是缩小柱塞结构的体积以减少偏心轮的运动半径，而要缩小柱塞结构，就需要改变传统的宝石球单向阀塞结构，并对柱塞结构稳定性和结构密封性提出了很高的要求；尤其是单向阀机构，单向阀结构使得柱塞结构具有用于交替传输油液，也就是不断的进油、输出的能力，但也因此承受极大的压力,因此需要设计一种结构使其保持稳定。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种柱塞结构，具有保持柱塞泵的单向阀结构稳定、不易脱离的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种具有高液压承受能力的柱塞结构，包括柱塞座，所述柱塞座内设置有进油孔、出油孔、连通出油孔和进油孔的油路，所述进油孔和出油孔均设置有用于交替传输油液的单向导通结构，所述出油孔和进油孔上均设置有压紧并防止单向导通结构脱离的锁紧结构，所述锁紧结构包括锁紧环和止旋台阶，所述进油孔和出油孔分别与设置在其孔上的锁紧环螺纹连接，所述进油孔和出油孔上均设置有止旋台阶，所述止旋台阶和锁紧环对接的位置均设置有具有直角三角形齿的齿环，所述止旋台阶上的齿环与锁紧环上的齿环以直角齿边配合阻止锁紧环旋出，所述锁紧环上的齿环与锁紧环沿轴向弹性连接。

采用上述结构，单向阀结构使得柱塞结构具有用于交替传输油液，也就是不断的进油、输出的能力，但也因此承受极大的压力,利用锁紧环螺纹旋紧的方式对单向导通结构进行压紧，可以增加单向导通结构的稳定性，并且在锁紧环和止旋台阶的齿环的对接可以阻止在柱塞结构工作的时候因为柱塞结构的震动而导致螺纹松动；在锁紧环旋入的时候，由于弹性结构的轴向让开，齿环沿三角形齿的斜边导向不断旋入直至压紧，使得导向导通结构额外增加预压力，对接完成后，由于弹性结构的预压力保持，齿的直角边对接，但由于缺少导向无法反向旋出。

进一步优选为：所述锁紧环内设置有环形空腔，所述锁紧环上的齿环设置在环形空腔并以齿环的齿部轴向超出锁紧环表面，所述锁紧环有齿的一端轴向凸出设置带有外螺纹的凸部。

采用上述结构，将齿环和锁紧环组成一个稳定的整体。

进一步优选为：所述锁紧环上的齿环与锁紧环之间设置有弹性垫圈或碟簧。

采用上述结构，可以以环状的结构提供轴向弹性力，使得在旋入的时候齿环和止旋台阶的齿部可以通过斜边的导向让开。

进一步优选为：所述锁紧环的超出进油孔或出油孔的一端设置为外六角。采用上述结构，外六角可以在加紧的时候便于采用扳手等工具。

进一步优选为：所述单向导通结构包括用于阻止流通的阀片和容纳阀片的花兰，所述花兰包括顶盖和多个绕顶盖中心均匀设置的支脚，所述阀片与支脚的内壁滑移连接，所述花兰的顶盖上设置有通油孔，所述进油孔的花兰的支脚背向油路，且阀片外移封闭进油孔，所述出油孔的花兰的支脚朝向油路，且阀片内移封闭出油孔，所述阀片与顶盖之间设置有预压弹簧。

采用上述结构，进油孔内的阀片和出油孔内的阀片的封闭方向是逆向的，当阀座内的柱塞被拉出的时候，由于负压的作用，进油的的阀片被拉开，并且由于弹簧的作用阀片和顶盖之间存在一定的间隔，油液从进油孔进入，而后经过花兰的支脚之间的空隙以及花兰与阀片之间的间隔空间，其后从通油孔进入油路，并充斥行腔；当柱塞向内推的时候，进油孔的阀片朝向油路的表面受到的油压较大，在加上预压弹簧的作用，阀片迅速封闭，同时出油孔内的阀片迅速打开，与进油的过程相似，油液从出油孔内花兰的通油孔出油；相比于宝石球单向阀，阀片的厚度可以设置的很薄，并且其行程也可以更小，整体结构自然可以限制在较小的范围，并且相对于宝石球的球面受力的方式，油压对阀片的作用与其滑移方向相同，通过花兰的限定之后，油液在进出口的流动路径需要经过阀片的边缘，而后绕至其反面，也就是在作用的时候受推作用力面的作用力的变化会优于背向的作用力面，使得这种单向结构的开启和封闭的反应速度会明显快于宝石球；此外，如前面所提的油的流动路径的变化，使得在开启和关闭阀片的时候油液回流损失会少很多；综合以上效果，此种单向结构的油液输送，也就是油压传递的效率会大大提高。

