Радиально-поршневой гидромотор

 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к радиально-поршневым гидромоторам (РПГМ) многократного действия. Цель изобретения - увеличение ресурса гидромотора путем уменьшения износа направляющей за счет снижения максимального контактного напряжения на участке разгона поршня. РПГМ содержит блок цилиндров 1, в радиальных расточках которого размещены поршни 2, связанные с катками 3, взаимодействующими с кольцевой направляющей 4, которая образована повторяющимися участками профиля, каждый из которых включает участок разгона и торможения при прямом и обратном ходе поршня. Новым в изобретении является профиль направляющей, который задан в виде математических зависимостей второй производной радиус-вектора траектории центра катков. 5 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 1 03 О 1/01

ГОСУДАРСТНЕНЧЬ Й НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СОИ

К А ВТОРСЙОМУ СВИДЕтельСТВу (21) 4378491/25-29 (22) 16. 02. 88 (46) 07.10.90. b . ¹ 37 (72) И,И. Тартаковский, Л. С. Фейфец, О.В. )Курба и Р,С, Игольников (53) 621.225(088.8) (56) Докукин А.В, и др, Радиальнопоршневые гидромоторы многократного действия. — M.: Машиностроение, 1980, с. 140, рис, 68-. (54) РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ГИДРОМОТОР (57) Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к радиально-поршневым гидромоторам (РПГМ) многократного действия. Цель изобретения — увеличение ресурса гидромотора

SU „1597447 А1

2 путем уменьшения износа направляющей за счет снижения максимального контактного напряжения на участке разгона поршня, РПГМ содержит блок цилиндров 1, в радиальных расточках которого размещены поршни 2, связанные с катками 3, взаимодействующими с кольцевой направляющей 4, которая образована повторяющимися участками профиля, каждый из которых включает участок разгона и торможения при прямом и обратном ходе поршня. Новым в изобретении является профиль направляющей, который задан в виде математических зависимостей второй производной радиус-вектора траектории центра катков.5 ил.

1597447

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к радиальнопоршневым гидромоторам многократного действия, Цель изобретения — увеличение ресурса гидромотора путем уменьшения износа направляющей эа счет снижения максимального контактного напряжения на участке разгона, 1О

На фиг, 1 изображена конструктивная схема гидромотора; на фиг. 2— графики зависимости радиуса кривизны траектории центра опорного катка от угла радиус-вектора; на фиг„ 3 — гра- 15 фики зависимости контактного напряжения на профиле направляющей от угла радиус-вектора; на фиг. 4 — графики зависимости второй производной радиус-вектора от угла радиус-вектора; на 2О фиг. 5 — график зависимости контактного напряжения от коэффициента d, На фиг. 2, 3 и 4 кривые, обозначенные I, соответствуют изобретению, а кривые II — прототипу. В качестве из- 25 вестного прототипа взят гидромотор

NP 2,5, у которого число участков профилированной направляющей Х = 8, число поршней z = 15, угол движения ф =о

= 20, угловая величина участка раз- 30 гона o(» = 12, участка торможения ь(= 6, радиус опорного катка r — 24 мм, наименьшая величина радиусвектора траектории центра опорного катка r = 120 мм. 35

Радиально-поршневой гидромотор содержит блок цилиндров 1 с поршневыми группами, включающими поршни 2 и опорные катки 3, установленные с возмож-. ностью взаимодействия с профилирован- 4р ной направляющей 4 в корпусе 5, образованной повторяющимися профилированными участками, .каждый из которых включает участки разгона с(,и торможения а(поршневых групп при прямом 45 и обратном их ходе. Участок 6-8 профиля, соответствует обратному (сливному) ходу поршня 2, а участок 8-10 профиля - прямому (напорному) ходу поршня 2. Участок профиля между IIo 5p зицнями 8 и 9 является участком разгона 4», а мелсцу позициями 9 и 10— участком торможения e(z, причем углы

ef и 4 определяются по точке 11 траектории 12 центра опорного катка 3, I

Гидромотор содержит также цапфенный распределитель 13, установленный в осевой расточке блока цилиндров 1.

Гидромотор работает следующим образом.

Рабочая жидкость под давлением подается в распределитель 13, откуда она поступает к поршням 2 блока цилиндров

1, при этом проводятся во взаимодействие с профилированной направляющей 4 опорные катки 3 поршней 2, возникающее при этом тангенциальное усилие на поршни 2 передается блоку цилиндров 1 и формирует крутящий момент. При этом величина возникающего на профилированной направляющей контактного напряжения зависит от текущего значения радиус-вектора r траектории 12 центров опорных катков 3 и его первых двух производных, пропорциональных скорости и ускорению поршней 2, Эти величины определяют радиус кривизны профиля направляющей 4 и нормальное усилие на профиль в каждой его точке.

