工程陶瓷製成主要結構件的軸向液壓泵的製作方法
2023-05-27 20:07:51 3
專利名稱：工程陶瓷製成主要結構件的軸向液壓泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械工程中流體傳動液壓泵，流體傳動是機械工程中一種主要的傳動方式，軸向液壓泵在機械工程中有廣泛應用領域。
軸向液壓泵的裝置包括配油盤，泵體，柱塞及主軸與泵體同步旋轉機構與泵殼，配油盤是軸向泵的關鍵零件，其功能是油液吸入與排出，同時配油盤與高速旋轉泵體前端面緊密吻合，間隙非常小。雖有油膜支承，但配油盤承受軸向壓力和相對磨擦阻力，不僅有阻力而又產生磨熱能，熱能將惡化油液品質，導至降低流體功能傳遞，增大油液洩漏。
柱塞外徑與泵體中柱塞腔壁也是緊密貼合，柱塞高速往復滑動產生磨擦阻力和磨擦熱也是導致惡化整個液壓系統，降低效率的原因。
本發明的特徵是把磨擦部位改用工程陶瓷材料，降低磨擦阻力，減少磨擦熱。
本發明的球形柱塞其特徵是柱塞頭部呈球形，球形頭中部再鑲嵌球形封環，環的周邊上切口呈45°度，球形密封環經熱處理具有彈性張力，並與腔壁達到密封。其次由於球形柱塞的球形頭在柱塞腔內能自由擺動傾角，導致泵體軸線與主軸之間夾角增大到45°，增長柱塞行程，加大柱塞單次排量是液壓泵重要性能指標。
因選用球形柱塞可增大主軸與泵體之間的夾角，導致泵體與主軸不能鋼性聯接，因此，泵體需要支承才能保持泵體軸線中心運轉達到與配油盤緊密吻合，不使泵體偏移，給泵體設置支承環有其重要作用。
主軸與泵體之間夾角增大，導致主軸扭矩傳遞困難，因此需要設置獨特的同步旋轉機構，採用兩端球形頭的同步旋轉軸，因球形頭在孔腔內可自由傾斜，為了主軸動能傳遞給泵體，在聯接軸兩端球形頭中心線分90°佔盲孔，孔深即滾珠的半徑。同時將鑲嵌滾珠的聯接軸與主軸盤中心孔也分90°在孔邊銑四條R槽，槽深即滾珠半徑，泵體中心孔邊同樣銑四條R槽，槽深即滾球半徑配合即組成同步旋轉機構，主軸每迴轉360°，同步旋轉軸兩端球形頭擺動傾角伺服主軸不同轉角，聯接軸球形頭擺動傾角迫使球形頭鑲嵌滾球自轉而位移。球形頭鑲嵌的滾珠是擔負主轉扭矩傳遞給泵體，滾珠在負荷下能自轉故無卡緊力，轉動靈活。
圖1.是該泵裝置的總體結構示意圖。
圖2.
圖1中A－A部位向視圖。
圖3.配油盤正視圖與剖視圖。
以下結合附圖作進一步說明泵體前端鑲嵌配油盤(1)，並與高速旋轉泵體緊密吻合；柱塞球形頭外經與孔腔壁接觸部位鑲嵌球形柱塞套(2)，以減少柱塞球形頭外徑磨損；泵體支承環(3)是保持泵體軸線中心運轉，達到與配油盤(1)緊密吻合的支承件；球形柱塞與柱塞孔腔的密封採用球形密封環(4)，密封環(4)切口呈45°；主軸動能傳遞給泵體採取同步旋轉聯接軸(5)，聯接軸(5)設置在兩端球形頭，用壓簧緊壓，球形頭中部鑲嵌滾珠，可使聯接軸(5)轉動靈活。
配油盤(1)、球形柱塞套(2)、泵體支承環(3)、球形密封環(4)、同步旋轉聯接軸(5)均採用氮化矽或碳化矽或碳化矽工程陶瓷製造，其製造工藝是模壓成型，二次燒結。
採用工程陶瓷製作配油盤、柱塞套、泵體支承環使磨擦阻力減少，磨擦係數0.01，降低驅動功能，有益於整個液壓系統效率。同時陶瓷材料耐磨損、耐腐蝕，不熱漲冷縮，表面可加工到高光潔度。實際生產時，由於模壓成型，簡化工藝，可節約生產成本。
實施例碳化矽按設計要求模壓成型，素坯經修理毛邊，檢驗，半成品進行第一次燒結成品，此時硬度不高，易加工。如配油盤精磨兩端面，柱塞套和泵體支承環精磨內孔與外徑及兩端面，將加工好的成品再進行二次定性燒結。二次燒結的產品還要進行最後加工，如配油盤研磨與泵體吻合平面達到平行度要求，如柱塞套和支承環研磨內孔，內孔的失圓度和平行度達到精度要求即是合格產品。
陶瓷件與金屬的接合方法，用環氧樹脂或871粘膠劑膠合，首先是清洗陶瓷件和金屬件，然後塗覆粘膠劑，用專用工具將陶瓷件裝入規定的位置，然後將膠合的工件放入真空箱內，抽氣加熱固化。
權利要求1.一種工程陶瓷製成主要構件的軸向液壓泵，本實用新型的特徵在於泵體前端中鑲嵌配油盤(1)，泵體中鑲嵌球形柱塞套(2)，泵體由支承環(3)支承，柱塞的球形頭中部鑲嵌球形密封環(4)，主軸與泵體同步旋轉球形頭聯接軸(5)，聯接兩端的球形中部鑲嵌滾珠。
2.根據權利要1所述的軸向液壓泵，其特徵是配油盤(1)，環形柱塞套(2)，支承環(3)可選用氮化矽、碳化矽的一種材料製造。
3.根據權利要求1所述的軸向液壓泵，其特徵是柱塞球形頭中部鑲嵌環形密封環(4)。
4.根據權利要求1所述的軸向液壓泵，其特徵是兩端球形頭中部鑲嵌滾珠。
專利摘要一種工程陶瓷製成主要結構件的軸向液壓泵，該泵的裝置包括鑲嵌在泵體前端蓋中配油盤，泵體中鑲嵌的柱塞套，泵殼中鑲嵌泵體支承環，均用工程陶瓷氮化矽或碳化矽製造，陶瓷結構件製造工藝是模壓成型，燒結工藝分二次。整機摩擦阻力低，摩擦熱量著降低，驅動功能也減低，可提高整個液壓系統的功率，改善流體功能傳遞，最重要的優點是泵的使用壽命增長。球形柱塞的功能特徵是使泵體軸線與主軸之間夾角增大到45°，加長柱塞行程，顯著地增大泵總排量。
文檔編號F04B1/20GK2066509SQ89221860
公開日1990年11月28日 申請日期1989年12月29日 優先權日1989年12月29日
發明者方明 申請人:方明