阅读说明：本技术 一种柱塞泵及其柱塞滑靴组件 (Plunger pump and plunger piston shoe assembly thereof ) 是由 李侃 司国雷 陈君辉 尹大禹 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种柱塞泵及其柱塞滑靴组件,柱塞滑靴组件包括用于与斜盘贴合的滑靴、内部具有柱状空腔的柱塞,滑靴设有内凹的球面结构,柱塞包括柱塞杆、设于柱塞杆的端部且与球面结构形成球面运动副的球头,球头设有垂直于柱塞杆的轴向、且朝向滑靴的球头端面,柱塞杆具有与球头端面相对分布的柱塞杆端面,球头端面与柱塞杆端面的外圆直径相等、面积相等。本申请通过配置柱塞的球头端面的面积等于柱塞杆端面的面积,使得柱塞两端高压力的合力很小且保持相对稳定,解决了柱塞和滑靴的磨损问题,延长了柱塞滑靴组件的使用寿命。(The invention discloses a plunger pump and a plunger piston shoe assembly thereof, wherein the plunger piston shoe assembly comprises a piston shoe for being attached to a swash plate and a plunger piston with a cylindrical cavity inside, the piston shoe is provided with an inwards concave spherical structure, the plunger piston comprises a plunger rod and a ball head which is arranged at the end part of the plunger rod and forms a spherical kinematic pair with the spherical structure, the ball head is provided with a ball head end surface which is perpendicular to the axial direction of the plunger rod and faces the piston shoe, the plunger rod is provided with a plunger rod end surface which is distributed oppositely to the ball head end surface, and the outer circle diameters and the areas of the ball head end surface and the plunger. According to the plunger piston assembly, the area of the ball end face of the plunger is equal to the area of the end face of the plunger rod, so that the resultant force of high pressure at two ends of the plunger is small and relatively stable, the abrasion problem of the plunger and the piston shoes is solved, and the service life of the plunger piston shoe assembly is prolonged.)

一种柱塞泵及其柱塞滑靴组件

技术领域

本发明涉及柱塞泵设计技术领域，更具体地说，涉及一种柱塞滑靴组件。此外，本发明还涉及一种包括上述柱塞滑靴组件的柱塞泵。

背景技术

柱塞滑靴组件作为柱塞泵的核心部件，其在柱塞泵的配流过程中起着至关重要的作用。柱塞滑靴组件由于其结构简单，基本形状为球形和圆柱形，其加工简单，精度能够达到很高，因此得到很大的发展。

现有技术中，柱塞滑靴组件通常包括柱塞和滑靴，柱塞设置有贯穿其轴向的柱状空腔，柱塞的端头采用局部球面结构，滑靴采用内凹的圆锥面结构，在装配状态下，局部球面结构与圆锥面结构形成线密封。作用在柱塞上的流体压力主要包括两部分，一部分作用在局部球面结构处，另一部分作用在柱塞的尾端的端面。在工作过程中，仅当柱塞与滑靴处于某一特定角度时，柱塞两端承受流体的压力才会一致。

但是在变排量柱塞泵中，当斜盘角度发生变化时，柱塞和滑靴之间的角度随之发生变化，柱塞球头端在柱塞轴向上的分力发生变化，导致柱塞两端的高压力不能够相互抵消，使得柱塞和滑靴的承载值增大，导致柱塞和滑靴磨损加剧，从而降低了柱塞滑靴组件的使用寿命。

综上所述，如何在柱塞和滑靴的角度发生变化时减小二者之间的磨损，从而延长柱塞滑靴组件的使用寿命，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种柱塞滑靴组件，其柱塞和滑靴之间的磨损较小，使用寿命较长。本发明的另一目的是提供一种包括上述柱塞滑靴组件的柱塞泵。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种柱塞滑靴组件，包括用于与斜盘贴合的滑靴、内部具有柱状空腔的柱塞，所述滑靴设有内凹的球面结构，所述柱塞包括柱塞杆、设于所述柱塞杆的端部且与所述球面结构形成球面运动副的球头，所述球头设有垂直于所述柱塞杆的轴向、且朝向所述滑靴的球头端面，所述柱塞杆具有与所述球头端面相对分布的柱塞杆端面，所述球头端面与所述柱塞杆端面的外圆直径相等、且面积相等。

优选的，所述柱状空腔中设有回程弹簧，所述柱状空腔设有背向所述球头端面的台阶面，所述回程弹簧端部与所述台阶面相连。

优选的，所述柱塞杆远离所述球头的端部具有末端端面，所述柱塞杆端面的面积等于所述末端端面与所述台阶面的面积和，所述末端端面的外圆直径等于所述球头端面的外圆直径。

优选的，所述末端端面、所述台阶面、所述球头端面平行分布。

优选的，所述球面结构的中心设有用于使所述斜盘的油孔与所述柱状空腔连通的通孔。

一种柱塞泵，包括上述任意一种柱塞滑靴组件。

本发明提供的柱塞滑靴组件包括滑靴和柱塞，其中，柱塞的球头与滑靴的球面结构形成球面运动副，球头设有球头端面，柱塞的柱塞杆具有与球头端面相对分布的柱塞杆端面，球头端面与柱塞杆端面的外圆直径相等，球头端面与柱塞杆端面的面积相等。

