Радиально-поршневая гидромашина

 

Использование: в гидромашиностроении при проектировании радиально-поршневых гидромашин с золотниковым распределением. Сущность изобретения: гидромашина состоит из корпуса с радиально расположенными цилиндро-поршневыми группами, установленными с возможностью взаимодействия с эксцентриком выходного вала распределительного устройства, включающего аксиально-расположенные золотники, кинематически связанные с установленным на выходном валу кулачком, имеющим профилированное управляющее звено для обеспечения заданного закон перемещения золотника. Кулачок соединяется с эксцентриковым валом гидромашины с помощью цангового механизма, который позволяет устанавливать фазы распределения так, чтобы компенсировать технологические погрешности изготовления деталей, влияющих на фазы распределения, или компенсировать износ этих деталей в процессе эксплуатации. Цанговый механизм позволяет устанавливать кулачок с учетом оптимизации рабочего процесса в заданному режиму эксплуатации гидромашины. Это устройство позволяет также использовать энергию упругих деформаций рабочей жидкости и деталей силового механизма, которое достигается соответствующим взаиморасположением кинематических нейтралей золотников, профиля управляющего звена кулачка и мертвых точек силового механизма, при котором в период прохождения золотником положительного перекрытия кинематическую нейтраль в конце рабочего хода поршня, рабочая камера отсекается от каналов подвода давления, давая тем самым возможность упругим силам совершать полезную работу, что повышает КПД, надежность и долговечность гидромашины. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и касается усовершенствования радиально-поршневых гидромашин с золотниковым распределением.

Известна радиально-поршневая гидромашина, содержащая корпус с радиально-расположенными цилиндро-поршневыми группами, кинематически связанными с эксцентриками выходного вала, и распределительное устройство, включающее корпус и золотники, аксиально расположенные и кинематически связанные с управляющим кулачком, имеющим профилированный паз и установленным на выходном валу (SU, авторское свидетельство N 1163016, кл.F 03C 1/04, 1985).

К недостаткам этой гидромашины и подобных ей следует отнести то, что кулачки, задающие движение золотникам, связаны с валом гидромашины жестко, шпоночными или штифтовыми соединениями. По этой причине упомянутые конструкции не позволяют компенсировать технологические погрешности изготовления или износ деталей, влияющих на синхронность фаз распределения; осуществить корректировку фаз распределения для конкретных условий эксплуатации гидромашины с целью получения оптимального процесса в рабочей камере путем необходимого расположения кинематических нейтралей профиля управляющего звена кулачка, отсечных кромок золотников и мертвых точек эксцентрикового механизма. В результате чего в рабочих камерах гидромашины может происходить "мятие" рабочей жидкости, что сопровождается резким повышением давления в рабочих камерах и приводит к повышенному износу уплотнений, трущихся пар, подшипников вала, снижению КПД, пульсациям давления в гидросистеме, повышению неравномерности вращения выходного вала. При работе гидромашины в режиме гидромотора подобные недостатки не позволяют использовать энергию упругих деформация рабочей жидкости, элементов рабочей камеры и силового механизма.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание радиально-поршневой гидромашины с аксиальным расположением золотников, распределительный механизм которой обеспечивает повышенную технологичность ее изготовления путем конструктивной компенсации технологических погрешностей изготовления или износа деталей, влияющих на точность синхронизации фаз распределения; возможность рекуперации энергии упругих деформаций рабочего тела, элементов рабочей камеры и силового механизма; настройку фаз распределения на оптимальный процесс в рабочей камере в зависимости от режима эксплуатации; автоматическую остановку гидромашины в случае заклинивания золотника. Все это в совокупности позволяет повысить КПД, надежность, увеличить моторесурс, удешевить ее производство.

