一种活塞杆及活塞组件的制作方法

1.本实用新型涉及油缸技术领域，具体涉及一种活塞杆及活塞组件。


背景技术：

2.活塞杆是挖掘机油缸的主要零部件之一，它在整个油缸中占有重要的位置，一方面它装配上端盖密封活塞杆，防止液压油外漏，另一方面装配活塞起到支撑缸体并进行密封，将大小腔隔开。
3.现有的活塞杆常见的形式多为整体锻或焊接式形式，沟槽的结构不合理容易产生应力集中，导致活塞杆出现断裂的问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的活塞杆容易应力集中，导致断裂的技术问题，本实用新型提供了一种活塞杆及活塞组件，解决了上述技术问题。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.一种活塞杆，包括杆头和杆体，所述杆头和所述杆体之间通过第一过渡槽连接，所述杆体沿远离所述杆头的轴向方向依次分为第一段、第二段和第三段，所述第一段和所述第二段之间通过第二过渡槽连接，所述第二段和所述第三段之间通过第三过渡槽连接，所述第三段的中部还形成有第四过渡槽，所述第一段的外径d1大于第二段的外径d2，所述第二段的外径d2大于第三段的外径d3。
7.本实用新型的活塞杆，通过在杆头和杆体上形成多个过渡槽，可分散活塞杆受到的应力，使应力分散，活塞杆不易断裂，使用周期长。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述第一过渡槽的槽底相对于所述杆头和所述杆体的第一段呈内凹状，所述第一过渡槽的槽底的一端通过第一曲面与所述杆头的外表面相接，所述第一过渡槽的槽底的另一端通过第一锥面与所述杆体的外表面相接。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述第一曲面为r30-r50的倒圆曲面，第一锥面相对于轴线的斜角为15
°
，所述第一锥面与第一过渡槽的槽底之间、所述第一锥面与所述杆体的第一段的外表面之间经倒圆相接。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述第二过渡槽的槽底直径小于所述第二段的外径d2，所述第二过渡槽的槽底的一端经第二曲面与所述第一段的端面相接，所述第二过渡槽的槽底的另一端经第二锥面与第二段的外表面相接，所述第二锥面与所述第二过渡槽的槽底之间通过倒圆相接。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述第三过渡槽的槽底直径小于所述第三段的外径d3，所述第三过渡槽的槽底的一端经第三曲面与所述第二段的端面相接，所述第三过渡槽的槽底的另一端经第三锥面与第三段的外表面相接，所述第三锥面与所述第三过渡槽的槽底之间通过倒圆相接。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述第二过渡槽的槽底直径为d2-5mm，所述第三
过渡槽的槽底直径为d3-5mm，所述第二曲面和所述第三曲面均为r3倒圆曲面，所述第二锥面和所述第三锥面相对于轴线的斜角为30
°
。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述第四过渡槽将所述第三段隔成光滑段和螺纹段，所述光滑段靠近所述第二段，所述第四过渡槽的槽底经第四锥面与所述光滑段相接，所述第四过渡槽的槽底经第五锥面与所述螺纹段相接，所述第四锥面与所述光滑段之间、所述第四锥面与所述第四过渡槽的槽底之间、所述第四过渡槽与所述第五锥面之间均通过倒圆相接。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述第一段的靠近所述第二过渡槽的一端外表面形成有倒角，所述倒角的两端分别经倒圆曲面与所述第一段的外表面、第一段的端面相接。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述第三段的末端形成有台阶，所述台阶的直径小于所述第三段的外径d3，所述台阶的外表面为曲面外表面。
