具有耐磨损抗折弯功能的柱塞和柱塞泵或柱塞马达的制作方法

本发明涉及液压技术领域，具体地涉及一种具有耐磨损抗折弯功能的柱塞以及装备有该柱塞的柱塞泵或柱塞马达。

背景技术：

柱塞作为柱塞泵、柱塞马达的关键零部件，其性能好坏直接影响着柱塞泵或柱塞马达的整体性能。柱塞在柱塞泵或柱塞马达运转过程中，会受到轴向压力、离心力、摩擦力等多个力的共同作用。柱塞的运动情况大致为：既有沿驱动轴轴向的直线运动，也有绕驱动轴的公转，还有绕自身轴线的自转。因为柱塞在吸油、压油工况下受力不平衡，经常会出现柱塞在柱塞孔或缸体内的卡滞和磨损情况。

现有技术中存在为了解决柱塞卡死和磨损，而在柱塞杆部设置一定数量的均压槽的结构，借助均压槽的环形面积内压力处处相等使柱塞支撑在缸孔内。另一种结构是在柱塞杆部设置内外螺旋槽，将高压侧的油液通过外螺旋槽导入柱塞与缸孔之间的间隙，形成压力油膜，用以改善受力和润滑。然而，上述现有技术的柱塞存在以下问题：需要增加的均压槽或螺旋槽加工困难因此成本增加；并且如果均压槽或螺旋槽棱边的毛刺去除不干净，可能导致安装柱塞的缸孔拉伤，造成泄漏增大。

技术实现要素：

本发明的目的是至少解决上述问题之一，该目的通过以下技术方案实现：

本发明涉及一种具有耐磨损抗折弯功能的柱塞，所述柱塞包括：

柱塞本体，所述柱塞本体的头部端设置有球铰接部，所述柱塞本体自尾部端沿着所述柱塞本体的轴心线方向开设有内腔，在所述柱塞本体的径向外表面上设置有沿圆周方向贯通的凹槽，使得在所述柱塞被安装在缸孔中的情况下所述凹槽与缸孔内壁之间形成环形的密封油腔；