进一步优选为：所述阀片和顶盖相对的一端均设置有弹簧槽，当阀片密封进油孔或出油孔时，对应的孔内的预压弹簧处于张紧状态。

采用上述结构，弹簧是非密封结构，可以很好的给阀片和花兰的顶盖之间的油液传递提供空间，但在其不断伸缩的过程中，即使弹簧以焊接等方式固定连接，如果不加以限定仍然有可能松动产生偏移，通过弹簧槽的限定可以有效的阻止弹簧产生径向的偏移，并且由于预压力的存在，即是连接产生松动，弹簧也不会产生偏移或脱离。

进一步优选为：所述支脚的端部设置有连接所有支脚的凸环。

采用上述结构，凸环将支脚连为一体，使得成为受力整体，结构强度更高，避免单个支脚由于集中受力而较快的产生弯曲；同时环状的连成一体之后，极大的提升了支脚承受径向作用力的能力，使得更容易、也更稳定的通过过盈等方式固定在进油孔或出油孔内。

进一步优选为：述出油孔的内腔设置为阶梯孔，所述凸环背向顶盖的端部抵接在阶梯孔的轴向面上，所述凸环的圆周面与阶梯孔的内壁过盈配合，且与凸环配合的阶梯孔的内径由内向外逐渐缩小。

采用上述结构，凸环使得支脚总成具有一定的承受径向力的能力，可以通过过盈配合加强固定并增加稳定性，而阶梯孔内径缩小使得其无法沿轴向产生脱离，结构更加稳定，也使得柱塞结构可以承受很高油压，为提高液压泵的压力等级提供了必要条件；

一般这种结构是在花兰装配完成之后，通过工装抵接并挤压阶梯孔的轴向表面，将阶梯孔的内壁向其轴线挤压，以此形成上述所说的阶梯孔内径缩小的结构。

进一步优选为：所述阶梯孔设置为多级阶梯，所述出油孔的阀片朝向油路的一侧设置有中空的出油阀芯，所述出油阀芯朝向油路的一端与出油阶梯的最内层的台阶抵接，所述出油阀芯的外壁抵接在凸环的内壁上。

采用上述结构，虽然凸环使得支脚成为受力总成，但由于其厚度仍然较小，以其自身的强度显然可能因为弹性形变而脱离，通过增加阀芯对支脚的内壁进行挤压，提供受力补偿，则可以使得凸环始终保持很大的预紧力，承受压力更高，结构更加稳定。

进一步优选为：所述进油孔内的凸环的朝向油路的表面与进油孔内设置的台阶抵接，所述凸环的另一面抵接压紧设置有中空处进油阀芯，所述进油阀芯与进油孔过盈配合，所述进油阀芯阻止阀片脱离。

采用上述结构，进油阀芯和出油阀芯的作用相似，但由于进出油口的花兰的安装方式不同，其对应的结构会发生一定程度的变化。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、利用锁紧环螺纹旋紧的方式对单向导通结构额外增加预压力，可以有效增加单向导通结构的稳定性，防止单向导通结构轴向脱离；

2、锁紧环和止旋台阶的齿环的对接可以阻止在柱塞结构工作的时候因为柱塞结构的震动而导致螺纹松动；

3、以花兰和阀片的方式，液压变化反应迅速、油液回流损失小，传输效率高；

4、凸环、阀芯、渐变的阶梯孔等结构的设置，使得花兰阀片的结构更加稳定，能够承受更高的压力，为提高液压泵的压力等级提供良好的条件。

附图说明

图1是实施例一的整体结构图；

图2是实施例一的柱塞结构的爆炸图；

图3是实施例一的柱塞结构的内部结构图；

图4是实施例一的花兰的结构图；

图5是实施例一的花兰另一面的结构图；

图6是实施例二的柱塞结构和锁紧结构的结构示意图。

图中，1、柱塞座；2、柱塞；3、花兰；4、阀片；5、进油阀芯；50、出油阀芯；6、封环；7、锁紧环；8、预压弹簧；10、单向导通结构；11、出油孔；12、进油孔；13、油路；14、行腔；15、止旋台阶；31、顶盖；32、支脚；33、凸环；34、通油孔；35、弹簧槽；51、环形凸台；71、弹性垫圈；72、齿环；73、凸部；74、环形空腔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的保护范围内都受到专利法的保护。

实施例1：具有高液压承受能力的柱塞结构，如图1和3所示，包括柱塞座1和柱塞2，柱塞座1内设置有进油孔12、出油孔11、油路13、行腔14，油路13连通出油孔11和进油孔12，并与行腔14连通；行腔14供柱塞2滑移，是产生容积变化及对应的负压变化的主要区域。