16.一种活塞组件，包括：
17.活塞杆；
18.缓冲套，所述缓冲套套设在所述活塞杆的第二段上，所述缓冲套的端面贴合在所述第一段的端面上；
19.活塞，所述活塞套设在所述活塞杆的第三段上，所述活塞的端面贴合在所述第二段的端面上。
20.基于上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果为：
21.1.本实用新型的活塞杆，通过在杆头和杆体上形成多个过渡槽，可分散活塞杆受到的应力，使应力分散，活塞杆不易断裂，使用周期长；
22.2.本实用新型的活塞杆，设置杆头和杆体之间通过第一过渡槽连接，并具体设置了第一过渡槽的结构，通过设置r30-r50的倒圆曲面，可优化应力分布，让应力降低，更加可靠；第一锥面配合两端的第一倒圆，可避免了尖锐棱角，防止应力集中，另一方面也防止装配时意外将端盖装配至此槽底，可以避免密封圈被尖角刮伤、划伤密封件；
23.3.本实用新型的活塞杆，设置杆体的第一段和第二段之间通过第二过渡槽连接，并具体设置了第二过渡槽的结构，使缓冲套在装配至活塞杆上时，缓冲套端面贴合至第一段的端面，形成贴合密封，起到缓冲作用；设置杆体的第二段和第三段之间通过第三过渡槽连接，并具体设置了第三过渡槽的结构，第三过渡槽的截面积较小，为降低应力，同时提高此处的强度，可在此处采用中频淬火形式，这样外硬内软，柔韧性更好；并采用30
°
斜角的第三锥面，同时第三曲面为r3倒圆曲面，第三倒圆均为r3倒圆，此设计是为了让活塞在贴合第二段的端面时不会接触到圆角；第四过渡槽位于第三段的中部，其沟槽截面积为所有过渡槽中最小的，为降低应力，同时提高此处的强度，可在此处同样采用中频淬火形式，这样外硬内软，柔韧性更好；进一步设置第四过渡槽的结构，设置槽底通过倒圆曲面与锥面相接，可有效防止活塞杆从槽底的最小直径处断裂，第四锥面与光滑段之间采用倒圆曲面相接，可防止刮伤活塞上的密封圈；
24.4.本实用新型的活塞杆，第三段的末端形成有台阶，台阶的直径小于第三段的外径，台阶外表面为曲面外表面，则方便打入骑缝螺钉，保证打入螺钉部是平的，同时也更易于敲点防松。
附图说明
25.图1为本实用新型的活塞杆的结构示意图；
26.图2为图1的a部放大图；
27.图3为图2的局部放大图；
28.图4为图1的b部放大图；
29.图5为图1的c部放大图；
30.图6为图1的d部放大图；
31.图7为图1的e部放大图；
32.图8为活塞组件的结构示意图；
33.图9为油缸的结构示意图；
34.图中：1-杆头；2-杆体；21-第一段；211-倒角；22-第二段；23-第三段；231-光滑段；232-螺纹段；24-第二过渡槽；241-第二曲面；242-第二锥面；25-第三过渡槽；251-第三曲面；252-第三锥面；26-第四过渡槽；261-第四锥面；262-第五锥面；3-第一过渡槽；31-第一曲面；32-第一锥面；4-缓冲套；5-活塞；6-缸体。
具体实施方式
35.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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
36.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
37.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
39.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