单向阀机构，所述单向阀机构自柱塞尾部端设置于所述柱塞本体的所述内腔中；

所述柱塞本体在所述凹槽处设置有沿径向方向的阻尼孔，所述阻尼孔设置成使所述内腔与所述密封油腔流体连通。

根据本发明的一种改进，所述单向阀机构是球阀机构。

根据本发明的另一种改进，所述单向阀机构是锥阀机构。

根据本发明的又一种改进，所述单向阀机构自所述柱塞尾部端依次包括阀座、钢球和单向阀弹簧，所述阀座为中空结构。

优选地，所述凹槽沿所述柱塞的轴向方向的长度小于当所述柱塞在所述缸孔中移出最大距离时所述柱塞与缸孔之间沿轴向方向的接触长度，从而保证所述凹槽不会移出所述缸孔。

进一步优选地，所述柱塞本体在所述凹槽处设置有多个阻尼孔，所述多个阻尼孔沿所述柱塞本体的径向外表面的圆周方向均匀分布。

根据本发明的一种优选的实施方式，所述柱塞本体在所述凹槽处设置有偶数个阻尼孔，并且所述偶数个阻尼孔关于所述柱塞本体的轴心线两两对称分布。

另外，本发明还涉及一种柱塞泵，所述柱塞泵装备有上述柱塞。

此外，本发明还涉及一种柱塞马达，所述柱塞马达装备上述柱塞。

本发明的优点在于：根据本发明的具有耐磨损抗折弯功能的柱塞采用单向阀结构控制高压油的作用时间段，利用柱塞本体的内腔中的高压油和在凹槽与缸孔内壁之间形成密封油腔相结合来实现局部静压支承，由此改善柱塞在柱塞孔或缸孔中的受力，保证油膜均匀、连续，实现受力平衡、防卡滞或减磨损的效果。该结构基于现有的柱塞结构进行改进，不改变现有柱塞泵或柱塞马达的整体结构，具有简单易实现、成本低、可靠的优点。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施方式的正包型柱塞的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施方式的反包型柱塞的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，如图1和图2所示，提出一种具有耐磨损抗折弯功能的柱塞，该柱塞包括：柱塞本体1和单向阀机构，其中，柱塞本体1包括与轴部件或滑靴连接的柱塞头部端和布置成与柱塞头部端相反的柱塞尾部端，柱塞头部端设置有球铰接部，其例如为图1中示出的球头或图2中示出的球窝。柱塞本体1的内部设置有内腔，内腔在柱塞尾部端敞开，并且与自柱塞头部端设置于柱塞内部的开孔连通。在柱塞本体1的径向外表面上设置有沿柱塞外表面的整个圆周分布的凹槽5，使得在柱塞被安装在柱塞孔或缸孔中的情况下凹槽5与缸孔内壁之间形成密封油腔。单向阀机构自柱塞尾部端设置于柱塞本体1的内腔内；凹槽5设置有沿径向方向开设的阻尼孔6，阻尼孔6设置成使内腔与密封油腔流体连通。

单向阀机构可以是球阀机构，替代地，单向阀机构也可以是锥阀机构。根据本发明的优选的实施方式，如图1或图2所示，单向阀机构自柱塞尾部端依次包括阀座4、钢球3和单向阀弹簧2。单向阀弹簧2的一端固定连接至内腔的内端面，另一端抵靠钢球3，使得在单向阀关闭的状态下钢球3被单向阀弹簧2抵压在阀座4上。阀座4为中空结构，以保证在单向阀开启的状态下油液能够从柱塞的尾部端进入内腔。阀座4可以通过螺纹连接的方式接合至柱塞本体1。

根据本发明的有利的实施方式，凹槽5沿柱塞的轴向的长度小于当柱塞处于最大行程时(即柱塞从缸孔中移出最大距离时)柱塞与缸孔之间沿轴向方向的接触长度，从而保证在柱塞运转的过程中凹槽5不会移出柱塞孔或缸孔。

根据柱塞在柱塞孔或缸孔中的受力情况，柱塞本体1在凹槽5处可以设置有多个阻尼孔6，优选地，多个阻尼孔6沿柱塞本体1的径向外表面的圆周方向均匀分布。进一步优选地，柱塞本体1在凹槽5处设置有偶数个阻尼孔6，并且偶数个阻尼孔6关于柱塞本体的轴心线两两对称分布。

具体地，当柱塞处于压油或排油行程时，单向阀机构受到柱塞尾部高压油的作用而开启。即如图1或图2所示，高压油自柱塞的尾部端通过中空的阀座4推动钢球3克服单向阀弹簧2的压力向柱塞的头部端移动，使得自阀座4进入柱塞本体1的内腔中的高压油通过设置在凹槽5处的阻尼孔6进入到凹槽5与缸孔内壁之间形成的密封油腔中。因此，当柱塞受到径向力时，势必会压缩该密封油腔中的油液，使得该密封油腔中的油液在受到径向压力作用的情况下产生油压反作用力。该反作用力可以部分抵消柱塞所受的径向力，从而缓解柱塞在缸孔内的卡滞、磨损甚至折断。

当柱塞处于吸油行程时，柱塞尾部端的油液压力降低，当油液压力不足以开启单向阀时，单向阀关闭，即钢球3在单向阀弹簧2的压力作用下抵靠阀座4。此时柱塞本体1的内腔中充满高压油液，高压油通过设置在凹槽5处的阻尼孔6进入柱塞的凹槽5与缸孔内壁之间形成的密封油腔中。高压油液在该密封油腔中受到径向力作用后，产生油压反作用力，由此改善柱塞受力。防止柱塞在缸孔内的卡滞、磨损甚至折断。

根据本发明的单向阀机构可以应用于不同类型的连接结构的柱塞，例如根据柱塞的头部端与轴部件或滑靴的不同的连接方式，可以分成正包型柱塞和反包型柱塞。其中，图1所示的柱塞为正包型柱塞；图2所示的柱塞为反包型柱塞。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。