进油孔12和出油孔11均设置有单向导通结构10，使得进油和出油形成交替往复，达到油液输送的目的，同时也是保持液压的主要结构。

参照图2和4，单向导通结构10包括用于阻止流通的阀片4和容纳阀片4的花兰3，花兰3包括顶盖31和多个绕顶盖31中心均匀设置的支脚32，阀片4与支脚32的内壁滑移连接；阀片4与顶盖31之间设置有预压弹簧8，并在阀片4和顶盖31相对的一端均设置有弹簧槽35，以增加弹簧连接的稳定性，当阀片4密封进油孔12或出油孔11时，对应的孔内的预压弹簧8处于张紧状态。

参照图4和5，花兰3的顶盖31上设置有通油孔34，通油孔34为油液传输的主要通道；支脚32为6条形成等边空间三角形的结构，且6条支脚32用凸环33连接为受力整体，凸环33设置在支脚32的端部并呈现为外凸，也就是凸环33的外径大于多个支脚32围成的外圆直径，一般顶盖31、支脚32和凸环33为一体制造，此种方式极大增大花兰3的结构强度，尤其是径向的承压能力大大提高。

并且由于进油孔12和出油孔11对油液的作用效果是交替的，花兰3和阀片4的安装方式也有差异。

参照图2和3，出油孔11的花兰3的支脚32朝向油路13，且阀片4内移封闭出油孔11；出油孔11为多级阶梯孔，阶梯的最内层安装中空的出油阀芯50，并且出油阀芯50以其端部与最内层的台阶轴向抵接，第二层安装凸环33，同样凸环33背向顶盖31的端部与阶梯孔的轴向面抵接，此外，凸环33的圆周面与阶梯孔的内壁过盈配合，且与凸环33配合的阶梯孔的内径由内向外逐渐缩小，以阻止孔内的各结构脱离；同时，出油阀芯50的外壁抵接在凸环33的内壁上，为其提供受力补偿，保持其稳定。

进油孔12的花兰3的支脚32背向油路13，且阀片4外移封闭进油孔12;进油孔12内的凸环33的朝向油路13的表面与进油孔12内设置的台阶抵接，凸环33的另一面抵接压紧设置有中空处进油阀芯5，进油阀芯5与进油孔12过盈配合。

另外，出油阀芯50和进油阀芯5朝向阀片4的一端均设置有环形凸台51，环形凸台51与阀片4抵接，以此减缓阀片4的形变，并使其即使发生微量的形变仍然能有较好的密封效果。

此外，进油孔12和出油孔11的朝外的开口均设置有封环6，封环6与进油孔12或出油孔11过盈连接，一方面防止油液泄露，另一方面进一步保持单向结构稳定，防止脱离。

使用时，一般结构液压泵为柱塞2提供往复推拉的动力，当柱塞2被拉出的时候，由于负压的作用，进油的的阀片4被拉开，并且由于弹簧的作用阀片4和顶盖31之间存在一定的间隔，油液从进油孔12进入，而后经过花兰3的支脚32之间的空隙以及花兰3与阀片4之间的间隔空间，其后从通油孔34进入油路13，并充斥行腔14；当柱塞2向内推的时候，进油孔12的阀片4朝向油路13的表面受到的油压较大，在加上预压弹簧8的作用，阀片4迅速封闭，同时出油孔11内的阀片4迅速打开，与进油的过程相似，油液从出油孔11内花兰3的通油孔34出油。

相比于宝石球类的单向阀，阀片4的厚度可以设置的很薄，并且其行程更小，因此整体结构可以限制在较小的范围，并且相对于宝石球的球面受力的方式，油压对阀片4的作用与其滑移方向相同，使得这种单向结构的开启和封闭的反应速度会明显快于宝石球类的单向阀。

实施例2：如图6所示，与实施例1的不同之处在于，出油孔11和进油孔12上均额外增加锁紧结构，锁紧结构给单向导通结构10增加额外的预压力并防止其脱离。

锁紧结构包括锁紧环7和止旋台阶15，进油孔12和出油孔11的孔口均设置有止旋台阶15，止旋台阶15和锁紧环7对接的位置均设置有具有直角三角形齿的齿环72，锁紧环7内设置有环形空腔74，锁紧环7上的齿环72设置在锁紧环7内并以齿环72的齿部轴向超出锁紧环7表面，并在锁紧环7上的齿环72与锁紧环7之间设置有弹性垫圈71或碟簧，锁紧环有齿的一端轴向凸出设置带有外螺纹的凸部，进油孔12和出油分别与设置在其上的锁紧环7的凸部73螺纹连接，

在锁紧环7旋入的时候，由于弹性结构的轴向让开，齿环72沿三角形齿的斜边导向不断旋入直至压紧，使得导向导通结构额外增加预压力，对接完成后，由于弹性结构的预压力保持，止旋台阶15上的齿环72与锁紧环7上的齿环72以直角齿边配合阻止锁紧环7反向旋出。