一种柱塞泵缸体柱塞衬套与钢基体的镶嵌结构的制作方法

1.本实用新型涉及液压柱塞泵技术领域，尤其涉及一种柱塞泵缸体柱塞衬套与钢基体的镶嵌结构。


背景技术：

2.柱塞泵是依靠柱塞在缸体柱塞孔中的往复运动产生容积变化来实现压油、吸油，由于柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高以及流量调节方便等优点，在工程机械、船舶等领域得到了广泛的运用。
3.柱塞泵工作时，由传动轴带动缸体旋转，使滑动装配在缸体柱塞孔内柱塞同步旋转，变量活塞通过带动变量头及回程斜盘的角度改变实现柱塞往复运动行程的调节，实现吸油及供油量的变化，同时缸体的底部安装配油盘，配油盘用于柱塞进出油的油道转换。
4.缸体是柱塞泵的关键核心零件，其使用寿命和稳定性直接影响到整个柱塞泵的使用寿命和质量。在制备柱塞泵缸体时，常在缸体的钢基体孔内镶嵌铜套。目前，普遍采用的做法是在常温下依靠压力机将铜套直接压入钢基体孔中，使铜套与钢基体孔为过盈配合。此种方式制备缸体时，若铜套与钢基体柱塞孔之间的过盈量较大，铜套难以顺利压入钢基体的柱塞孔中，且易产生铜套压扁的现象，因此，在实际装配过程中，铜套与钢基体柱塞孔之间的过盈量较小，而此种装配方式在使用过程中容易产生铜套脱落的现象，从而导致缸体失效。


