專利名稱：高耐磨、長壽命、高耐蝕、低成本的柱塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機(jī)械工程中的軸向或徑向柱塞泵，特別涉及這種柱塞泵中的一種柱塞結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
柱塞是柱塞泵的核心部件，其結(jié)構(gòu)和性能直接影響柱塞泵的品質(zhì)。目前，國內(nèi)柱塞泵的柱塞大都為整體金屬結(jié)構(gòu)或者是在整體金屬結(jié)構(gòu)的工作表面上鍍有硬質(zhì)合金層。這類形式的柱塞盡管結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低，但存在以下缺點(diǎn)1、柱塞的耐磨性差，易被工作介質(zhì)中的雜質(zhì)拉毛，從而磨損密封件，破壞密封副的密封性能，短期內(nèi)就會造成工作介質(zhì)泄漏以及機(jī)組工作壓力下降等問題。2、金屬表面與密封件接觸摩擦系數(shù)較大，容易造成密封件的早期磨損，結(jié)果一方面對密封件提出了更高的要求，另一方面增加了機(jī)具的功耗。3、較難解決柱塞前部工作介質(zhì)爬竄至柱塞后部驅(qū)動箱內(nèi)的問題，因此容易導(dǎo)致驅(qū)動件因潤滑條件惡化而損壞。4、由于鍍層與柱塞母體為不同材質(zhì)的金屬材料，工作中存在電極腐蝕的問題，故不適應(yīng)某些腐蝕性工作介質(zhì)。
國外高檔柱塞泵的柱塞大都為分體結(jié)構(gòu)，柱塞前部與工作介質(zhì)及密封件接觸的部分均采用整體式(全介質(zhì))陶瓷管結(jié)構(gòu)，而在驅(qū)動箱中工作的后部則采用金屬柱塞。這種結(jié)構(gòu)形式盡管能夠較好的解決上述四項技術(shù)問題，但存在的不足是1、由于陶瓷材料性質(zhì)較脆，若相關(guān)零件設(shè)計和裝配不當(dāng)，容易引起陶瓷管破碎或產(chǎn)生裂紋，從而造成機(jī)具故障。2、由于陶瓷材料以及加工成本遠(yuǎn)高于一般金屬，致使這種形式的柱塞價格昂貴，國內(nèi)用戶很難接受。為此，本實用新型吸收上述兩種柱塞的優(yōu)點(diǎn)，從改進(jìn)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，提出了一種耐磨性和耐蝕性好，壽命長且成本低的柱塞設(shè)計，以克服上述不足。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種高耐磨、長壽命、高耐蝕、低成本的柱塞，包括金屬柱塞、柱塞管以及螺母，柱塞管穿套在金屬柱塞前部的軸頸上，并通過螺母從前端緊固，以此構(gòu)成分體式柱塞結(jié)構(gòu)。所述柱塞管由管狀金屬母體和噴涂在母體外圓柱面上的陶瓷層所形成，以此構(gòu)成復(fù)合柱塞管結(jié)構(gòu)。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容和變化解釋如下1、上述方案中，為了避免噴涂層端部在受沖擊時脫落，可以在管狀金屬母體兩端外緣分別設(shè)有凸環(huán)結(jié)構(gòu)，兩凸環(huán)之間形成一段連續(xù)的環(huán)形凹槽，陶瓷層噴涂在環(huán)形凹槽中，并與兩凸環(huán)端面結(jié)合形成整體圓柱面。
2、上述方案中，為了保證密封效果，在復(fù)合柱塞管的內(nèi)緣與金屬柱塞前部的軸頸之間設(shè)有“O”形密封圈。
3、上述方案中，為了有效阻隔爬竄出的工作介質(zhì)，可以在金屬柱塞前部的軸頸根部設(shè)有軸階，復(fù)合柱塞管的一端通過墊片靠在軸階的端面上。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于本實用新型復(fù)合柱塞管與工作介質(zhì)以及密封件接觸部分為陶瓷，其硬度高，耐磨性好，故而大幅度提高了柱塞的使用壽命。一般其工作壽命為鍍硬質(zhì)合金柱塞的10倍以上。
2、由于陶瓷與密封件的摩擦系數(shù)小，故可延長密封件的使用壽命，并可以降低密封件的技術(shù)要求，降低機(jī)具功耗。
3、由于陶瓷本身耐蝕性能優(yōu)良，同時又屬非金屬材料，因此不存在電極腐蝕問題，而復(fù)合柱塞管的母體可根據(jù)不同的工作介質(zhì)選用耐蝕性合適的金屬，從而使本實用新型柱塞可適應(yīng)各種腐蝕性工作介質(zhì)。
4、由于本實用新型復(fù)合柱塞管的陶瓷用量以及陶瓷加工量僅分別為整體(全介質(zhì))陶瓷管的10％和40％左右，故前者成本可降至后者的30％以下。
