工程陶瓷制成主要结构件的轴向液压泵的制作方法

专利名称：工程陶瓷制成主要结构件的轴向液压泵的制作方法技术领域：本发明涉及机械工程中流体传动液压泵，流体传动是机械工程中一种主要的传动方式，轴向液压泵在机械工程中有广泛应用领域。轴向液压泵的装置包括配油盘，泵体，柱塞及主轴与泵体同步旋转机构与泵壳，配油盘是轴向泵的关键零件，其功能是油液吸入与排出，同时配油盘与高速旋转泵体前端面紧密吻合，间隙非常小。虽有油膜支承，但配油盘承受轴向压力和相对磨擦阻力，不仅有阻力而又产生磨热能，热能将恶化油液品质，导至降低流体功能传递，增大油液泄漏。柱塞外径与泵体中柱塞腔壁也是紧密贴合，柱塞高速往复滑动产生磨擦阻力和磨擦热也是导致恶化整个液压系统，降低效率的原因。本发明的特征是把磨擦部位改用工程陶瓷材料，降低磨擦阻力，减少磨擦热。本发明的球形柱塞其特征是柱塞头部呈球形，球形头中部再镶嵌球形封环，环的周边上切口呈45°度，球形密封环经热处理具有弹性张力，并与腔壁达到密封。其次由于球形柱塞的球形头在柱塞腔内能自由摆动倾角，导致泵体轴线与主轴之间夹角增大到45°，增长柱塞行程，加大柱塞单次排量是液压泵重要性能指标。因选用球形柱塞可增大主轴与泵体之间的夹角，导致泵体与主轴不能钢性联接，因此，泵体需要支承才能保持泵体轴线中心运转达到与配油盘紧密吻合，不使泵体偏移，给泵体设置支承环有其重要作用。主轴与泵体之间夹角增大，导致主轴扭矩传递困难，因此需要设置独特的同步旋转机构，采用两端球形头的同步旋转轴，因球形头在孔腔内可自由倾斜，为了主轴动能传递给泵体，在联接轴两端球形头中心线分90°占盲孔，孔深即滚珠的半径。同时将镶嵌滚珠的联接轴与主轴盘中心孔也分90°在孔边铣四条R槽，槽深即滚珠半径，泵体中心孔边同样铣四条R槽，槽深即滚球半径配合即组成同步旋转机构，主轴每回转360°，同步旋转轴两端球形头摆动倾角伺服主轴不同转角，联接轴球形头摆动倾角迫使球形头镶嵌滚球自转而位移。球形头镶嵌的滚珠是担负主转扭矩传递给泵体，滚珠在负荷下能自转故无卡紧力，转动灵活。图1.是该泵装置的总体结构示意图。图2.图1中A－A部位向视图。图3.配油盘正视图与剖视图。以下结合附图作进一步说明泵体前端镶嵌配油盘(1)，并与高速旋转泵体紧密吻合；柱塞球形头外经与孔腔壁接触部位镶嵌球形柱塞套(2)，以减少柱塞球形头外径磨损；泵体支承环(3)是保持泵体轴线中心运转，达到与配油盘(1)紧密吻合的支承件；球形柱塞与柱塞孔腔的密封采用球形密封环(4)，密封环(4)切口呈45°；主轴动能传递给泵体采取同步旋转联接轴(5)，联接轴(5)设置在两端球形头，用压簧紧压，球形头中部镶嵌滚珠，可使联接轴(5)转动灵活。配油盘(1)、球形柱塞套(2)、泵体支承环(3)、球形密封环(4)、同步旋转联接轴(5)均采用氮化硅或碳化硅或碳化硅工程陶瓷制造，其制造工艺是模压成型，二次烧结。采用工程陶瓷制作配油盘、柱塞套、泵体支承环使磨擦阻力减少，磨擦系数0.01，降低驱动功能，有益于整个液压系统效率。同时陶瓷材料耐磨损、耐腐蚀，不热涨冷缩，表面可加工到高光洁度。实际生产时，由于模压成型，简化工艺，可节约生产成本。实施例碳化硅按设计要求模压成型，素坯经修理毛边，检验，半成品进行第一次烧结成品，此时硬度不高，易加工。如配油盘精磨两端面，柱塞套和泵体支承环精磨内孔与外径及两端面，将加工好的成品再进行二次定性烧结。二次烧结的产品还要进行最后加工，如配油盘研磨与泵体吻合平面达到平行度要求，如柱塞套和支承环研磨内孔，内孔的失圆度和平行度达到精度要求即是合格产品。陶瓷件与金属的接合方法，用环氧树脂或871粘胶剂胶合，首先是清洗陶瓷件和金属件，然后涂覆粘胶剂，用专用工具将陶瓷件装入规定的位置，然后将胶合的工件放入真空箱内，抽气加热固化。权利要求1.一种工程陶瓷制成主要构件的轴向液压泵，本实用新型的特征在于泵体前端中镶嵌配油盘(1)，泵体中镶嵌球形柱塞套(2)，泵体由支承环(3)支承，柱塞的球形头中部镶嵌球形密封环(4)，主轴与泵体同步旋转球形头联接轴(5)，联接两端的球形中部镶嵌滚珠。2.根据权利要1所述的轴向液压泵，其特征是配油盘(1)，环形柱塞套(2)，支承环(3)可选用氮化硅、碳化硅的一种材料制造。3.根据权利要求1所述的轴向液压泵，其特征是柱塞球形头中部镶嵌环形密封环(4)。4.根据权利要求1所述的轴向液压泵，其特征是两端球形头中部镶嵌滚珠。专利摘要一种工程陶瓷制成主要结构件的轴向液压泵，该泵的装置包括镶嵌在泵体前端盖中配油盘，泵体中镶嵌的柱塞套，泵壳中镶嵌泵体支承环，均用工程陶瓷氮化硅或碳化硅制造，陶瓷结构件制造工艺是模压成型，烧结工艺分二次。整机摩擦阻力低，摩擦热量著降低，驱动功能也减低，可提高整个液压系统的功率，改善流体功能传递，最重要的优点是泵的使用寿命增长。球形柱塞的功能特征是使泵体轴线与主轴之间夹角增大到45°，加长柱塞行程，显著地增大泵总排量。文档编号F04B1/20GK2066509SQ89221860公开日1990年11月28日 申请日期1989年12月29日 优先权日1989年12月29日发明者方明 申请人:方明