本發(fā)明涉及液壓裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種柱塞、柱塞泵及液壓裝置。

背景技術(shù)：

目前，在液壓裝置中，柱塞100泵通常包括缸體和柱塞100，柱塞100的一端伸入缸體內(nèi)，另一端與驅(qū)動結(jié)構(gòu)連接，如圖1所示，柱塞100在驅(qū)動結(jié)構(gòu)的作用下受到側(cè)向力f使得柱塞100在缸體的缸孔內(nèi)傾斜著往復(fù)運動。由于柱塞100相對缸體傾斜，因此，缸孔的孔口及孔底為應(yīng)力最大點，在這兩處產(chǎn)生的側(cè)向力過大破壞了缸體與柱塞100之間的有油膜，使得缸體與柱塞100發(fā)生干摩擦，摩擦力較大。

圖2為柱塞100未磨損時，柱塞100與缸體間隙的壓力分布圖，圖中的兩條線分別為柱塞100的相對的兩個側(cè)面的壓力分布線。柱塞100長期往復(fù)運動工作后，柱塞100與缸體均有一定程度的磨損。綜上，現(xiàn)有技術(shù)中的柱塞100隨著使用時間增加，磨損程度隨之增加，使用壽命較短。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種柱塞，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的柱塞與缸體之間摩擦力較大，磨損嚴重，使用壽命較短的技術(shù)問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的柱塞，包括：柱塞本體，所述柱塞本體上沿周向設(shè)置有一個環(huán)形凹槽。

進一步地，所述環(huán)形凹槽的深度為0.3mm。所述環(huán)形凹槽的開口處的兩側(cè)邊緣之間的距離為0.5mm。

可選的，所述柱塞本體上相對的兩端分別為連接端與自由端，所述環(huán)形凹槽與所述柱塞本體的自由端的距離等于所述柱塞本體的長度的1/3。

優(yōu)選地，所述柱塞本體包括相連的桿部和連接頭部，所述環(huán)形凹槽設(shè)置于所述桿部，所述環(huán)形凹槽與所述桿部背離所述連接頭部的一端之間的距離等于所述桿部的長度的1/3。

進一步地，所述桿部與所述連接頭部為一體結(jié)構(gòu)。

較佳地，所述柱塞本體由鋼制成。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的柱塞具有以下優(yōu)勢：

在本發(fā)明提供的柱塞中，在柱塞本體的外側(cè)面上設(shè)置有環(huán)形凹槽，因此，在柱塞工作過程中，環(huán)形凹槽改變了柱塞本體外側(cè)面與缸體之間接觸的連貫性，從而改變了柱塞與缸體間隙的壓力分布狀況，使得柱塞的側(cè)面受到的側(cè)應(yīng)力減小，從而使得柱塞與缸體之間的摩擦力減小，柱塞的磨損程度降低，使用壽命增加。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種柱塞泵，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的柱塞與缸體之間摩擦力較大，磨損嚴重，使用壽命較短的技術(shù)問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種柱塞泵，包括缸體和如上述技術(shù)方案所述的柱塞，所述柱塞的一端伸入所述缸體內(nèi)。

進一步地，所述缸體由球鐵制成。

可選地，所述缸體內(nèi)鑲嵌有銅制套筒，所述柱塞的一端伸入所述銅制套筒內(nèi)。

所述柱塞泵與上述柱塞相對于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種液壓裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的柱塞與缸體之間摩擦力較大，磨損嚴重，使用壽命較短的技術(shù)問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種液壓裝置，其特征在于，包括如上述技術(shù)方案所述的柱塞泵。

所述液壓裝置與上述柱塞泵相對于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為背景技術(shù)的柱塞的受力分析示意圖；

圖2為背景技術(shù)中的柱塞的壓力分布圖一；

圖3為本發(fā)明實施例一提供的柱塞的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖4為本發(fā)明實施例一提供的柱塞與缸體配合的示意圖圖；