40.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
41.如图1-9所示，本实施例提供了一种活塞杆，包括杆头1和杆体2，杆头1上形成有通孔，以方便铰接连接，杆体2呈外径变化的杆状体，杆头1和杆体2之间通过第一过渡槽3连接。
42.杆体2可沿轴向方向被分为多段，杆体2沿远离杆头1的轴向方向依次为第一段21、第二段22和第三段23，每段同轴设置但外径不同，本实施例中，第一段21的外径d1大于第二段的外径d2，第二段的外径d2大于第三段的外径d3。
43.第一过渡槽3位于杆头1和第一段21之间，第一过渡槽3的槽底呈凹陷状，第一过渡槽3的槽底直径小于第一段21的外径d1，第一过渡槽3的槽底的一端通过第一曲面31与杆头1的外表面相接，第一过渡槽3的槽底的另一端通过第一锥面32与杆体2的第一段21的外表面相接。
44.作为本实施例的优选技术方案，第一过渡槽3的槽底的直径为d1-0.5mm，第一曲面31为r30-r50的倒圆曲面，第一曲面31的一端与第一过渡槽3的槽底相切，第一曲面31的另一端延伸至杆头1的外表面。第一锥面32相对于轴线的斜角a为15
°
。优选地，第一锥面32与第一过渡槽3的槽底相接的尖角处倒圆，第一锥面32与杆体2的第一段21的外表面相接的尖角处倒圆，可避免尖锐棱角，防止应力集中；此外，如意外将端盖装配至第一过渡槽3的槽底，倒圆结构可避免密封件被尖角刮伤，划伤。进一步地，第一锥面32与第一过渡槽3的槽底之间的倒圆、第一锥面32与杆体2的第一段21的外表面之间的倒圆均为倒圆r3。
45.杆体2的第一段21和第二段22之间通过第二过渡槽24连接。第二过渡槽24包括槽底，其槽底的直径小于第二段22的直径d2，第二过渡槽24的槽底的一端通过第二曲面241与第一段21的端面相接，第二过渡槽24的槽底的另一端通过第二锥面242与第二段22的外表面相接。
46.作为本实施例的优选技术方案，第二过渡槽24的轴向长度s2为12mm；第二过渡槽24的槽底的直径为d2-5mm；第二曲面241为r3倒圆曲面，第二曲面241的一端与第一段21的端面相切，第二曲面241的另一端与第二过渡槽24的槽底相切；第二锥面242相对于轴线的斜角b为30
°
。优选地，第二锥面242与第二过渡槽24的槽底之间通过倒圆相接，优选为倒圆r3。通过上述设置，当装配缓冲套4时，缓冲套4可贴合在第一段21的端面上而不接触到圆角，可避免缓冲套4缓冲失效。
47.杆体2的第二段22和第三段23之间通过第三过渡槽25连接。第三过渡槽25包括槽
底，其槽底的直径小于第三段23的直径d3，第三过渡槽25的槽底的一端通过第三曲面251与第二段22的端面相接，第三过渡槽25的槽底的另一端通过第三锥面252与第二段23的外表面相接。
48.作为本实施例的优选技术方案，第三过渡槽25的轴向长度s3为12mm；第三过渡槽25的槽底的直径为d3-5mm；第三曲面251为r3倒圆曲面，第三曲面251的一端与第二段22的端面相切，第三曲面251的另一端与第三过渡槽24的槽底相切；第三锥面252相对于轴线的斜角c为30
°
。优选地，第三锥面252与第三过渡槽25的槽底之间通过倒圆相接，优选为倒圆r3。第三段23为活塞配合档，其直径d3的公差为-0.06～-0.03，单位为mm，相较于其它过渡槽，第三过渡槽25的截面积较小，槽底的直径为d3-5mm，所以为降低应力，同时提高此处的强度，特在此处采用中频淬火形式，这样外硬内软，柔韧性更好，并采用30
°
斜角、12mm的宽度，同时将槽底与第二段的端面及槽底与斜角的过渡均采用倒圆r3过渡，此设计可使活塞5在贴合第二段22的端面时不会接触到圆角。
49.杆体2的第三段23的中部还形成有第四过渡槽26，第四过渡槽26将杆体2的第三段23隔成光滑段231和螺纹段232，第四过渡槽26的槽底的一端通过第四锥面261与光滑段231的外表面相接，第四过渡槽26的槽底的另一端通过第五锥面262与螺纹段232相接。
