本發(fā)明涉及變量泵零部件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及核潛艇舵裝置伺服變量泵的活塞及其制備方法。

背景技術(shù)：

變量泵的活塞就是在變量泵殼體中做往復(fù)運動的機(jī)件，廣泛用于冶金、礦山、工程機(jī)械、船舶、民航地面設(shè)備等液壓傳動領(lǐng)域，為了提高動力傳動效率，對活塞與缸體之間的密封性有一定的嚴(yán)格要求。

在傳統(tǒng)設(shè)備中，核潛艇舵裝置伺服變量泵中的活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體的配合間隙為0.05mm，通過設(shè)置有格萊圈，來提高密封性能，使用一段時間后，密封效果下降，出現(xiàn)泄漏，電液伺服閥不斷的修正誤差，導(dǎo)致出現(xiàn)零漂現(xiàn)象。

綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供核潛艇舵裝置伺服變量泵的活塞及其制備方法，該活塞可以減小活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體的配合間隙，提高密封性能，延長使用壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供核潛艇舵裝置伺服變量泵的活塞，所述活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體配合運動；所述活塞為一圓柱體結(jié)構(gòu)，所述圓柱體表面開有一徑向凹槽，所述徑向凹槽兩側(cè)面開有對稱的垂直圓形通孔，還包括環(huán)形凹槽；

所述環(huán)形凹槽共有8條，分兩組對稱環(huán)設(shè)于所述活塞端部；

所述活塞與所述變量機(jī)構(gòu)殼體的配合間隙為0.003～0.005mm。

根據(jù)本發(fā)明的核潛艇舵裝置伺服變量泵的活塞，所述環(huán)形凹槽的寬度相等；所述環(huán)形凹槽的深度相等；所述活塞同一端部的環(huán)形凹槽間距相同。

根據(jù)本發(fā)明的核潛艇舵裝置伺服變量泵的活塞，所述環(huán)形凹槽的底面為弧形。

根據(jù)本發(fā)明的核潛艇舵裝置伺服變量泵的活塞，所述環(huán)形凹槽區(qū)域設(shè)有一激光熔覆層，所述激光熔覆層為鉻鎳合金。

本發(fā)明還提供了上述活塞的制備方法，該制備方法使活塞滿足硬度、耐磨、耐高溫、耐腐蝕等要求，包括如下步驟：

A、對原材料進(jìn)行粗加工，單邊預(yù)留1mm的精加工余量；

B、將步驟A中得到的原材料進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，處理后硬度為HB220～HB240；

C、將步驟B中得到的原材料按激光熔覆前的圖紙進(jìn)行粗加工，預(yù)留出激光熔覆厚度；

D、將步驟C中得到的原材料進(jìn)行激光熔覆處理，在所述環(huán)形凹槽所在區(qū)域設(shè)置激光熔覆層；

E、將步驟D中得到的原材料在所述環(huán)形凹槽所在區(qū)域進(jìn)行粗切削，預(yù)留0.2mm的磨量，得到所述環(huán)形凹槽的雛形；

F、將步驟E中得到的原材料進(jìn)行熱處理，處理后硬度為HRC46～48；

G、將步驟F中得到原材料磨外圓，得到活塞成品。

根據(jù)本發(fā)明的活塞的制備方法，所述激光熔覆層為鉻鎳合金。

本發(fā)明通過加大活塞直徑，使活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體的間隙縮小為0.003～0.005mm，提高了活塞的密封性能；同時，在活塞的兩端各設(shè)有4條環(huán)形凹槽，用以滿足活塞直徑加大后的排油需求；另外8條環(huán)形凹槽的深度和寬度均相等，使環(huán)形凹槽所受壓力相等，增加使用壽命；環(huán)形凹槽的底面設(shè)置為弧形，便于清理、養(yǎng)護(hù)。另外本發(fā)明還提供了活塞的制備方法，原材料經(jīng)粗加工、調(diào)質(zhì)處理、再次粗加工、激光熔覆處理、粗切削、熱處理和磨外圓得到活塞成品，活塞成品的硬度保持在HRC46～48之間，為了延長使用壽命，激光熔覆材料選用鉻鎳合金。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的工作過程示意圖；

圖3是環(huán)形凹槽截面圖；

圖4是原有活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是活塞制備方法流程圖；

在圖中，1-環(huán)形凹槽，2-徑向凹槽，3-垂直圓形通孔，4-格萊圈，5-變量機(jī)構(gòu)殼體。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1、2，本發(fā)明提供了核潛艇舵裝置伺服變量泵的活塞，該活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體5配合運動。該活塞整體為一個圓柱體結(jié)構(gòu)，在圓柱體的表面開設(shè)有一條徑向凹槽2，而在徑向凹槽2的兩側(cè)面上開設(shè)有對稱的垂直圓形通孔3。

