活塞单元及油压减振器的制作方法

本发明属于轨道机车车辆用油压减振器技术领域，尤其涉及一种活塞单元及油压减振器。

背景技术：

轨道机车车辆用油压减振器包括工作缸以及置于工作缸中的活塞单元，所述油缸中充注有卸荷油液，参见图1和图2，所述活塞单元包括活塞本体11，所述活塞本体11的顶部设置有一个或者多个阀体组件，所述每个阀体组件均包括阀罩12、阀芯13和弹簧14。所述阀罩12和阀芯13均为圆柱状结构，所述阀罩12轴向设置有通孔121，所述阀芯13轴向设置有盲孔131，所述阀罩12的外表面与所述活塞本体11螺纹连接，所述阀芯13套设于所述阀罩12的通孔121中，所述通孔121对所述阀芯13的运动起导向作用，且所述阀芯13外表面与所述通孔121内表面间隙配合，从而封闭油路；所述阀芯13盲孔131的底部侧壁上设置有方形卸荷口132，所述阀芯13顶部通过弹簧14与所述活塞本体11连接以使所述阀芯13能够上下移动，所述阀芯上设置有封油部15，所述弹簧14可压迫所述封油部15上表面与所述阀罩12下表面相贴合以封闭油路，所述活塞本体11的底面上与所述阀芯13相对应的位置处设置有排出口111；当所述活塞本体11向上运动时，活塞本体11上方的油液压力增加，所述阀芯13在油液的压力下向下移动，所述卸荷口132与所述阀罩12通孔121内表面分离，所述活塞本体11上方油液依次通过所述阀芯13的盲孔131、卸荷口132及活塞本体11的排出口111，从活塞本体11上方流入活塞本体11下方，从而完成卸荷过程，达到减振效果。为了使油压减振器具有双向的卸荷和减振效果，所述活塞本体11底部上进一步设置有阀体组件，所述活塞本体11底部的阀体组件与活塞本体11顶部的阀体组件相互背离且交错设置。

由上述可知，活塞单元中的阀体组件为单向阀体，只能对活塞本体一个方向的运动实现卸荷和减振功能，为了实现双向卸荷减振，则必须在活塞本体的相对两面分别设置阀体组件，所需阀体组件较多，成本较高，而且加工安装过程复杂。

因此，设计出一种结构简单且能实现双向卸荷减振的活塞单元，以及应用该活塞单元的油压减振器，对于本领域技术人员来说是非常必要的。

技术实现要素：

本发明针对现有双向卸荷的油压减振器结构复杂的技术问题，提出一种结构简单的活塞单元，以及应用该活塞单元的油压减振器，且能实现双向卸荷减振的功能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明的活塞单元，通过设置可被所述活塞本体上方油液压迫向下运动的阀套，和可被所述活塞本体下方油液压迫向上运动的阀芯，以及在所述阀芯与所述阀套相配合的表面上设置可连通所述活塞本体上下方油液的卸油孔，避免了现有技术中分别在所述活塞本体相对两面分别安装阀体组件导致的成本高和加工安装复杂的技术问题，结构简单性能稳定，有利于提高工作效率。

2、本发明的活塞单元，所述卸油孔设置于所述阀芯与所述阀套相配合的外表面上，随着所述阀套沿所述活塞本体轴向向下运动，或者所述阀芯沿所述活塞本体轴向向上运动，所述卸油孔逐渐与所述阀套分离，从而使所述活塞本体上下方的油液逐渐相连通，避免了油液流通量瞬间增加导致的瞬间卸荷，提高了本发明活塞单元的质量稳定性，并满足阻尼力与卸荷速度呈线性或类线性的要求。

3、本发明的活塞单元，所述第二节流孔设置于所述阀芯的顶端，与现有技术中的节流孔相比，不仅加工方便，而且加工时不会影响所述阀芯外表面与所述通孔内表面的配合精度。

4、本发明的活塞单元只需要在设计阶段调节所述阀套截面积与阀芯截面积的比值即可实现双向卸荷的阻尼力相等，与现有技术中需分别调试所述活塞本体相对两面上阀体组件的弹簧的预紧力相比，组装工艺大大简化，有利于提高工作效率。