在工作过程中，高压油作用在柱塞球头端面和柱塞杆端面，由于柱塞的球头端面的面积等于柱塞杆端面的面积，使得柱塞两端高压力的合力很小且保持相对稳定，因此解决了柱塞和滑靴的磨损问题，提高了柱塞滑靴组件的使用寿命。

本申请还提供了一种柱塞泵，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为柱塞滑靴组件的剖视图；

图2为柱塞滑靴组件的结构示意图；

图3为柱塞的结构示意图；

图4为滑靴的结构示意图。

图1～4中的附图标记为：

柱塞1、柱塞杆11、球头12、滑靴2、回程弹簧3、斜盘4。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种柱塞滑靴组件，当柱塞和滑靴的角度发生变化时能够实现柱塞两端高压力的合力很小且保持相对稳定，降低柱塞和滑靴之间的摩擦，具有使用寿命长的优势。本发明的另一核心是提供一种包括上述柱塞滑靴组件的柱塞泵。

请参考图1～4，图1为柱塞滑靴组件的剖视图，图中d指柱状空腔的直径；图2为柱塞滑靴组件的结构示意图；图3为柱塞的结构示意图；图4为滑靴的结构示意图。

本申请提供了一种柱塞滑靴组件，包括用于与斜盘4贴合的滑靴2、内部具有柱状空腔的柱塞1，滑靴2设有内凹的球面结构，柱塞1包括柱塞杆11、设于柱塞杆11的端部且与球面结构形成球面运动副的球头12，球头12设有垂直于柱塞杆11的轴向、且朝向滑靴2的球头端面，柱塞杆11具有与球头端面相对分布的柱塞杆端面，柱塞杆端面的外圆直径d₁与球头端面的外圆直径d₂相等，柱塞杆端面的面积与球头端面的面积相等。

具体的，滑靴2为中空结构，其中空结构为球面的包络面。柱塞1的球头12放置在滑靴2的包络面中，并与之形成球面运动副的关系。柱塞1为内部具有柱状空腔的中空结构，柱状空腔沿柱塞1的轴向贯穿柱塞1，供柱塞泵配油时油液流入和流出配流盘。另外，为了使斜盘4的油孔能够与柱塞1的柱状空腔连通，需要在滑靴2上设置通孔，优选通孔位于球面结构的中心。

柱塞杆端面指背向球头12、且沿柱塞杆11的轴向所获得的投影，柱塞杆端面的面积、柱塞杆端面的外圆直径d₁分别指投影的面积、直径。另外，柱塞杆端面可以为单个平面，也可以包括两个以上的平面。

当位于滑靴侧的配流盘转动时，柱塞1做轴向运动，进行油液的配流，从而实现柱塞泵的吸油和压油。进行配流时，高压油作用在柱塞1的球头端面和柱塞杆端面，由于柱塞杆端面的外圆直径d₁约等于球头端面的外圆直径d₂，柱塞杆端面的油压p₁约等于球头端面的油压p₂，油压损失忽略不计，球头端面的面积约等于柱塞杆端面的面积。因此，即使柱塞1和滑靴2的角度发生变化，柱塞1两端的高压力也能够相互抵消，柱塞1上的合力仍然很小且保持相对稳定，柱塞1和滑靴2的摩擦几乎为零，从而解决滑靴2和柱塞1在相对运动过程中的受力问题，提高柱塞滑靴组件的使用寿命。

需要说明的是，理想情况下球头端面与柱塞杆端面的外圆直径相等、面积相等、油压相等，但是考虑到加工精度、油压损失等因素，在柱塞滑靴组件投入使用后，球头端面与柱塞杆端面的各项参数基本保持一致，且允许在小范围内浮动一定偏差。

可选的，本申请提供的一种实施例中，柱状空腔中设有回程弹簧3，柱塞杆11的内侧壁设有背向球头端面的台阶面，回程弹簧3端部与台阶面相贴合。具体的，回程弹簧3放置在柱塞1的柱状空腔中，柱状空腔呈阶梯状结构，回程弹簧3的端部与柱状空腔的台阶面相连接或者相抵，回程弹簧3利用自身的弹性回复力控制柱塞1轴向复位。

可以理解的，当柱塞杆11的柱状空腔内仅设置用于限制回程弹簧3位置的台阶面，而不设置其他台阶面时，柱塞杆端面的面积等于末端端面与台阶面的面积和，末端端面的直径等于球头端面的直径d₂，其中，末端端面指柱塞杆11远离球头12所在端的端面。在设计时，末端端面、台阶面、球头端面平行分布。

除了上述柱塞滑靴组件，本发明还提供一种包括上述任意一种柱塞滑靴组件的柱塞泵，该柱塞泵的柱塞1和滑靴2之间磨损较小，使用寿命较长。该柱塞泵的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的柱塞泵及其柱塞滑靴组件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。