為了提高活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體5的密封性能，本發(fā)明加大了活塞的直徑，而原有的變量機(jī)構(gòu)殼體5不變，這樣活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體5的配合間隙就縮小為0.003～0.005mm。

在活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體5配合運動的過程中，油量是恒定的，但由于配合間隙變小，使活塞的往復(fù)運動不夠順暢，為了解決這一問題，經(jīng)過精確計算，本發(fā)明在活塞的兩端分別設(shè)置有四個環(huán)形凹槽1來保證活塞往復(fù)運動的順暢性。

基于上述描述，本發(fā)明在進(jìn)行4Mpa密封性試驗時，泄油量≤1ml/min，完全滿足使用要求。

需要說明的是，為了使本發(fā)明更加優(yōu)化，在設(shè)置環(huán)形凹槽1時，使其寬度與深度均相等，在活塞運動過程中，所受壓力均等，從而延長活塞的使用壽命；另參見圖3，為了方便環(huán)形凹槽1的清理、養(yǎng)護(hù)，本發(fā)明將環(huán)形凹槽1的底面設(shè)為弧形。

參見圖4，與本發(fā)明相比，原有活塞結(jié)構(gòu)的不同之處在于：活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體5的配合間隙為0.05mm，間隙較大，由格萊圈4實現(xiàn)活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體5的密封，使用一段時間后，密封效果就會下降，出現(xiàn)泄漏，同時電液伺服閥不斷的修正錯誤，導(dǎo)致出現(xiàn)零漂現(xiàn)象。

參見圖5，本發(fā)明還提供了上述活塞的制備方法，該方法主要用于對上述活塞的制備、加工，包括以下步驟：

步驟一、對原材料進(jìn)行粗加工，單邊預(yù)留1mm的精加工余量。

本步驟的目的是使不同大小的原材料經(jīng)粗加工后，滿足后續(xù)工序的調(diào)質(zhì)效果。

步驟二、將步驟一中得到的原材料進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，處理后硬度為HB220～HB240。

將原材料進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使原材料的晶粒細(xì)化，改善其力學(xué)性能，為下一步工序做好準(zhǔn)備。

步驟三、將步驟二中得到的原材料按激光熔覆前的圖紙進(jìn)行粗加工，預(yù)留出激光熔覆厚度。

對環(huán)形凹槽1所在區(qū)域進(jìn)行切削，使其直徑小于成品直徑1mm，方便后續(xù)步驟處理。

步驟四、將步驟三中得到的原材料進(jìn)行激光熔覆處理，在環(huán)形凹槽1所在區(qū)域設(shè)置激光熔覆層。

該步驟就是將步驟三中切削后的環(huán)形凹槽1所在區(qū)域進(jìn)行激光熔覆處理，需要說明的是激光熔覆層的材料為鉻鎳合金，其具有耐磨、耐高溫和耐腐蝕的特性，可以增加活塞的使用壽命；環(huán)形凹槽1所在區(qū)域經(jīng)激光熔覆處理后，與步驟三中得到的原材料的外表面齊平。

步驟五、將步驟四中得到的原材料在環(huán)形凹槽1所在區(qū)域進(jìn)行粗切削，預(yù)留0.2mm的磨量，得到環(huán)形凹槽1的雛形。

步驟六、將步驟五中得到的原材料進(jìn)行熱處理，處理后硬度為HRC46～48。

對步驟五中得到的原材料進(jìn)行熱處理，能夠使其性能、組織更加優(yōu)化，達(dá)到活塞成品對硬度的要求。

步驟七、將步驟六中得到原材料磨外圓，得到活塞成品。

由于活塞對光滑度的要求較高，本步驟通過磨外圓，使其光滑度達(dá)到成品要求，提高與活塞缸體的密封性能。

綜合上述描述可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過加大活塞直徑，使活塞與變量機(jī)構(gòu)殼體的間隙縮小為0.003～0.005mm，提高了活塞的密封性能；同時，在活塞的兩端各設(shè)有4條環(huán)形凹槽，用以滿足活塞直徑加大后的排油需求；另外8條環(huán)形凹槽的深度和寬度均相等，使環(huán)形凹槽所受壓力相等，增加使用壽命；環(huán)形凹槽的底面設(shè)置為弧形，便于清理、養(yǎng)護(hù)。另外本發(fā)明還提供了活塞的制備方法，原材料經(jīng)粗加工、調(diào)質(zhì)處理、再次粗加工、激光熔覆處理、粗切削、熱處理和磨外圓得到活塞成品，活塞成品的硬度保持在HRC46～48之間，為了延長使用壽命，激光熔覆材料選用鉻鎳合金。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。