圖5為本發(fā)明實施例一提供的柱塞的壓力分布圖；

圖6為本發(fā)明實施例一提供的柱塞的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖7為本發(fā)明實施例一提供的柱塞中環(huán)形凹槽的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖8為本發(fā)明實施例一提供的柱塞中環(huán)形凹槽的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖9為本發(fā)明實施例二提供的柱塞泵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實施例三提供的柱塞泵中缸體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1－柱塞本體；11－桿部；12－連接頭部；13－連接端；14－自由端；2－環(huán)形凹槽；3－缸體；4－銅制套筒；100－柱塞；a－應(yīng)力最大點。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例一

如圖3所示，本發(fā)明實施例提供了一種柱塞，包括柱塞本體1，柱塞本體1上沿周向設(shè)置有一個環(huán)形凹槽2。

該環(huán)形凹槽2的深度為0.3mm，也就是說，該環(huán)形凹槽2的底部與環(huán)形凹槽2的開口處之間的最大距離為0.3mm；該環(huán)形凹槽2的開口處的兩側(cè)邊緣之間的距離均為0.5mm，在圖7和圖8所示方向上，環(huán)形凹槽2的頂部開口處，左右兩側(cè)之間的距離為0.5mm。

環(huán)形凹槽2的底面可以為平面或者曲面，如圖7所示，環(huán)形凹槽2的底面為平面，如圖8所示，弧形凹槽2的底面為曲面。

將柱塞本體1延其長度方向等分為三部分，并將中間的部分稱為中間部分，將另外兩個部分中，完全伸入缸體內(nèi)的部分稱為第一部分，剩下的一個部分稱為第二部分。環(huán)形凹槽2設(shè)置于柱塞本體1的第一部分的外側(cè)。也就是說，環(huán)形凹槽2與柱塞本體1伸入缸體內(nèi)的一端的端面之間的距離小于等于柱塞本體1的長度的1/3。

如圖3所示，當柱塞本體1為一個圓柱體時，柱塞本體1的一端與柱塞泵中的驅(qū)動機構(gòu)連接，這端稱之為連接端13，柱塞本體1的另一端伸入缸體內(nèi)，這端稱之為自由端14，環(huán)形凹槽2與柱塞本體1的自由端14之間的距離為柱塞本體1的總長度的1/3。

如圖4所示，當柱塞本體1包括兩部分，分別為桿部11和連接頭部12時，桿部11與連接頭部12為一體結(jié)構(gòu)，一次制造成型，桿部11與連接頭部12的材質(zhì)相同，形狀不同，桿部11為圓柱體，桿部11的一端伸入缸體內(nèi)；連接頭部12的一端與桿部11連接，另一端為球形的一側(cè)與柱塞泵中的驅(qū)動機構(gòu)連接，在驅(qū)動機構(gòu)的帶動下，連接頭部12帶動桿部11在缸體內(nèi)往復(fù)運動。環(huán)形凹槽2設(shè)置于桿部11，環(huán)形凹槽2與桿部11背離連接頭部12的一端(即桿部11伸入缸體內(nèi)的一端)之間的距離等于桿部11的長度的1/3。

在本實施例的一種具體實施方式中，柱塞本體1由鋼制成。

當將本實施例提供的柱塞應(yīng)用于柱塞泵時，柱塞的一端伸入缸體內(nèi)，另一端與驅(qū)動機構(gòu)連接，在驅(qū)動機構(gòu)的帶動下相對缸體做往復(fù)運動。

如圖4所示，當柱塞本體1在缸體3內(nèi)運動時，由于柱塞本體1相對缸體3傾斜，因此，缸孔的孔口及孔底為應(yīng)力最大點a。

建立柱塞本體1與缸體3的缸孔間隙處的壓力分布方程，求解壓差流與剪切流產(chǎn)生的壓力分布柱塞本體1與缸孔按表面積展開，建立壓差流與剪切流產(chǎn)生的壓力分布方程如下：

在上述壓力分布方程中，各符號對應(yīng)的含義如下：

r－柱塞本體直徑；d－缸體的缸孔直徑；ω－柱塞角速度；μ－油液動力粘度；vk－柱塞線速度；h－間隙；p－壓力；－角度；lz－柱塞接觸長度

根據(jù)上述壓力分布方程得出如圖5所示的壓力分布示意圖，在圖5中，其中一條線為柱塞本體1的上部與缸孔間隙處的壓力分布線，另一條為柱塞本體1的下部與缸孔間隙處的壓力分布線，兩條壓力分布線在柱塞本體1上設(shè)置有環(huán)形凹槽2的區(qū)域重疊。

