Шестеренная гидромашина

 

Сущность изобретения: во взаимно пересекающихся цилиндрических расточках корпуса размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения. К торцам шестерен примыкают компенсаторы торцевых зазоров со сквозными отверстиями для цапф, прорезями, выполненными со стороны входного канала, и пазами. Со стороны нерабочей поверхности компенсаторов установлены эластичные манжеты и защитные элементы с выступами, входящими в пазы. Каждая прорезь выполнена с образованием перемычки между ее концом и соответствующим сквозным отверстием. Поперечное сечение перемычки выполнено в виде прямоугольного треугольника, одним острым углом обращенного в сторону рабочей поверхности компенсатора. Защитные элементы выполнены в виде прокладок, размещенных между подшипниками скольжения и компенсаторами. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области объемных гидромашин, в частности к шестеренным гидромашинам.

Изобретение может быть применено в гидравлических системах тракторов, экскаваторов, сельскохозяйственных, дорожно-строительных и других машин.

Известна шестеренная гидромашина, в которой долговечность эластичных манжет повышена за счет снабжения защитных элементов выступами, входящими в пазы, выполненные в компенсаторах, имеющих прорези со стороны входного канала.

Однако, вследствие того, что элементы гидромашины и компенсаторы торцовых зазоров подвержены динамическим нагрузкам, обусловленным цикличностью работы гидромашины и присущей ей неравномерностью подачи, а значит и пульсацией рабочей жидкости в гидросистеме и самой гидромашине, опорные поверхности компенсаторов и поверхности, с которыми сопрягаются компенсаторы торцовых зазоров, подвергаются интенсивному смятию. Такое смятие продолжается до исчезновения прорезей, т.е. до замыкания их противоположных стыков.

Кроме того, компенсаторы под воздействием поджимающих усилий от давления рабочей жидкости в компенсационных камерах подвергаются большим деформациям из-за их недостаточной жесткости. Таким образом, смятие по направлению вход-выход и деформации компенсаторов в зоне низкого давления снижают коэффициент полезного действия гидромашины, ее надежность и долговечность.

В основу изобретения положена задача создания шестеренной гидромашины, которая бы имела средства, обеспечивающие необходимую жесткость компенсаторов и препятствующие чрезмерному смятию и износу сопрягаемых элементов.

Эта задача решается тем, что в известной шестеренной гидромашине, содержащей корпус с входным и выходным каналами, во взаимнопересекающихся цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, примыкающие к торцам шестерен компенсаторы торцевых зазоров со сквозными отверстиями для цапф, прорезями, выполненными со стороны входного канала, и пазами, установленные со стороны нерабочей поверхности компенсаторов эластичные манжеты и защитные элементы с выступами, входящими в пазы компенсаторов, согласно изобретению каждая из прорезей в компенсаторах выполнена с образованием перемычки между ее концом и соответствующим сквозным отверстием.

В результате из-за наличия перемычек компенсаторы приобретают большую жесткость и одновременно защищают эластичные манжеты от разрушения посредством обжатия ими защитных элементов с устранением зазоров. Наличие перемычек снижает смятие защитных элементов по периметру их охвата компенсаторами и опорных поверхностей по направлению выход-вход гидромашины. Даже вследствие больших деформирующих усилий в зоне переменного давления обеспечивается необходимая жесткость компенсаторов, позволяющая снизить смятие и износ сопрягаемых элементов, что обеспечивает повышение коэффициента полезного действия, надежности и долговечности работы.

Кроме того, целесообразно выполнить поперечное сечение перемычки в виде прямоугольного треугольника, обращенного одним из острых углов в сторону рабочей поверхности компенсатора, что дает возможность рабочей жидкости с входного канала поступать из прорезей по образовавшимся их продолжениям к торцам шестерен и далее через кольцевые канавки в цапфах к трущимся поверхностям подшипников скольжения, способствуя их смазке, охлаждению и улучшению температурного режима работы. При этом такая форма поперечного сечения перемычки устраняет нежелательный прогиб компенсатора в области перемычки в сторону торцов шестерен, приводящий к увеличению удельных нагрузок в этом месте.