50.螺纹段232的外表面形成有螺纹，螺纹可为大螺距的mx4或mx3形式，m为螺纹的大径，这样可以让螺纹啮合时螺纹贴合面更大，结合的面压更小，螺纹不易被整体拉脱。优选地，螺纹段232的螺纹的长度比活塞或螺母上的螺纹长1-2牙，这样可有效避过应力集中点，将应力平滑释放，有效防止从螺纹第一牙断裂。
51.作为本实施例的优选技术方案，第四过渡槽26的轴向长度s4为12-18mm；第四过渡槽26的槽底的直径为m-5mm，第四锥面261相对于轴线的斜角d为30
°
；第五锥面262相对于轴线的斜角e为30
°
。优选地，第四锥面261、第五锥面262与第四过渡槽26的槽底之间通过倒角相接，优选为倒圆r3。优选地，第四锥面261与光滑段231的外表面通过倒角相接，优选为r8-r15倒圆。第四过渡槽26的截面积为所有过渡槽中最小的，所以为降低应力，同时提高此处的强度，特在此处同样采用中频淬火形式，这样外硬内软，柔韧性更好，并采用30
°
斜角、根据尺寸的大小调整轴向长度s4在12～18mm之间，同时采用r3过渡，可以有效防尘从槽底最小直径处断裂；第四锥面261与光滑段231的外表面通过r8-r15倒圆相接，可防止切到密封圈或刮伤密封圈。
52.作为本实施例的优选技术方案，杆体2的第一段21的靠近第二过渡槽24的一端外表面上形成有倒角211，倒角211的两端分别经倒圆曲面与第一段21的外表面、第一段21的端面相接。优选地，倒角211相对于轴线的斜角f为15
°
，倒角211的轴向长度s1为4mm，倒角211的一端通过r30-r50倒圆与第一段21的外表面相接，倒角211的另一端通过r0.5倒圆与第一段21的端面相接。倒角211的设置避免了尖锐棱角，防止应力集中，另一方面也防止装配时意外将端盖装到此第二过渡槽24，可以避免密封圈被尖角刮伤、划伤密封件。
53.作为本实施例的优选技术方案，杆体2的第二段22的靠近第三过渡槽25的端部棱角处形成有倒圆r0.5，采用倒圆r0.5加大了结合面，在拧紧活塞后，面压降低，同时也不至于应力过大。
54.作为本实施例的优选技术方案，杆体2的第三段23的末端形成有台阶27，台阶27的直径小于第三段23的螺纹段231的外径m，具体可设置为m-15mm，台阶27的外表面为曲面外
表面，具体地可设置为r2倒圆曲面；台阶27的轴向长度s5可设置为2mm。由于活塞或螺母的末端面与活塞杆的端面在设计上是差2mm的，为方便打入骑缝螺钉，保证打入螺钉部是平的，特将活塞杆末端下个台阶直径方向为m-15,轴线方向短2mm，这样活塞或螺母拧紧后，方便打入骑缝螺钉，同时也更易于敲点防松。
55.本实施例还提供了一种活塞组件，包括上述的活塞杆，还包括缓冲套4和活塞5，缓冲套4和活塞5均套设在活塞杆上。具体地，缓冲套4套设在活塞杆的杆体2的第二段22上，缓冲套4的端面贴合在第一段21的靠近第二段22的端面上；活塞5套设在活塞杆的杆体2的第三段23上，活塞5与螺纹段232螺纹配合。活塞5和活塞杆之间还打入骑缝螺钉。
56.本实施例的活塞组件在用到油缸中时，活塞5与缸体6的内表面滑动配合，活塞5将缸体6内部隔成有杆腔和无杆腔，缸体6的开口处装配有端盖，活塞杆自端盖开口处伸出，杆头1位于缸体6的外部。
57.本实用新型的活塞杆可采用焊接形式装配，杆头1可以开模锻造，降低成本、提升效率。活塞杆的第三段23采用中频淬火，提升强度。外硬内软，活塞杆在受到强烈的震动时，韧性更好。活塞杆的结构设计及配合更加合理，搭配各r角部的优化设计，使得在装配过程中有效避免密封圈的损坏同时可更有效的解决活塞杆断裂弯曲等现象，提升使用寿命；预留打骑缝螺钉位置，让打骑缝螺钉防松效果更好。
58.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型的宗旨的前提下做出各种变化。