Аксиально-поршневая машина с регулируемым рабочим объемом

 

Изобретение относится к машиностроению. Целью изобретения является снижение осевого габаритного размера и металлоемкости за счет размещения противовесов на цилиндрической шейке коленчатого вала с возможностью поворота противовеса относительно последней, а также повышение надежности путем исключения возможности заклинивания. Аксиально-поршневая машина содержит корпус с цилиндрами, размещенные в них поршни, соединенные шатунами с качающейся шайбой. Подшипник качающейся шайбы и качающаяся шайба установлены на косой шейке коленчатого вала с возможностью их перемещения относительно косой шейки под действием механизма регулирования рабочего объема. Подшипник качающейся шайбы шарнирно соединен с механизмом привода противовесов, который включает тягу ползуна,ползун установленный в вырезе щеки коленчатого вала с возможностью радиального перемещения относительно выреза, тяги противовеса, шарнирно соединенные с ползуном и противовесами, установленными с возможностью поворота относительно цилиндрической шейки коленчатого вала. При изменении рабочего объема под действием механизма регулирования рабочего объема, подшипник качающейся шайбы совместно с качающейся шайбой перемещается относительно косой шейки, воздействуя на тягу ползуна, которая перемещает ползун в вырезе щеки коленчатого вала. Ползун через тяги противовесов поворачивает противовесы относительно цилиндрической шейки коленчатого вала, сохраняя неизменное динамическое уравновешивание при изменении рабочего объема цилиндров аксиально-поршневой машины. 7 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к аксиально-поршневым машинам, и может быть использовано в качестве двигателя, компрессора или насоса. Целью изобретения является снижение осевого габаритного размера и металлоемкости за счет размещения противовесов на цилиндрической шейке коленчатого вала с возможностью поворота противовесов относительно последней, а также повышение надежности путем исключения возможности их заклинивания. На фиг. 1 показан продольный разрез машины; на фиг. 2 узел механизации привода противовесов при максимальном ходе поршней; на фиг. 3 вид А-А на фиг. 1; на фиг. 4 вид Б-Б на фиг. 2 в положении наибольшего рабочего объема; на фиг. 5 узел механизма привода противовесов при минимальном ходе поршней; на фиг. 6 вид на фиг. 5; на фиг. 7 вид Г-Г на фиг. 5. Аксиально-поршневая машина с регулируемым рабочим объемом содержит корпус с цилиндрами 1, поршни 2, размещенные в цилиндрах и шарнирно соединенные с шатунами 3, которые шарнирно соединены с качающейся шайбой 4. Качающаяся шайба 4 зафиксирована от вращения с помощью шарнирного соединения, состоящего из двух карданных шарниров 5 и 6, соединенных между собой промежуточным кольцом 7. Каждый из карданных шарниров 5 и 6 имеет кольцо с парой диаметрально расположенных на его наружной поверхности шипов, установленных на игольчатых подшипниках в промежуточном кольце 7. Качающаяся шайба 4 снабжена ступицей 8 и подшипником 9 качающейся шайбы, который включает вкладыш с внутренними сферическими поверхностями, опирающимися на сферический кулак 10, и сферическую поверхность подвижного подшипника 11. Качающаяся шайба 4, подшипник 9 качающейся шайбы, подвижный подшипник 11 установлены с возможностью перемещения относительно косой шейки 12 коленчатого вала 13. Коленчатый вал 13 установлен в трех подшипниках 14-16. Подшипники 14 и 16 установлены в корпусе 1, а подшипник 15 внутри сферического кулака 10, который соединен с поступательно движущимся относительно коленчатого вала 13 и корпуса 1 механизмом 17 регулирования рабочего объема, размещенным в полости 18 корпуса 1. Механизм 17 содержит подвижные относительно полости 18 и коленчатого вала 3 опоры 19 и 20, размещенные по разные стороны неподвижной проставки 21. Неподвижная проставка 21 и подвижная опора 19 образует замкнутое пространство для подвода и отвода жидкости, под действием которой перемещается механизм 17. Подшипник 9 качающейся