Контактное напряжение на профиле направляющей 4 определяется по формуле Герца

Ф = 0,418 где N = Р SIC" "U (2)

P --сила давления рабочей жидкости, действующая на поршень;

V - угол давления в паре опорный каток — направляющая;

) — длина опорного катка; и

r — радиус катка; к — радиус кривизны направляющей, f H

9н= f гк

o — радиус кривизны траектории центра опорного катка;

Š— приведенный модуль упругости. пр

Иэ выражения (1) с учетом выражения (2) можно получить

sec V где Ь

1-г /g

А — величина постоянная, зависящая от размеров опорного катка, его материала и материала направляющей, давления рабочей жидкости, но не зависящая от профиля направляющей.

rl

На участке разгона g, (r» ) О) угол давления

I г/

V = ar1 tg --.

1597447 6 траектории 12 равляющей задается величиной r " (о() =

=-С, где С> 0 и является постоянной-величиной, выбранной в диапазоне

2Н

5 0 — — —, Ф4

Графики (фиг. 2 — 5) получены при видно, чтб на- 2Н значении С = †вЂ, которое находится в са кривизны ф( ястка разгона 10 предах заданного д апазона д я Сэ

Радиус кривизны центра опорного катка

50 неравномерности. а (1+1со() при 0 (о(< о(,>

-С при a(«g<ф-Ь, г" (о()=

Из графика (фиг, 2) именьшее значение радиу соответствует началу уч поршня 2, но величина о для прототипа меньше, а наибольшая величина

Ю

$ (g) прототипа больше, при этом характер изменения 6 согласно изобретению имеет более равномерный характер, чтб видно из графика (фиг. 3 )

Из сравнения кривых I u II (фиг. 3) видно, что контактные нап.ряжения при профиле, выполненном согласно изобретению, 6 „„ в 1,33 раза меньше, чем у прототипа, что приводит к увеличению ресурса в 2,3 раза, что объясняется правильным выбором профиля направляющей, который на участке разгона удовлетворяет условию

r (ь)= о(о (1+1<о() при 0 (о(< а(Этот закон изменения радиус-вектора r " (о() позволяет добиться того, что в пределах изменения d=O 78-0,87 контактные напряжения остаются величиной практически постоянной, Из графика (фиг. 5) видно, что вне диапазона d=0,78-0,87 наблюдается ослабление эффекта применения предлагаемого технического решения, однако даже на границах этого диапазона в

I сравнении с прототипом достигается увеличение ресурса в 1,87 раза.

Уменьшение контактных напряжений на участке разгона при реализации изобретения достигнуто беэ ухудшения его характеристик на участке торможения.

Так, например, на второй части участка торможения »-t C o((Ф . Закон изменения радиус-вектора r (о() определяется выбором r " (о() на участке разгона и первой части участка торможения и удовлетворяет условию нулевой л (о(г) или ". г (о(1. г.) 0

i=o

»" ! Ф.ф откуда следует поскольку обычно о(> о»

Таким образом, при реализации изобретения, т,е. при выборе радиус-век15 тора траектории центров опорных катков, удовлетворяющем условиям прецлагаемого технического решения, профиль направляющей в сравнении с прототипом обеспечивает снижение контактных напряжений на всем участке разгона поршня, стабилизирует их величину, что снижает износ направляющей и повышает ресурс гидромоторч по этому пара,метру в 2-2,6 раза.

Формула изобретения

Радиально-поршневой гидромотор многократного действия, содержащий блок цилиндров с поршневыми группами, установленными с возможностью взаимодействия при помощи опорных катков с профилированной направляющей, образованной повторяющимися профилированными

35участками, каждый из которых включает участки разгона и торможения поршневых групп при »прямом и обратном их ходе, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса гидро40 мотора путем уменьшения износа направляющей эа счет снижения максимального контактного напряжения на участке разгона, профиль направляющей выполнен иэ условия, что вторая производная ра45 диус-вектора траектории центров опорных катков r удовлетворяет следующим зависимостям:

55 И

r" "(()=- :Е r "(g-it);

На первой половине участка торможения в пределах о(, (o((ô-t профиль напи 1

2 (о(2.Г) при ф»t с о»(ф

i=-1 где „о(— текущий угол радиус-вектора;

1597447

Ф

5 п — — целая часть величины — -;

Ф

1 Н

КЗ вЂ” (- + С (s(g-it))-à ofq - )p ао t и (ф-it); фа Э»» б1

2% и

t — - угловой шаг поршней;

15 (и a(— угловые величины участков

2 разгона и торможения соответственно;

ao= d d" Ов78 О ° 87»

2Н

Н - ход поршня; е((1 ш,— — целая часть величины —— й

У х - число профилированных участков направляющейся

z — число поршней; ш — наибольший общий делитель чио сел х и г, ф= a,+a(<, О <С <-; С - const.

2Н

ФЯ

1597447! 597447

Составитель В. Чашкин

Техред М.Моргентал КорректорС. Шекмар

Редактор О. Головач

Заказ 3035

Тираж 363

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101