對比圖5和圖2可知，當設(shè)置有環(huán)形凹槽2后，柱塞與缸孔間隙的壓力分布發(fā)生變化，減少側(cè)向力，增大了油膜承載能力，優(yōu)化了柱塞的摩擦性能，使其能在高速、高壓下可靠使用。

此外，由于柱塞的側(cè)向力減小，因此對于缸體的加工精度的要求就可以降低，從而降低了加工成本，提高了應(yīng)用有本實施例提供的柱塞的柱塞泵的合格率。

實施例二

如圖9所示，本發(fā)明實施例二提供了一種柱塞泵，本實施例提供的柱塞泵包括缸體3和實施例一提供的柱塞，缸體3內(nèi)鑲嵌有銅制套筒4，銅制套筒4位于缸體3的缸孔內(nèi)，柱塞的柱塞本體1的一端伸入到缸體3內(nèi)的銅制套筒4內(nèi)。銅制套筒4可進一步減輕缸體3的磨損程度，增加缸體3的使用壽命，從而提高柱塞泵的使用壽命。

與現(xiàn)有技術(shù)中的柱塞泵相比，由于本實施例二提供的柱塞泵中的柱塞上設(shè)置有環(huán)形凹槽2，因此，在柱塞工作過程中，環(huán)形凹槽2改變了柱塞的側(cè)面受到的側(cè)應(yīng)力分布狀況，使得柱塞的側(cè)面受到的側(cè)應(yīng)力減小，從而使得柱塞與缸體3之間的摩擦力減小，柱塞的磨損程度降低，使用壽命增加。

同時，由于柱塞與缸體3之間的摩擦力減小，因此缸體3的磨損程度也降低，因此，柱塞泵的使用壽命增加。

值得一提的是，一個柱塞和一個缸體3為一組，在一個柱塞泵中可以包括多組柱塞和缸體3，各組中的柱塞均與同一個驅(qū)動機構(gòu)連接，驅(qū)動機構(gòu)帶動各柱塞在其對應(yīng)的缸體3內(nèi)往復(fù)運動。

舉例來說，柱塞與缸體3為兩組，驅(qū)動機構(gòu)為連桿，連桿的兩端分別與兩個柱塞連接，在連桿擺動的時候，連桿的其中一端靠近一個缸體3，另一端遠離另一個缸體3，則與連桿的兩端對應(yīng)連接的兩個柱塞，其中一個向缸體3內(nèi)部運動，另一個向缸體3外部運動。

實施例三

如圖10所示，本發(fā)明實施例三提供了一種柱塞泵，本實施例提供的柱塞泵包括缸體3和實施例一提供的柱塞，在本實施例中，缸體3由球鐵制成，柱塞由鋼制成。與實施例二中提供的柱塞泵的區(qū)別為，本實施例三提供的柱塞泵的缸體3內(nèi)未設(shè)置有銅制套筒4，柱塞的柱塞本體1直接插設(shè)于缸體3的缸孔內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)中的柱塞泵相比，由于本實施例三提供的柱塞泵中的柱塞設(shè)置有環(huán)形凹槽2，因此柱塞與缸體3之間的摩擦力減小，因此無需設(shè)置銅制套筒4也可以正常工作。

與現(xiàn)有技術(shù)中的柱塞泵相比，本實施例三提供的柱塞泵中無需設(shè)置銅制套筒4，因此本實施例三提供的柱塞泵的成本較低，重量較輕，使用壽命較長或者與現(xiàn)有技術(shù)中的柱塞泵的使用壽命相近。

實施例二與本實施例三提供的柱塞泵各有優(yōu)點，實施例二提供的柱塞泵的使用壽命更長，本實施例三提供的柱塞泵的成本較低，重量較輕，可根據(jù)使用環(huán)境及需求進行選擇。

實施例四

本發(fā)明實施例四提供了一種液壓裝置，包括實施例三提供的柱塞泵。

值得一提的是，液壓裝置中可設(shè)置有多個柱塞泵，根據(jù)使用需求使用其中一個或多個柱塞泵。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。