На фиг.1 показан продольный разрез гидромашины по осям шестерен; на фиг. 2 поперечный разрез гидромашины А-А на фиг.1; на фиг.3 поперечный разрез гидромашины Б-Б на фиг.1; на фиг.4 в увеличенном масштабе изображен разрез паза (В-В на фиг.2).

Шестеренная гидромашина содержит шестерни внешнего зацепления 1 и 2, выполненные совместно с цапфами 3 и 4, которыми они установлены в подшипниках скольжения 5,6,7 и 8, выполненных в виде антифрикционных свернутых втулок, запрессованных в корпус 9 и крышку 10. Корпус 9 с крышкой 10 центрируются штифтами 11 и соединяются болтами 12.

К торцам шестерен 1 и 2 примыкают компенсаторы 13,14 торцевых зазоров со сквозными отверстиями для цапф 3 и 4. С тыльных сторон компенсаторов образованы компенсационные камеры 15 и 16, сообщенные с выходным каналом 17 и уплотненные эластичными манжетами 18 с защитными элементами, выполненными в виде прокладок 19, которые своими выступами 20 входят в пазы 21 компенсаторов 13 и 14.

В компенсаторах13 и 14 со стороны входного канала 22 имеются прорези 23 и 24, каждая из которых выполнена с образованием перемычки 25. Перемычка 25 расположена между концом каждой из прорезей 23,24 и соответствующим отверстием под цапфы 3,4 шестерен 1 и 2, а ее поперечное сечение выполнено в виде прямоугольного треугольника, одним из острых углов обращенного в сторону рабочей поверхности каждого компенсатора 13 и 14.

Шестеренная гидромашина в режиме гидронасоса работает следующим образом.

При вращении ведущей шестерни 1 от приводного двигателя вращается зацепленная с ней ведомая шестерня 2. Выходящие из зацепления зубья образуют разрежение и по входному каналу 22 рабочая жидкость поступает в межзубовые впадины, заполняет их и переносится к выходному каналу 17, где входящие в зацепление зубья вытесняют ее в гидравлическую систему. От нагрузки на рабочие органы машин в выходном канале 17 повышается давление рабочей жидкости, усилие от которого посредством компенсационных камер 15 и 16 передается компенсаторам 13 и 14, прижимая их к торцам шестерен 1 и 2, компенсируя тем самым торцовые зазоры, герметизируя рабочую камеру и устраняя утечки рабочей жидкости.

Вследствие наличия перемычки 25 между концом каждой из прорезей 23 и 24 и отверстием под цапфу 3 и 4 имеется возможность компенсатору деформироваться со стороны зоны высокого давления и плотно охватывать выступы защитных элементов 19, устраняя разрушение манжеты и повышая долговечность работы. Кроме того, рабочая жидкость с входного канала поступает из прорезей 23 и 24 по их продолжениям, находящимся рядом с перемычками 25, выполненными в результате такого продолжения прорезей 23 и 24 с поперечным сечением в виде прямоугольного треугольника, к торцам шестерен 1 и 2 и далее через кольцевые канавки в цапфах 3 и 4 к трущимся поверхностям подшипников скольжения 5,6,7 и 8, способствуя их смазке, охлаждению и улучшению температурного режима их работы.

Формула изобретения

1. ШЕСТЕРЕННАЯ ГИДРОМАШИНА, содержащая корпус с входным и выходным каналами, во взаимопересекающихся цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, примыкающие к торцам шестерен компенсаторы торцевых зазоров со сквозными отверстиями для цапф, прорезями, выполненными со стороны входного канала, и пазами, установленные со стороны нерабочей поверхности компенсаторов эластичные манжеты и защитные элементы с выступами, входящими в пазы компенсаторов, отличающаяся тем, что каждая из прорезей в компенсаторах выполнена с образованием перемычки между ее концом и соответствующим сквозным отверстием.

2. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что поперечное сечение перемычки выполнено в виде прямоугольного трехугольника, одним из острых углов обращенного в сторону рабочей поверхности компенсатора.

3. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что защитные элементы выполнены в виде прокладок, размещенных между подшипниками скольжения и компенсаторами торцевых зазоров.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4