шайбы шарнирно соединен через подвижный подшипник 11, штифт 22, шпонку 23 с механизмом привода противовесов, включающим тягу ползуна 24, один конец которой шарнирно соединен со шпонкой 23, а другой конец шарнирно соединен с ползуном 25, установленным в вырезе 26 щеки коленчатого вала 27. Ползун 25 шарнирно соединен с одними концами тяг противовесов 28 и 29, другие концы которых шарнирно соединены с противовесами 30 и 31, установленными с возможностью поворота относительно оси цилиндрической шейки 32 коленчатого вала 13. Между подвижной опорой 19 и неподвижной проставкой 21 установлены ограничительная шайба 33, которая ограничивает величину перемещения подвижной опоры 19 и связанных с ней подшипника 9 качающейся шайбы, а следовательно, и величину максимального рабочего объема. Аксиально-поршневая машина в режиме двигателя работает следующим образом. Давление от рабочего тела воздействует на поршни 2, которые передают усилие на качающуюся шайбу 4 и коленчатый вал 13, приводя при этом последний во вращательное движение. Качающаяся шайба 4 удерживается от вращения посредством карданных шарниров 5 и 6, соединенных между собой промежуточным кольцом 7. Реактивные силы воспринимаются от качающейся шайбы 4 карданными шарнирами 5 и 6, промежуточным кольцом 7, шлицевой частью неподвижной проставки 21, шлицевой частью подвижной опоры 20. Для изменения рабочего объема цилиндров (например, при снижении нагрузки) в замкнутое пространство между подвижной опорой 19 и неподвижной проставкой 21 подается жидкость, которая перемещает подвижную опору 19 совместно со сферическим кулаком 10, подшипником 9 качающейся шайбы и качающейся шайбой 4. Подвижной подшипник 11 воздействует на механизм привода противовеса через шпонку 23, соединенную с тягой ползуна 24, которая перемещает ползун 25 в радиальном вырезе 26 щеки коленчатого вала 27. Ползун 25 воздействует на тяги противовеса 28 и 29, которые поворачивают ползун противовесов 30 и 31 относительно оси цилиндрической шейки 32. При перемещении подшипника 9 качающаяся шайба 4 перемещается относительно косой шейки 12, изменяя угол наклона из-за перемещения подвижного подшипника 11 по косой шейке 12, в результате чего изменяется величина хода поршней 3 и рабочего объема цилиндров, поддерживая величину степени сжатия постоянной либо изменяя ее значение в необходимых пределах. При увеличении рабочего объема противовесы синхронно сходятся, а при уменьшении рабочего объема расходятся, обеспечивая сохранение неизменной динамической уравновешенности машины. Величина максимального рабочего объема может быть осуществлена изменением толщины ограничительной шайбы 33. 2

Формула изобретения

Аксиально-поршневая машина с регулируемым рабочим объемом, содержащая корпус с цилиндрами, поршни, размещенные в цилиндрах, шатуны, качающуюся шайбу, шарнирно соединенную посредством шатунов с поршнями, коленчатый вал, кривошип которого состоит из щеки, косой и цилиндрической шеек, подшипник качающейся шайбы со сферической поверхностью, механизм регулирования рабочего объема, шарнирно соединенный с качающейся шайбой, установленной на косой шейке коленчатого вала с помощью подшипника качающейся шайбы с возможностью их совместного перемещения относительно косой шейки, и противовесы с механизмом их привода, связанным с подшипником качающейся шайбы, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения осевого габаритного размера, металлоемкости, повышения надежности, механизм привода противовесов снабжен тягой ползуна, шарнирно соединенной одним концом с подшипником качающейся шайбы, ползуном, установленным в вырезе щеки коленчатого вала с возможностью радиального перемещения относительно последнего и шарнирно соединенным с другим концом тяги ползуна, тягами противовесов, одни концы которых шарнирно соединены с ползуном, а другие концы с противовесами, установленными на цилиндрической шейке коленчатого вала с возможностью поворота относительно ее осн.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7