5、由于本實用新型通過增設(shè)墊片來阻隔爬竄出的工作介質(zhì)，所以可有效解決柱塞前部工作介質(zhì)爬竄至柱塞后部驅(qū)動箱內(nèi)的問題。
6、由于復(fù)合柱塞的管狀母體為金屬材料制成，故不存在脆性破壞問題。


附圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)剖圖；附圖2為本實用新型主視圖。
以上附圖中1、螺母；2、“O”形密封圈；3、復(fù)合柱塞管；4、墊片；5、金屬柱塞；6、陶瓷層；7、管狀金屬母體；8、凸環(huán)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述
實施例參見附圖1和圖2所示，一種高耐磨、長壽命、高耐蝕、低成本的柱塞，由金屬柱塞5、復(fù)合柱塞管3、螺母1、墊片4和“O”形密封圈2組成。金屬柱塞5前部設(shè)有軸頸，復(fù)合柱塞管3穿套在軸頸上，復(fù)合柱塞管3的一端通過墊片4靠在金屬柱塞5軸階的端面上，另一端通過螺母1從前端緊固，以此構(gòu)成分體式柱塞結(jié)構(gòu)。所述復(fù)合柱塞管3由管狀金屬母體7和噴涂在母體外圓柱面上的陶瓷層6所形成，以此構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)。為了避免噴涂陶瓷層6端部在受沖擊時脫落，在管狀金屬母體7兩端外緣分別設(shè)有凸環(huán)8結(jié)構(gòu)，兩凸環(huán)8之間形成一段連續(xù)的環(huán)形凹槽，陶瓷層6噴涂在環(huán)形凹槽中，并與兩凸環(huán)8端面結(jié)合形成整體圓柱面。為了保證復(fù)合柱塞管3與金屬柱塞5套接的密封效果，在復(fù)合柱塞管3的內(nèi)緣與金屬柱塞5前部的軸頸之間設(shè)有“O”形密封圈2。
本實施例中的復(fù)合柱塞管加工方法有兩種第一種是先加工復(fù)合柱塞管母體毛坯(留有精加工余量)，再噴涂陶瓷，最后將復(fù)合柱塞管各部加工至要求的尺寸。第二種是先將復(fù)合柱塞管母體(除噴涂陶瓷部外)加工至要求的尺寸，然后噴涂陶瓷，最后將噴涂陶瓷部分加工至要求的尺寸。
權(quán)利要求1.一種高耐磨、長壽命、高耐蝕、低成本的柱塞，包括金屬柱塞[5]、柱塞管以及螺母[1]，柱塞管穿套在金屬柱塞[5]前部的軸頸上，并通過螺母[1]從前端緊固，以此構(gòu)成分體式柱塞結(jié)構(gòu)，其特征在于柱塞管由管狀金屬母體[7]和噴涂在母體外圓柱面上的陶瓷層[6]所形成，以此構(gòu)成復(fù)合柱塞管[3]結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞，其特征在于所述管狀金屬母體[7]兩端外緣分別設(shè)有凸環(huán)[8]結(jié)構(gòu)，兩凸環(huán)[8]之間形成一段連續(xù)的環(huán)形凹槽，陶瓷層[6]噴涂在環(huán)形凹槽中，并與兩凸環(huán)[8]端面結(jié)合形成整體圓柱面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞，其特征在于所述復(fù)合柱塞管[3]的內(nèi)緣與金屬柱塞[5]前部的軸頸之間設(shè)有“O”形密封圈[2]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞，其特征在于所述金屬柱塞[5]前部的軸頸根部設(shè)有軸階，復(fù)合柱塞管[3]的一端通過墊片[4]靠在軸階的端面上。
專利摘要一種柱塞泵中的柱塞結(jié)構(gòu)，包括金屬柱塞[5]、柱塞管以及螺母[1]，柱塞管穿套在金屬柱塞[5]前部的軸頸上，并通過螺母[1]從前端緊固，以此構(gòu)成分體式柱塞結(jié)構(gòu)，其特征在于柱塞管由管狀金屬母體[7]和噴涂在母體外圓柱面上的陶瓷層[6]所形成，以此構(gòu)成復(fù)合柱塞管[3]結(jié)構(gòu)。本實用新型特點(diǎn)是1.與現(xiàn)有鍍硬質(zhì)合金的柱塞相比其工作壽命為10倍以上；2.與整體陶瓷管柱塞相比成本可降至30％以下；3.可延長密封件的使用壽命，并降低密封件的技術(shù)要求；4.可降低機(jī)具功耗。
文檔編號F04B53/14GK2628756SQ0220062
公開日2004年7月28日 申請日期2002年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月11日
發(fā)明者沈培 申請人:蘇州黑貓(集團(tuán))有限公司