技术实现要素：

5.为解决背景技术中存在的技术问题，本技术提出一种柱塞泵缸体柱塞衬套与钢基体的镶嵌结构。
6.本技术提出的一种柱塞泵缸体柱塞衬套与钢基体的镶嵌结构，包括钢基体与柱塞衬套，所述钢基体内开设有柱塞孔，所述柱塞孔的内壁上开设有凹槽，所述柱塞衬套过盈配合在柱塞孔内，且所述柱塞衬套的外壁上形成有与凹槽卡接的凸块。
7.通过采用上述技术方案，设计和加工过盈配合量较大的柱塞衬套，在镶嵌柱塞衬套和钢基体时，将柱塞衬套置于液氮中冷却使其收缩，然后将冷却收缩的柱塞衬套压入常温钢基体的柱塞孔内，在柱塞衬套恢复至室温的过程中，柱塞衬套发生膨胀并对柱塞孔的内壁进行挤压，由于柱塞衬套和钢基体柱塞孔预先设计的过盈配合量较大，此时柱塞衬套与柱塞孔之间形成紧密的过盈配合；最后对柱塞衬套的内壁施加外力进行挤压，使柱塞衬套的外壁在凹槽的位置发生隆起变形，并产生凸块卡入凹槽内，以此形成柱塞衬套与钢基体的镶嵌结构；通过对柱塞衬套的低温处理和挤压大幅度提高了柱塞衬套与柱塞孔的咬合力，以此提高柱塞衬套与钢基体连接的稳定性，防止柱塞衬套脱落，进而避免了缸体因柱塞衬套脱落而导致产品失效。
8.优选的，所述凹槽沿柱塞孔内壁呈环形布置。
9.通过采用上述技术方案，柱塞衬套沿着环形凹槽产生凸块，凸块的形成大大增加
了缸体在使用过程中柱塞衬套脱落的阻力；且环形的凹槽使柱塞衬套的四周均衡受力，防止柱塞衬套在柱塞孔内发生偏斜，有效地提高了柱塞衬套与钢基体连接的稳定性。
10.优选的，所述凹槽呈螺纹状。
11.通过采用上述技术方案，由于螺纹状的凹槽具有连续性，一方面螺纹状的凹槽加工较为简便，且柱塞衬套沿着螺纹状的凹槽同样能产生凸块，也能够提高柱塞衬套与钢基体连接的稳定性；另一方面螺纹状的凹槽增大了凸块与凹槽的卡合长度，以此提高柱塞衬套与柱塞孔的咬合效果，进一步降低了柱塞衬套脱离钢基体的可能性。
12.优选的，所述凹槽的宽度为0.2～5mm、深度为0.1～2mm。
13.通过采用上述技术方案，凹槽的宽度设为0.2～5mm，深度设为0.1～2mm，此空间范围为凸块的形成提供了足够空间，确保了柱塞衬套经过挤压能够形成凸块，进而保证了柱塞衬套在钢基体中的镶嵌效果。
14.优选的，所述钢基体上开设有用于安装传动轴的中心孔，所述中心孔的内壁上设有与传动轴上键槽配合的花键。
15.通过采用上述技术方案，传动轴安装在中心孔内，工作时，传动轴转动，传动轴通过键槽与花键的配合即可带动钢基体转动，进而带动缸体旋转进行工作，结构简单、操作方便。
16.优选的，所述钢基体的顶面上熔铸有铜合金制成的摩擦层。
17.通过采用上述技术方案，铜合金作为摩擦层不仅具有减摩耐磨耐蚀、耐热导热及抗疲劳等特性；且由于铜合金兼具软硬相组织，决定其具有抗咬合性、嵌藏性、顺应性，以及优良的减摩、抗粘着性能，而钢背材料作为基体起到承载和抗冲击作用，补充了铜合金力学性能低的缺点，使缸体同时兼具两种材料的优良性能，起到延长缸体使用寿命的作用。
18.优选的，所述钢基体内还开设有与柱塞孔依次连通的台阶孔与油孔，且所述油孔与钢基体的顶面连通。
19.通过采用上述技术方案，工作时，当柱塞向柱塞孔外滑动时，柱塞孔与缸体外存在压力差，此时液压油由油孔被吸入台阶孔内进行暂存，此过程为吸油；当柱塞向柱塞孔内滑动时，柱塞将台阶孔内的液压油由油孔压出缸体，此过程为压油，如此循环即可实现流体的输送。
20.优选的，所述柱塞孔沿钢基体的圆周方向均匀布设有多个，所述油孔及台阶孔均对应设有多个。
21.通过采用上述技术方案，设置的多个柱塞孔供多个柱塞插入，回程斜盘转动时，带动多个柱塞分别进行同步的伸缩运动，使缸体的吸油与压油同步进行，实现流体的连续输送。
22.优选的，所述油孔呈腰形。
23.通过采用上述技术方案，柱塞泵内设有与缸体端面配合的配流盘，配流盘上开设有供液压油流过的腰形槽，腰形的油孔与配流盘上的腰形槽配合，与圆形的油孔相比，腰形的油孔为液压油提供了更大的过流面积，有利于提高吸油与压油的效率。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
25.1.本技术设计和加工过盈配合量较大的柱塞衬套，对柱塞衬套进行冷却收缩并压入常温钢基体的柱塞孔内，柱塞衬套升温膨胀并挤紧在柱塞孔内，实现两者紧密的过盈配
合；再对柱塞衬套的内壁施加外力进行挤压，使其外壁隆起并产生凸块卡入凹槽内，以此大幅度提高柱塞衬套与柱塞孔的咬合力，使柱塞衬套与钢基体的连接更为稳定，防止缸体因柱塞衬套脱落而导致产品失效；
26.2.本技术中柱塞衬套沿着环形凹槽产生凸块，凸块的形成大大增加了缸体在使用过程中柱塞衬套脱落的阻力，有效地提高了柱塞衬套与钢基体连接的稳定性；
27.3.本技术中螺纹状的凹槽具有连续性，加工较为简便，且柱塞衬套沿着螺纹状的凹槽同样能产生凸块，能够有效地提高柱塞衬套与钢基体连接的稳定性。
附图说明
28.图1为本技术实施例1的整体结构示意图。
29.图2为本技术实施例1中柱塞衬套的结构示意图。
30.图3为图1中的a向视图。