5、本发明的活塞单元，所述阀芯底端设置有排出口，所述排出口的一端与所述阀芯和活塞本体之间的空腔相连通，所述排出口的另一端与所述盲孔相连通，保证了所述活塞本体下方油液与所述阀芯和活塞本体之间空腔的油液压力平衡，进一步提高了本发明活塞单元的质量稳定性。

附图说明

图1为现有技术油压减振器活塞单元的结构示意图；

图2为图1中a-a方向剖视图；

图3为本发明活塞单元的结构示意图；

图4为本发明活塞单元的俯视图。

以上各图中：11、活塞本体；111、排出口；12、阀罩；121、通孔；13、阀芯；131、盲孔；132、卸荷口；133、节流孔；14、弹簧；15、封油部；

21、活塞本体；211、排出口；22、阀套；221、第一台肩；222、第一通孔；23、阀芯；231、卸油孔；232、盲孔；233、第二台肩；234、第二节流孔；235、排出口；24、锁紧螺母；241、第二通孔；25、弹簧；26、垫片。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，轴向是指工作缸和活塞本体的轴向，也是活塞本体运动的方向；周向是指工作缸和活塞本体的圆周方向；径向是指工作缸和活塞本体的半径方向；术语“顶”、“底”“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图2和附图3所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图3，图3为本发明活塞单元的结构示意图。如图3所示，一种活塞单元，设置于油压减振器上，用于封闭或开启油路以达到减振效果，所述油压减振器内充注有油液；本发明的活塞单元包括活塞本体21和阀体组件，所述阀体组件轴向安装于所述活塞本体21上，所述阀体组件包括阀套和阀芯，所述阀套22可沿轴向朝向所述活塞本体21底部运动，所述阀套22的外表面与所述活塞本体21相配合，该处配合的精度满足封闭油路的要求，所述阀套22中轴向套设有阀芯23，所述阀芯23可沿轴向背离所述活塞本体21底部运动，所述阀芯23与所述阀套22间隙配合，该处间隙配合的精度满足封闭油路的要求；所述阀芯23套设于与所述阀套22中的表面上设置有可流通油液的卸油孔231，所述阀芯23与所述活塞本体21相配合的一端(即底端)轴向设置有盲孔232，所述盲孔232的开口朝下，所述卸油孔231与所述盲孔232相连通，所述活塞本体21与所述盲孔232相对应的位置设置有第一排出口211，所述第一排出口211与所述活塞本体21下方油液相连通。

本发明的活塞单元，通过设置可被所述活塞本体21上方油液压迫向下运动的阀套22，和可被所述活塞本体21下方油液压迫向上运动的阀芯23，以及在所述阀芯与所述阀套22相配合的表面上设置可连通所述活塞本体21上下方油液的卸油孔231，避免了现有技术中分别在所述活塞本体21相对两面分别安装阀体组件导致的成本高和加工安装复杂的技术问题，结构简单性能稳定，有利于提高工作效率。

进一步地，所述阀套22底部进一步设置有第一台肩221，所述第一台肩221的顶面可与所述活塞本体21相配合以限制所述阀套22向上运动，所述阀芯23的底部与所述活塞本体21的底部相配合以限制所述阀芯23向下运动。

具体地，初始位置时，所述活塞本体21上方和下方的油液压力平衡，所述盲孔232通过所述第一排出口211与所述活塞本体21下方的油液连通，所述阀套22与活塞本体21相配合以封闭所述活塞本体21上方的油路，所述阀芯23与阀套22间隙配合以封闭所述活塞本体21上方的油路，所述卸油孔231与阀套22相贴合以封闭所述活塞本体21上方的油路。

