Аксиально-поршневая гидромашина

 

::".те.<тио-технически

<" - - -- ла МЬА

ОП ИСАЙИ

Союз Советских

Социалистических

Республик

==Р (11) 542017

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03,04.74 (21) 2011336/06 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано05.01.77.Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания15.02.77 (51) М. Кл.

FO4 В 1/12

Гооударстаенный комитет

Совета Иинистроа СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.651 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Петухов и Л. М. Бельферман

Всесоюзный научно-исследовательский и проектчо-конструкторский институт промышленных гидроприводов и гидроавтоматики (54) АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ ГИДРОМАШИНА

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к аксиально-поршневым гидромашинам с вращающимся блоком цилиндров и торцовым распределением.

Известна аксиально-поршневая гидрома- 5 шина, содержащая торцовый распределительный диск, снабженный осевой расточкой и средствами для поджима его к торцовой поверхности блока цилиндров, установленного на подшипниковых опорах с возможностью 10 вращения относительно корпуса fl) .

Недостатком известной гидромашины яв ляется возможность нарушения герметичности в узле тордового распределения, что обусловлено продольными колебаниями бло- 15 ка цилиндров, возникающими из-за недостаточной гидравлической уравновешенности сопряжения блока цилиндров — распределительный диск.

Белью изобретения является предотвра- 20 щение Нарушения герметичности в узле торцового распределителя, Эта цель достигается тем, что в корпусе гидромашины соосно с блоком цилиндров установлена дополнительная опора, снаб-25 женная сферической поверхностью для взаимодействия с внутренней поверхностью осевой расточки распределительного диска, а в торце блока цилиндров, обращенном к распределительному диску, установлен дополнительный упорный подшипник для взаимодействия с дополнительной опорой.

На фиг. 1 — изображена предлагаемая гидромашина в продольном разрезе; а на фиг. 2 — распределительный диск, вид со стороны, противоположной распределительной поверхности.

Гидромашина содержит блок цилиндров

1 с рабочими поршнями 2 и взаимодействующий с торцовой поверхностью блока цилиндров 1 торцовый распределительный диск 3, снабженный осевой расточкой 4.

Блок цилиндров 1 жестко соединен с выходным валом 5 и установлен на подшипниковых опорах 6 с возможностью вращения относительно корпуса, состоящего из деталей7, 8и 9.

Поршни 2 механизмом ведения 10 прижимаются к опорной поверхности наклонного диска 11. Гооцовый распределительный диск

542017 кроме того, технэлогические отклонения от перпендикулярности осей вращения и торцовых распределительных поверхностей, то даже самое малое отклонение от равномерности торцового зазора в течение полного оборота приводит к неравномерности объемных и механических потерь, т. е. нестабильности и уменьшению к. п, д. гидромашины.

Например, самое малое отклонение DT перпендикулярности распределительных поверхностей приводит к тому, что вращающаяся распределительная поверхность ротора совершает колебательное движение относительно неподвижного распределительного диска.

Если это биение по окружности распределительной поверхности составляет незначительную величину, то этого достаточно для того, чтобы при пэпеременном прохождении окон ротора мимо окна 22 с высоким давлением через каждые полоборота наблюдалась картина непостоянства торцового зазора.

Для обеспечения гарантированного равномерного зазора в распределительной паре в течение полного оборота ротора, т. е, для предотвращения воздействия усилий, моментов и технологических погрешностей изготовления в предлагаемой гидромашине распределительный диск 3 может самоустанавливаться своей T îðöoâîé распределительной поверхностью относительно распределительного торца блока цилиндров. Этэ достигается тем, что распределительный диск устаг эвлен на сферической поверхности дополнительной втулки 13 с несколькими степенями свободы, т. е. обладает возможностью cîâåðøàòü качательные движения в плоскостях, проходящих через вертикальную и горизонтальную оси гидромашины. И кроме того, распределительный диск прижимается пружинами

19 к торцу ротора через компенсационные втулки 17 и подпятники 18, обеспечивая тем самым герметичность распределительной пары во всем диапазоне рабочего процесса.