31.图4为图1中的b向视图。
32.图5为本技术实施例1中柱塞衬套与钢基体的装配结构示意图。
33.图6为图5中c的局部放大图。
34.图7为本技术实施例2的整体结构示意图。
35.图8为本技术实施例2中柱塞衬套与钢基体的装配结构示意图。
36.附图标记说明：1、钢基体；2、中心孔；21、花键；3、柱塞孔；31、凹槽；32、台阶孔；33、油孔；4、摩擦层；5、柱塞衬套；51、凸块。
具体实施方式
37.以下结合附图1-8对本技术作进一步详细说明。
38.实施例1
39.本技术实施例公开一种柱塞泵缸体柱塞衬套与钢基体的镶嵌结构。参照图1、图2，柱塞泵缸体柱塞衬套与钢基体的镶嵌结构包括钢基体1与柱塞衬套5，钢基体1的横截面呈倒立的凸字形，钢基体1内开设有中心孔2、柱塞孔3、台阶孔32以及油孔33。
40.参照图1、图3，中心孔2、柱塞孔3、台阶孔32均呈圆形，中心孔2的轴线与钢基体1的轴线重合，且中心孔2与钢基体1的两个端面均连通，安装时，传动轴通过中心孔2贯穿钢基体1。中心孔2下部的内壁上设有花键21，当传动轴安装在钢基体1上时，花键21与传动轴上的键槽配合，传动轴转动即可带动钢基体1转动，进而带动缸体旋转。
41.参照图1，钢基体1的顶面向中心凹陷形成有配流面，配流面上设有摩擦层4。摩擦层4由铜合金熔铸而成，摩擦层具有减摩耐磨耐蚀、耐热导热及抗疲劳等特性；且铜合金兼具软硬相组织的特性决定其具有抗咬合性、嵌藏性、顺应性，以及优良的减摩、抗粘着性能，而钢背材料作为基体起到承载和抗冲击作用，补充了铜合金力学性能低的缺点，使缸体同时兼具两种材料的优良性能以此延长缸体的使用寿命。
42.参照图1、图3，柱塞孔3均匀分布于中心孔2的周围，柱塞孔3设有多个，本实施例中采用九个。台阶孔32的一端与柱塞孔3连通、另一端与和油孔33连通。结合图4所示，油孔呈腰形，其倾斜设置在钢基体1内，且其远离台阶孔32的一端与摩擦层4连通。台阶孔32与油孔33均相应设有九个。
43.参照图1，柱塞孔3的内壁上开设有凹槽31，凹槽31呈圆环状，其轴线与柱塞孔3的轴线重合。一个柱塞孔3内设有至少一个凹槽31，本实施例中采用一个。凹槽31的宽度范围为0.2～5mm、深度范围为0.1～2mm，本实施例中凹槽31的宽度为2mm、深度为1mm。
44.参照图2，柱塞衬套5为圆筒状，其由铜合金制成。结合图5、图6所示，设计和加工过盈配合量较大的柱塞衬套5，将柱塞衬套5置于液氮中进行冷却使其收缩，待柱塞衬套5冷却至-100℃以下后其取出，并压入常温钢基体1的柱塞孔3内，柱塞衬套5升温后发生膨胀变形并对柱塞孔3的内壁进行挤压，由于柱塞衬套5和柱塞孔3预先设计的过盈配合量较大，此时柱塞衬套5与柱塞孔3之间形成紧密的过盈配合；再对柱塞衬套5的内壁施加外力进行挤压，使柱塞衬套5的外壁在凹槽31的位置发生隆起变形，并产生凸块51卡入凹槽31内，以此形成柱塞衬套5与钢基体1的镶嵌结构。通过对柱塞衬套5进行低温处理和挤压大幅度提高了柱塞衬套5与柱塞孔3的咬合力，以此提高柱塞衬套5与钢基体1连接的稳定性，防止柱塞衬套5脱落，进而避免了缸体因柱塞衬套5脱落而导致产品失效。
45.实施例2
46.参照图7，本实施例与实施例1的区别在于：凹槽31呈螺纹状，凹槽31的螺距为5mm。结合图8所示，设计和加工过盈配合量较大的柱塞衬套5，并将柱塞衬套5置于液氮中进行冷却使其收缩，并压入常温钢基体1的柱塞孔3内，柱塞衬套5升温后发生膨胀并对柱塞孔3的内壁进行挤压而形成紧密的过盈配合；再对柱塞衬套5的内壁施加外力进行挤压，使柱塞衬套5的外壁在螺纹状凹槽31的位置发生隆起变形，并产生凸块51卡入螺纹状凹槽31内，以此形成柱塞衬套5与钢基体1的镶嵌结构。螺纹状凹槽31具有连续性，一方面螺纹状的凹槽31加工较为简便，且柱塞衬套5沿着螺纹状凹槽31同样能产生凸块，也能够有效地提高柱塞衬套5与钢基体1连接的稳定性；另一方面螺纹状的凹槽31增大了凸块51与凹槽31的卡合长度，以此提高柱塞衬套5与柱塞孔3的咬合效果，进一步降低了柱塞衬套5脱离钢基体1的可能性。
47.本技术的实施原理为：设计和加工过盈配合量较大的柱塞衬套5，将柱塞衬套5置于液氮中进行冷却收缩，待其温度降至-100℃以下后，将冷却的柱塞衬套5取出并压入常温钢基体1的柱塞孔3内，柱塞衬套5升温后发生膨胀变形并对柱塞孔3的内壁进行挤压，由于柱塞衬套5和柱塞孔3预先设计的过盈配合量较大，此时柱塞衬套5与柱塞孔3之间形成紧密的过盈配合；再对柱塞衬套5的内壁施加外力并对其进行挤压，使柱塞衬套5的外壁在凹槽31的位置发生隆起变形，并产生凸块51卡入凹槽31内，以此形成柱塞衬套5与钢基体1的镶嵌结构；通过对柱塞衬套5进行低温处理和挤压大幅度提高了柱塞衬套5与柱塞孔3的咬合力，以此提高柱塞衬套5与钢基体1连接的稳定性，防止柱塞衬套5脱落，进而避免了缸体因柱塞衬套5脱落而导致产品失效。
48.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。