Аксиально-поршневая гидромашина

 

Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить функциональные возможности аксиально-поршневой гидромашины за счет упрощения механизма синхронизации вращения роторов и расширения функций приводного элемента. В корпусе 1 соосно относительно друг друга приводной элемент 2 и роторы (Р) 3,4. Р 3 снабжен шаровыми втулками 10 с размещенными в их отверстиях 11 поршнями 12, шарнирно закрепленными в Р 4 шаровыми опорами 13. Диаметр окружности центров втулок 10 больше диаметра окружности центров опор 13. Эксцентриситет между осями 6, 7 Р 3,4 равен половине разности диаметров. Р 3,4 снабжены цилиндрическими зубчатыми венцами 18, 19, входящими в зацеплении с венцами 20, 21, выполненными на элементе 2. Элемент2 выполняет функции передаточного механизма. 7 з.п.ф-лы, 5 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (l I) (sl)s F 04 В 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4726322/29 (22) 27.07.89 (46) 30,11.91. Бюл. hh 44 (71) Белорусский политехнический институт (72) А.В, Пронька (53) 621.651 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1610066, кл. F 04 B 1/26. 24.10,88,. (54) АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ ГИДРОМАШИНА (57) Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить функциональные возможности аксиально-поршневой гидромашины за счет упрощения механизма синхронизации вращения роторов и расширения функций приводного элемента. В корпусе 1 соосно относительно друг друга приводной элемент 2 и роторы (P) 3,4. P 3 снабжен шаровыми втулками 10 с размещенными в их отверстиях 11 поршнями 12, шарнирно закрепленными в Р 4 шаровыми опорами 13, Диаметр окружности центров втулок 10 больше диаметра окружности центров опор

13. Эксцентриситет между осями 6, 7 Р 3,4 равен половине разности диаметров. P 3,4 снабжены цилиндрическими зубчатыми венцами 18, 19, входящими в зацеплении с венцами 20, 21, выполненными на элементе

2, Элемент 2 выполняет функции передаточного механизма. 7 з,п.ф-лы, 5 ил, 1694981 ем гидромашины

Д1 Д2

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к аксиально-поршневым гидромашинам, и может быть использовано в гидроприводах различных машин в качестве насоса или гидромотора.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение функциональных возмо>кностей гидромашины за счет упрощения механизма синхронизации вращения роторов и расширения функций приводного элемента, На фиг.1 изображена гидромашина, в которой роторы снабжены зубчатыми венцами с внутренним зубом, а приводной элемент — зубчатыми венцами с наоужным зубом, при этом ось приводного элемента расположена между асями роторов, продольный разрез; на фиг,2 — то. ке, только оси роторов расположены по одну сторону от оси приводного элемента; на фиг,3 — гидромашина, в которой зубчатые венцы роторов и приводного элемента имеют наружные зубья, продольный разрез; на фиг.4 — гидромашина, в которой зубчатые венцы роторов имеют наружные зубья, а зубчатые венцы приводного элемента — внутренние, при этом оси роторов расположены по одну сторону от оси приводного элемента; на фиг.5 то же, только ось приводного элемента расположена между осями роторов, продольный разрез.

Гидромашина содержит установленные в корпусе 1 соосно друг относительно друга приводной элемент 2 и два ротора 3 и 4, Ось вращения 5 приводного элемента 2 параллельна осям 6 и 7 роторов 3 и 4 и не совпадает ни с одной из них. В сферических гнездах 8 ротора 3 посрецством стопорной пластины 9 шарнирно закреплены шаровые втулки 10. В отверстиях 11 шаровых втулок

10 установлены поршни 12. Шаровые опоры

13 поршней 12 посредством стопорной пластины 14 шарнирно закреплены в сферических гнездах 15 второго ротора 4. Диаметр

Д1 окружности центров 16 шаровых втулок

10, закрепленных в роторе 3, больше диаметра Д2 окружности центров 17 шаровых опор 13 крепления поршней 12 в роторе 4.

Роторы.3 и 4 установлены относительно друг друга с эксцентриситетом е, образованным между осями 6 и 7 и равным половине разности диаметров Д1 и Дг: где Д1- диаметр окружности, образованной центрами шаровых втулок, м

Д2 -- диаметр окружности, образован-. ной центрами шаровых опор, м, Такой величине эксцентриситета е соответствует максимальный рабочий обьРоторы 3 и 4 снабжены цилиндрическими зубчатыми венцами 18 и 19. Они входят в зацепление с цилиндрическими зубчатыми венцами 20 и 21, выполненными на приводном элементе 2, и связаны между собой посредством него. Они имеют общую ось 5 вращения, совпадающ с осью приводного элемента 2. Зубчатые венцы 18 и 19 в зависимости от исполнения гидромашины могут быть выполнены либо с внутренним зубом (фиг.1 и 2), либо с наружным (фиг.3-5).