进一步地，当所述活塞本体21向上运动时，所述活塞本体21上方的油液压力增加，所述活塞本体21上方的油液压迫所述阀套22沿轴向向下运动，所述阀芯23在所述活塞本体21底部的作用下不能向下运动，随着所述阀套22的向下运动，所述卸油孔231逐渐与所述阀套22分离并与所述活塞本体21上方的油液相连通，从而使所述活塞本体21上方的油液通过所述卸油孔231流入所述盲孔232，并通过所述第一排出口211流入所述活塞本体21下方，使所述活塞本体21上方和下方的油液压力相平衡，达到卸荷和减振效果。

进一步地，当所述活塞本体21向下运动时，所述活塞本体21下方的油液压力增加，所述活塞本体21下方的油液压迫所述阀芯23沿轴向向上运动，所述阀套22在所述第一台肩221和活塞本体21配合的作用下不能向上运动，随着所述阀芯23向上运动，所述卸油孔231逐渐与所述阀套22分离并与所述活塞本体21上方的油液相连通，从而使所述活塞本体21下方的油液依次通过所述第一排出口211、盲孔232和卸油孔231流入所述活塞本体21上方，使所述活塞本体21上方和下方的油液压力相平衡，达到卸荷和减振效果。

需要说明的是，现有技术中，加工所述卸荷口132时需要夹持所述阀芯13与所述阀罩12相配合的外表面，不可避免地会对所述阀罩12和阀芯13配合面的形位公差造成影响，进而影响阀体组件和油压减振器的质量和精度。

本发明的活塞单元，所述卸油孔231设置于所述阀芯23与所述阀套22间隙配合的外表面，加工所述卸油孔231时只需夹持所述阀芯23的底端即可，该处不是所述阀芯23与所述阀罩23的配合面，进而不会影响所述阀芯23和阀罩22的形位公差，使本发明活塞单元具有稳定的质量和精度性能。

继续参见图3，如图3所示，为了实现不同的卸荷和减振效果，所述卸油孔231可设置为一个或者多个，当所述卸油孔231为多个时，为了提高油液流通过程中稳定性，所述多个卸油孔231在所述阀芯23外表面上沿所述阀芯23周向均匀分布。同时，所述卸油孔231的形状并不局限于一种，只要能够有利于所述油液均匀流通即可。作为优选，所述卸油孔231沿所述阀芯23径向设置，以增加油液流通过程的稳定性。

进一步地，现有技术中的卸荷口132设置于所述阀芯13盲孔的一侧，所述活塞本体11上方的油液均通过该卸荷口132流入所述活塞本体11下方，所述油液流过所述卸荷口132时不可避免地对所述卸荷口132相对一侧的阀芯13侧壁产生径向力，进而影响所述阀芯13的使用寿命。

本发明的活塞单元，所述多个卸油孔231均匀分布于所述阀芯23与所述阀套22相配合的外表面上，所述活塞本体21上方或者下方的油液流过所述卸油孔231时，所述油液对所述阀芯23产生的径向力相互抵消，避免了所述阀芯23的局部应力疲劳，进一步地提高了本发明活塞单元的质量和使用寿命。

继续参见图3，如图3所示，所述卸油孔231设置于所述阀芯23与所述阀套22相配合的外表面上，随着所述阀套22沿所述活塞本体21轴向向下运动，或者所述阀芯23沿所述活塞本体21轴向向上运动，所述卸油孔231逐渐与所述阀套22分离，从而使所述活塞本体21上下方的油液逐渐相连通，避免了油液流通量瞬间增加导致的瞬间卸荷，提高了本发明活塞单元的质量稳定性。

另一方面，当所述活塞本体21向上或者向下运动位移量较大，即所述活塞本体21上方或者下方油液压力增加较多时，所述阀套22向下运动位移量或者所述阀芯23向下运动位移量相应地比较大，从而使所述卸油孔231的流通面积增大，该处流过的油液量增加，即达到快速卸荷的效果，使本发明的活塞单元满足阻尼力与卸荷速度成正比的要求。

