轻量化分瓣式活塞杆结构

技术领域

本公开涉及活塞技术领域，尤其涉及轻量化分瓣式活塞杆结构。

背景技术

液压元件轻量化不仅可减轻移动装备自重、降低原动机功率,还可提高装备续航能力、机动性能和承载能力,同时还可实现节能减排。在液压驱动的各类装备中，液压缸重量占据了相当高的比重，具有巨大的轻量化潜力。尤其针对于短行程、大直径的液压缸，其活塞杆和活塞重量占比较大，具有较大减重潜力。随着现在液压缸向着高压、高动态的发展趋势，要求活塞更轻，同时还要保证相应的强度和刚度。但目前液压缸活塞的轻量化主要集中在采用高强度金属的结构优化设计，轻量化程度有限。

因此，本申请提出轻量化分瓣式活塞杆结构。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了轻量化分瓣式活塞杆结构。

本发明采用的技术方案是这样的：

轻量化分瓣式活塞杆结构，包括芯杆、至少两个活塞瓣，所述芯杆、活塞瓣均由纤维增强树脂复合材料构成，所述芯杆具有沿其周向凸起的杆凸环，所述活塞瓣具有活塞凹槽，各所述活塞瓣卡装在所述芯杆上，所述杆凸环位于所述活塞凹槽内、且相适配，相邻所述活塞瓣的接触面之间涂覆有胶粘剂、并胶接固定，各所述活塞瓣构成一个完整活塞。

优选地，所述芯杆具有轴向通孔。

优选地，各所述活塞瓣与所述芯杆之间涂覆有所述胶粘剂、并胶接固定。

优选地，所述杆凸环至少2个，所述杆凸环与活塞凹槽数量相同、且相对应。

优选地，各所述活塞瓣的弧长相等。

优选地，各所述活塞瓣均具有导向槽和密封槽，在各所述活塞瓣形成的完整活塞的外圆表面形成环形导向槽和环形密封槽，所述环形导向槽用于安装环形导向带，所述环形密封槽用于安装环形密封圈。

优选地，在所述芯杆、各所述活塞瓣安装完成后，在整体结构外表面涂覆有涂层，所述涂层固化成型后，可对其进行机械加工。

优选地，所述杆凸环的截面形状包括矩形、梯形、三角形、半圆形或弧形，所述活塞凹槽的截面形状与所述杆凸环的截面形状相适配。

优选地，所述胶粘剂包括酚醛树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、环氧树脂胶粘剂、聚丙烯酸树脂胶粘剂或聚氯乙烯树脂胶粘剂。

综上所述，本申请通过将现有的纤维增强树脂复合材料应用于活塞结构中，并设计了本申请新的连接结构，利用复合材料密度低等优势，突破现有金属活塞杆的轻量化水平，降低活塞杆、活塞等运动部件的重量，提高活塞杆的高速动态特性，传力性能良好，在减轻重量的同时，也可以保证低泄漏，并且现有的复合材料加工制造工艺成熟，能够简化加工制造难度。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本发明分解示意图；

图2是本发明中芯杆示意图；

图3是本发明中活塞瓣示意图。

图中标记：1为芯杆、2为活塞瓣、3为杆凸环、4为活塞凹槽、5为轴向通孔、6为导向槽、7为密封槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

如图1至3所示，轻量化分瓣式活塞杆结构，包括芯杆1、至少两个活塞瓣2，芯杆1、活塞瓣2均由纤维增强树脂复合材料构成，芯杆1具有沿其周向凸起的杆凸环3，活塞瓣2具有活塞凹槽4，杆凸环3的截面形状包括矩形、梯形、三角形、半圆形或弧形，活塞凹槽4的截面形状与杆凸环3的截面形状相适配，此处具体设置为矩形，各活塞瓣2卡装在芯杆1上，杆凸环3位于活塞凹槽4内、且相适配，相邻活塞瓣2的接触面之间涂覆有胶粘剂、并通过胶粘剂胶接固定，各活塞瓣2构成一个完整活塞，此处具体设置为两个活塞瓣2，活塞瓣2的角度范围为5°～355°，各活塞瓣2共同组成一个360°完整活塞；进一步沿芯杆1轴向开设轴向通孔5，如此设置，进一步减轻芯杆1的重量，进一步实现轻量化；纤维增强树脂复合材料包括但不限于长丝纤维增强树脂复合材料或短切纤维增强树脂复合材料；本申请的结构可用于液压缸、气缸、蓄能器等需要活塞和杆的零部件，可应用于单出杆、双出杆或多出杆液压缸或气缸或蓄能器等；各部件通过胶粘剂胶接固定，并在固化炉或热压罐中进行固化处理，形成稳定可靠的一体结构。

进一步地，各活塞瓣2与芯杆1之间涂覆有胶粘剂、并通过胶粘剂胶接固定，进一步增加了整体结构的稳固性。

具体地，胶粘剂包括酚醛树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、环氧树脂胶粘剂、聚丙烯酸树脂胶粘剂或聚氯乙烯树脂胶粘剂。

进一步地，杆凸环3至少2个，杆凸环3与活塞凹槽4数量相同、且相对应，此处具体设计为3个杆凸环3和3个活塞凹槽4相配合，相邻杆凸环3之间的间距相同，如此设置，在加工强度合适的前提下，增加了活塞瓣2与芯杆1之间的连接稳固性。

进一步地，各活塞瓣2的弧长相等，即各活塞瓣2的弧度相同，使得装配成整体后，根据均衡合理，受力更加均衡，此处具体为两个活塞瓣2，两个活塞瓣2的弧度均为180°。

进一步地，各活塞瓣2均具有导向槽6和密封槽7，在各活塞瓣2形成的完整活塞的外圆表面形成环形导向槽和环形密封槽，环形导向槽用于安装环形导向带(图中未示出)，环形密封槽用于安装环形密封圈(图中未示出)；各活塞瓣2均具体设置一个密封槽7和两个导向槽6，密封槽7位于两个导向槽6之间；通过在完整活塞上安装环形导向带和环形密封圈可实现活塞结构稳定运行和低泄漏的要求。

进一步地，在芯杆1、各活塞瓣2安装完成后，在整体结构外表面涂覆有涂层，涂层固化成型后，可对其进行机械加工；涂层为非金属材料固化涂层，包括环氧树脂、固化剂、消泡剂、增韧剂或稀释剂，此处具体使用环氧树脂涂层，整个结构体装配后，在整体外表面涂覆环氧树脂涂层，以解决芯杆1、活塞瓣2采用纤维增强树脂复合材料制造时，其成型质量和精度不满足液压缸运行要求的问题，当涂层在在固化炉或热压罐中固化成型后，可通过对涂层进行机加工和精密加工，以使得活塞杆整体满足液压缸运行的性能要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。