Соответственно им и зубчатые венцы 20 и 21 приводного элемента 2 могут быть выполнены либо с наружным зубом (фиг,1 — 3), либо с внутренним (фиг.4 и 5), образуя при этом две зубчатые передачи внутреннего (фиг.1-5), либо наружного зацепления (фиг.3).

В гидромашинах по фиг.1 — 3 роторы 3 и

4 контактируют с крышками 22 и 23 соответственно, Крышки 22 и 23 закреплены в корпусе 1, который выполнен из трубы и имеет таким образом минимальную технологическую сложность. Крышки 22 и 23 могут фиксироваться в корпусе 1 посредством стяжных болтов 24 (фиг.1).

В гидромашинах по фиг. 3 — 5, в которых роторы 3 и 4 снабжены зубчатыми венцами iB и 19 с наружными зубьями, их центрирование осуществляется либо цапфами 25 и 26 . с игольчатыми подшипниками, которые жестко закреплены в крышках 22 и 23 соответственно (фиг.3), либо коленчатой осью 27, В гидромашине по фиг.5 приводной элемент 2 состоит из двух частей, жестко скрепленных между собой посредством обода 28. Торцовый распределитель 29 этой гидромашины закреплен на кронштейне 30, который крепится к раме транспортного средства. Распределитель 29 контактирует с ротором 3, который снабжен окнами 31 для подвода и отвода рабочей жидкости. В гидромашинах по фиг.4 и 5 ротор 3 контактирует с приводным элементом 2.

Гидромашина в режиме гидромотора работает следующим образом.

Рабочая жидкость через впускное окно (не показано) торцового распределителя 29 и сообщающиеся с ним окна 31 для подвода и отвода рабочей жидкости подводится в рабочие камеры 32, образованные поверхностью сферических гнезд 8 ротора 3, торцами поршней 12 и поверхностью отверстий

11 шаровых втулок 10. Эти поверхности нагружаются давлением рабочей жидкости, Осевые силы, возникающие на торцах пор— 1694981

10

20 пп = пр/U1,2, шней 12, через их шаровые опоры 13 передаются на сферические гнезда 15 ротора 4.

Тангенциальная составляющя этих сил создает на роторе 4 крутящий момент, Осевая .и радиальная составляющие этих сил в гидромашинах по фиг,1 и 2 воспринимаются крышкой 23.

8 гидромашине по фиг.3 радиальная составляющая воспринимается цапфой 26, а в гидромашинах по фиг.4 и 5 — коленчатой осью 27. Силы от давления рабочей жидкости, действующие на поверхность отверстий 11 шаровых втулок 10,. взаимно уравновешиваются. Тангенциальная составляющая сил, действующих на поверхности сферических гнезд 8 ротора 3, создает на нем крутящий момент, направление действия которого противоположно направлению действия крутящего момента на роторе

4. Радиальная и осевая составляющие от сил, действующих на сферические гнезда 8, в гидромашинэх по фиг.1 и 2 воспринимаются соответственно торцовым распределителем 29 и крышкой 22.

В гидромашине по фиг,З радиальная составляющая воспринимается цапфой 25, а в гидромашинах по фиг.4 и 5 — коленчатой осью 27. Силы отжима от давления рабочей жидкости, действующие в зазоре между шаровыми втулками 10 и сферическими гнездами 8, воспринимаются стопорной пластиной 9, обеспечивающей герметичность рабочих камер 32 в процессе работы гидромашин ы, Крутящий момент от ротора 3 на приводной элемент 2 передается посредствм зубчатых венцов 18 и 20, а от ротора 4— зубчатыми венцами 19 и 21, Так как крутя щий момент на роторе 3 больше крутящего момента на роторе 4 в 01/D2 раз, то оба ротора начинают вращаться в направлении действия момента на роторе 3. Синхронное вращение обеих роторов 3 и 4 обеспечивается благодаря тому, что имеет место равенство передаточных отношений двух зубчатых передач. Ротор 3 вращается вок-. руг оси 6, ротор 4 — вокруг оси 7, а приводной элемент 2 — вокруг оси 5, при этом частота вращения последнего составляет величину где пп.— частота вращения приводного элемента 15; пр — частота вращения роторов 3 и 4, U>,z — передаточные отношения первой и второй зубчатых передач..