Данная задача решается за счет усовершенствования распределительного устройства, в соответствии с которым кулачок привода золотника крепится на выходном валу гидромашины с помощью цангового механизма, позволяющего в зависимости от фактических погрешностей изготовления деталей и с учетом режима эксплуатации фиксировать его на валу в положении, которое обеспечивает оптимальное протекание процесса в рабочей камере, а при работе в режиме гидромотора установить фазы распределения таким образом, что в период прохождения отсечными кромками золотников "положительного перекрытия", отсекать рабочую камеру на части рабочего хода от каналов подвода рабочей жидкости, давая тем самым возможность рабочей жидкости расшириться, деталям рабочей камеры и силового механизма освободиться от упругих деформаций, возвратить затраченную ранее на это энергию потребителю.

Сила трения, удерживающая кулачок на валу гидромашины, зависит от крутящего момента затяжки винтов цангового механизма, что позволяет фиксировать кулачок привода золотников с таким расчетом, что в случае заклинивания золотника кулачок проворачивается, гидромашина останавливается, поломка предотвращается.

Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг. 1 показан продольный разрез гидромашины; на фиг. 2 показана схема силового механизма и узла распределения рабочей жидкости с "положительным перекрытием" в золотниках и разверткой профильного управляющего звена кулачка.

На схеме показана индикаторная диаграмма рабочего процесса гидромашины в режиме гидромотора с угловым и осевым смещениями кулачка в направлениях, указанных на схеме стрелками с целью оптимизации рабочего процесса и использования энергии сжатия рабочей жидкости и деталей силового механизма. На индикаторной диаграмме двойной штриховкой показана работа сил упругой деформации рабочей жидкости. Знаком "+" обозначена полезная работа, а знаком "-" обозначена отрицательная работа "мятия" рабочей жидкости.

На фиг. 3 показана индикаторная диаграмма рабочего процесса гидромашины в режиме насоса с угловым и осевым смещениями кулачка.

Радиально-поршневая гидромашина содержит корпус 1 с радиально-установленными цилиндрами 2 и размещенными в них с возможностью возвратно-поступательного движения поршнями 3, при помощи шатунов 4 связанными с эксцентриком 5 выходного вала. Гидромашина имеет распределительное устройство, включающее установленную в корпусе 1 обойму 6 со сквозным осевым отверстием и отверстиями по периметру с аксиально расположенными в них золотниками 7, кинематически связанными через палец 8 золотника и ползун 9 с профильным управляющим звеном распределительного кулачка 10. Кулачок 10 зафиксирован на эксцентриковом выходном валу с помощью цангового механизма, состоящего из конической разрезной втулки 11, упорной шайбы 12 и стяжных винтов 13. Затягивание винтов 13 определенным моментом, обеспечивает заданную силу трения, фиксирующую кулачок 10 на валу.

Гидромашина работает следующим образом.

В режиме гидромотора рабочая жидкость под давлением подводится в канал 14 корпуса 1 и далее через распределительные золотники 7 по каналам 15 поступает в соответствующие рабочие камеры, где воздействуют на поршни 3, заставляя их двигаться в цилиндрах 2. При этом перемещение поршня 3 через шатун 4 передвигается на эксцентриковый вал, и последний получает вращение. Отработавшая рабочая жидкость вытесняется поршнями 3 из соответствующих рабочих камер по каналам 15 к распределительному устройству, откуда через распределительные золотники 7 и каналы 16 удаляются из гидромашины.

В случае заклинивания золотника кулачок 10, ведущий золотники 7, проворачивается на эксцентриковом валу, что приводит к автоматической остановке гидромашины, предотвращая ее поломку.

Формула изобретения

1. Радиально-поршневая гидромашина, содержащая корпус с радиально расположенными цилиндропоршневыми группами, кинематически связанными с эксцентриком выходного вала, и распределительное устройство, включающее корпус и золотники, аксиально расположенные и кинематически связанные с управляющим кулачком, имеющим профилированный паз и установленным на выходном валу, отличающаяся тем, что она снабжена цанговым механизмом, посредством которого кулачок установлен на валу.

2. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что кулачок установлен на валу с угловым смещением относительно его эксцентрика в направлении вращения и с осевым смещением относительно золотника при расположении их отсечных кромок симметрично отсечным кромкам корпуса распределительного устройства.

3. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что кулачок установлен на валу с угловым смещением относительно его эксцентрика в направлении, противоположном направлению вращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3