继续参见图3，如图3所示，所述阀套22轴向设置有第一通孔222，所述阀芯23套设于所述第一通孔222中，所述阀芯23与所述第一通孔222间隙配合，该处间隙配合的精度满足封闭油路的要求。

进一步地，所述阀体组件包括锁紧螺母24，所述锁紧螺母24的外表面与所述活塞本体21螺纹连接，所述锁紧螺母24轴向设置有第二通孔241，所述阀套22套设于所述第二通孔241中，所述第二通孔241的内表面与所述阀套22外表面间隙配合，该处间隙配合的精度满足封闭油路的要求。所述第一台肩221可与所述锁紧螺母24相配合以阻止所述阀套22沿轴向向上运动，并且所述第一台肩221的顶面与所述紧固螺母24的底面相贴合的精度满足封闭油路的要求。

为了进一步提高本发明活塞单元的密封性能，所述锁紧螺母24与所述活塞本体21螺纹连接的螺纹副处涂抹有螺纹密封胶，以保证所述锁紧螺母24安装到位后位置稳固，并且提高了螺纹副的密封性能，进一步提高了本发明活塞单元的质量稳定性。

为了实现本发明活塞单元的阀体组件自动复位的功能，所述阀体组件进一步包括弹簧25，所述阀芯23套设于所述弹簧25中，所述弹簧25的两端分别与所述阀套22和阀芯23固定连接，即，所述第一台肩221的底面与所述弹簧25的一端固定连接，所述阀芯23的底端设置有第二台肩233，所述第二台肩233的顶面与所述弹簧25的另一端固定连接，所述第一台肩221的顶面与所述锁紧螺母24的底面相贴合以封闭油路。

具体地，当所述活塞本体21上方油液压力增加时，所述活塞本体21上方油液压迫所述阀套22向下运动并使所述弹簧25压缩，从而所述卸油孔231与所述阀套22分离以使所述活塞本体21上方和下方的油液连通，当所述活塞本体21上方和下方的油液压力平衡后，所述弹簧25的恢复力使所述阀套22向上运动，直至所述第一台肩221的顶面与所述锁紧螺母24的底面贴合；当所述活塞本体21下方油液压力增加时，所述活塞本体21下方油液压迫所述阀芯23向上运动并使所述弹簧25压缩，从而所述卸油孔231与所述阀套22分离以使所述活塞本体21上方和下方的油液连通，当所述活塞本体21上方和下方的油液压力平衡后，所述弹簧25的恢复力使所述阀芯23向下运动，直至所述阀芯23底面与所述活塞本体21底面贴合。

需要说明的是，本发明的活塞单元在安装时，调节所述弹簧25的预紧力，以保证所述第一台肩221顶面与所述锁紧螺母24的底面相贴合满足封闭油液的要求。所述第二台肩233上设置有可调节所述弹簧25预紧力的垫片26，所垫片26设置有多种规格，每种规格的垫片26的厚度不同，当改变所述垫片26的数量和规格时，即可调节所述弹簧25的预紧力，以使本发明的活塞单元满足不同的卸荷和减振要求。

继续参见图3，如图3所示，所述阀芯23背离所述弹簧24的一端轴向设置有第二节流孔234，所述第二节流孔234与所述盲孔232相连通。当所述活塞本体21产生细微的向上运动，即所述活塞本体21上方的油液压力稍有增加，且该油液压力不足以克服所述弹簧24的弹力时，所述活塞本体21上方的油液可通过所述第二节流孔234流入所述盲孔232中，并通过所述活塞本体21上的第一排出口211流入活塞本体21下方，从而达到卸荷和减振效果。