При согласованном вращении роторов

3 и 4 поршни 12 совершают в отверстиях 11

55 шаровых втулок 10 возвратно-поступательные перемещения. При этом жидкость, подводимая под давлением к торцам поршней

12, перемещает их из верхней в нижнюю мертвую точку, что сопровождается поворотом роторов 3 и 4 на 180 . При повороте роторов 3 и 4 еще на 180 жидкость вытесняется в сливную магистраль., после чего цикл повторяется. Стопорная пластина 14 при этом обеспечивает поджим шаровых опор 13 поршней 12 к сферическим гнездам

15 ротора 4, В гидромашинах по фиг, 4 и 5 ротор 4 опирается на приводной элемент 2, Так как последний вращается в ту же сторону, что и ротор 4, но с меньшей частотой, то уменьшается скорость скольжения опорной поверхности ротора 4 относительно .опорной поверхности приводного элемента 2,. т.е, уменьшается износ трущихся поверхностей, нагрев деталей гидромашины и рабочей жидкости.

Радиальные и осевые силы, возникающие на крышках 22 и 23, воспринимаются корпусом 1, а в гидромашине по фиг.1 осевые силы воспринимаются стяжными болтами 24. В гидромашине по фиг.5 (вариант использования ее в мотор-колесе) осевые силы, действующие на обе части приводного элемента 2, воспринимаются жестко связанным с ними ободом 28. Функции корпуса

1 гидромашины в последнем случае выполняет кронштейн 30,. к которому крепится мотор-колесо.

3а счет того, что приводной элемент, кроме своей основной функции — осуществление подвода и отвода крутящего момента от роторов к рабочему органу какой-либо машины, — выполняет и дведополнительные функции, а именно, обеспечивает согласованное вращение роторов и устанавливает соответствие между частотой вращения роторов и требуемой частотой вращения исполнительного органа соединяемой с ними машины (т.е. функцию передаточного механизма, например, редуктора), упрощается конструкция гидромашины и гидроприводов, в составе которых она применяется.

Обьединение в устройстве двух функционально различн ых узлов — преобразователя механической энергии в гидравлическую и наоборот (гидромашины), и передаточного механизма (одноступенчатого зубч. редуктора) позволяет испольэовать устройство в гидроприводах без дополнительных понижающих или повышающих передач, увеличивающих металлоемкость и сложность приводов, т.е, повышаются функциональные возможности гидромашины, 3а счет того; что приводной элемент может быть

1694981 выполнен сквозным, решается проблема соединения любого количества таких гидромашин в единый функциональный блок, в результате чего уменьшается количество модификаций в пределах их типоразмерно- 5

ro ряда, т.е, снижаются затраты на производство и эксплуатацию гидромашины, Простота корпусных деталей и высокие компоновочные возможности гидромашины повышают технологичность и упрощают 10 конструкцию гидроприводов, в составе которых она применяется, Формула изобретения

1, Аксиально-поршневая гидромашина, 15 содержащая установленные в корпусе соосно относительно друг друга приводной элемент и два ротора, один из которых снабжен шаровыми втулками с размещенными в их отверстиях поршнями, шарнирно закреп- 20 ленными в другом роторе с помощью шаровых опор, при этом диаметр окружности центров шаровых втулок больше диаметра окружности центров шаровых опор крепления поршней, а эксцентриситет между ося- 25 ми роторов равен половине разности диаметров, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения функциональных возможностей за счет упрощения механизма синхронизации вра- 30 щения роторов и расширения функций приводного элемента, роторы снабжены цилиндрическии зубчатыми венцами, входящими в зацепление с цилиндрическими зубчатыми венцами, выполненными на приводном элементе.

2, Гидромашина по п.1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что роторы снабжены зубчатыми венцами с внутренним зубом, а приводной элемент снабжен зубчатым венцом с наружным зубом.

3, Гидромашина по п.2, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что ось приводного элемента расположена между осями роторов.

4, Гидромашина по п,2, о т л и ч а ю щ ая сятем,,что оси роторов расположены по одну сторону от оси приводного элемента.

5. Гидрома,шина по п.1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что зубчатые венцы роторов и приводного элемента снабжены наружными зубьями, 6. Гидромашина по п.1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что зубчатые венцы роторов снабжены наружными зубьями, а зубчатые венцы приводного элемента снабжены внутренними зубьями, 7, Гидромашина по п.6, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что оси роторов расположены по одну сторону от оси приводного элемента.

8, Гидромашина по п.б,о т л и ч а ю щ ая с я тем, что ось приводного элемента расположена между осями роторов. г«га I

Фиг. Z

1694981

Риг. 0

)в

1,694981

1694981

Составитель Н.Костина

Техред М,Моргентал . Корректор М.Демчик

Редактор Н.Горват

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

Заказ 4147 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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