参见图1和图2，现有技术中，所述阀芯13的盲孔131的底端径向设置有节流孔133，所述节流孔133将所述盲孔131中的油液与所述活塞本体11下方的油液连通，当所述活塞本体11产生细微的向上运动时，所述活塞本体11上方的油液可依次通过所述盲孔131和节流孔133流入活塞本体11下方，以实现卸荷和减振效果。但是因所述节流孔133位于所述盲孔132的底面，加工不方便，而且在加工所述节流孔133时，需要夹持住所述阀芯13与所述阀罩12通孔121相配合的外表面，不可避免地会影响所述阀芯13外表面与所述通孔121内表面的配合精度。

需要说明的是，因为所述活塞本体21顶面设置有活塞杆，所述活塞本体21上方的空间体积小于所述活塞本体21下方的空间体积，因此，所述活塞本体21向上运动相同位移和相同速度导致的对活塞本体21上方油液压力的增加值，小于所述活塞本体21向下运动相同位移和相同速度导致的对活塞本体21下方油液压力的增加值，从而导致所述阀套22向下运动位移小于所述阀芯23向上运动位移，进而导致所述阀套22向下运动引起的所述卸油孔231流通面积小于所述阀芯23向上运动引起的所述卸油孔231流通面积，因此，双向卸荷效果不相等。

为了实现双向卸荷减振阻尼力相等，所述阀套22的截面积需大于所述阀芯23的截面积，且所述阀套22截面积与阀芯23截面积的比值与所述活塞杆的直径、所述活塞本体21所在工作缸的直径有关。本发明的活塞单元只需要在设计阶段调节所述阀套22截面积与阀芯23截面积的比值即可实现双向卸荷的阻尼力相等，与现有技术中需分别调试所述活塞本体21相对两面上阀体组件的弹簧24的预紧力相比，组装工艺大大简化，有利于提高工作效率。

进一步地，本发明的活塞单元，在所述阀芯23的顶端设置第二节流孔234，通过所述第二节流孔234和盲孔232使所述活塞本体21上下方的油液相连通，所述第二节流孔234设置在所述阀芯23的顶端，不仅加工方便，而且在加工所述第二节流孔234时，只需夹持住所述阀芯23最低端的外表面即可，该处的外表面是非配合表面，进而不会影响本发明活塞单元的配合精度，进一步提高了本发明活塞单元的质量和精度的稳定性。

当所述阀芯23向上运动时，所述阀芯23的底面与所述活塞本体21的底面分离，所述油液不仅可通过所述盲孔232和卸油孔231流入所述活塞本体21上方，而且可通过所述阀芯23底面与所述活塞本体21底面之间的通道进入所述阀芯23与所述活塞本体21之间的空腔内。当所述阀芯23复位后，所述阀芯23与活塞本体21之间空腔再次成为封闭空腔，该空腔内的油液继续存留在该空腔内，当所述阀套22需要向下运动时，随着所述阀套22继续向下运动，所述阀芯23与活塞本体21之间空腔内的油液压力逐渐增加，当该空腔内的油液压力与所述活塞本体21上方的油液压力相等时，所述阀套22将不能继续向下运动，进而影响活塞单元的卸荷效果。

为了避免上述问题，本发明的活塞单元，所述阀芯23底端设置有排出口235，所述排出口235的一端与所述阀芯23和活塞本体21之间的空腔相连通，所述排出口235的另一端与所述盲孔232相连通，所述阀芯23向上运动时进入所述阀芯23与活塞本体21之间空腔内的油液，可在所述阀套22向下运动时，依次通过所述排出口235、盲孔232和第一排出口211流入所述活塞本体21下方，保证了所述活塞本体21下方油液与所述阀芯23和活塞本体21之间空腔的油液压力平衡，进一步提高了本发明活塞单元的质量稳定性。

参见图4，如图4所示，所述活塞本体21上的阀体组件可设置为一个或者多个，以满足不同的减振要求。当所述活塞本体21上的阀体组件设置为多个时，所述多个阀体组件沿周向均匀分布于所述活塞本体21上，以增加本发明活塞单元卸荷和减振过程中的稳定性。

本发明进一步提出一种油压减振器，包括工作缸，所述工作缸中设置有前述的活塞单元。在此不再细述。