Под действием давления рабочей жидкости с другой стороны блок цилиндров 1 прижимается распределительным торцом к распределительной поверхности торцового распределительного щ диска, обеспечивая тем самым герметичность

B узле торцового распределителя. Прижим блока цилиндров к плоскости распределительного дис-. ка обуславливается, как правило, разницей между площадями попоречного сечения аксиальных ге цилиндров и окон распределительного диска.

Поскольку на торцовый зазор распределител ной пары оказывают влияние неуравновешенные силы и моменты относительно горизонтальной 25 и вертикальной 26 осей, и, 60

3

4 опирается на сферическую поверхность дополнительной опоры 1 3, которая через промежуточную деталь 14 взаимодействует 5 с дополнительным упорным подшипником

15, установленным в торце блока цилиндров

1, обращенном к распределительному диску

3, Ll,ополнительная опора 13 закреплена в корпусе в детали 9 и зафиксирована от про- ворота, например, шпонкой 16.

Торцовый распределительный диск 3 снабжен средствами для поджима его к торцовой поверхности блока цилиндров 1. Средства для поджима содержат компенсационные втулки 17 с подпятниками 18 и пружинами

l9, Работает гидромашина, например, в режиме гидромотора следующим образом.

Рабэчая жидкость под давлением посту20 пает, например, из магистрального окна

20 высокого давления через каналы компенсационных втулок 17 и подпятников 18, через окно 21 и серпообразное окно 22 торцового распределительного диска 3 в блок цилиндров 1 под торцы рабочих поршней 2.

Под действием давления рабочей жидкости с одной стороны рабочие поршни совершают возвратно-поступательное движение к наклонному упорному диску 11, на котором образуется тангенциальная составляк щач от силы давления рабочей жидкости.

Тангенциальная составляющая образует крутящий момент, вынуждая блок цилиндров

1 с выходным валом 5 совершать вращательное движение, и торцовой поверхностью скользит по распределительной поверхности торцового распределительного диска 3.

При этом, рабочие окна блока цилиндров, сообщаясь поочередно с окном 22 высокого давления и окном 23 низкого давления и, далее, окном 24. распределительного диска

3, обеспечивают рабочий процесс гидромашины.

Размещение компенсационных втулок

17 и неподвижной корпусной детали 9 со стороны, противоположной распределитель ной поверхности распределительного диска, позвэляет, варьируя количеством компенсационных втулок, диаметром их расположения, условным расположением относительно осей 25 и 26, максимально уравновесить действующие усилия, моменты и уменьшить объемные потери в распределительной паре, что в конечном итоге сказываеч ся на к. и. д. и сроке службы гидромашины. Количество компенсационных втулок мо5 420 жет быть минимальным и соответствовать числу (два) магистралей - низкого и высокого давления. При этом, значительно упрощается технология и уменьшаются инерционные массы узла. б

Поскольку за один оборот ротора гидромашины мгновенно могут участвовать в работе минимальное или максимальное число рабочих поршней, то и сила прижима ротора к распределительному диску носит непостоянный характер по величине и точке приложения равнодействующей. При этом, в конечном итоге нарушается равномерность торцового зазора в распределительной паре и, как следствие,непостоянст!

Ь во механических и объемных потерь, износ распределительной пары.

В предлагаемой конструкции гидромашины эти избыто-ные силы воспринимаются установленным в роторе упорным подшипником

15 и замыкаются через промежуточную деталь 14 на дополнительной втулке 13 со сферической поверхностью и, тем самым, стабилизируется торцовый зазор в распределительной паре.

Таким образом, в предлагаемой гидромашине существенно улучшены условия работы узла распределения, что практически исключает нарушение герметичности в узле торцового распределения из-за про17

6 дольных колебаний блока цилиндров, наблюдающихся в гидромашинах в традиционном исполнении.

Формула и зобретения

Аксиально-поршневая гидромашина, содержащая торцовой распределительный диск, снабженный осевой расточкой и средствами для поджима его к торцовой поверхности блока цилиндров, установленного на подшипниковых опорах с возможностью вращения относительно корпуса, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью предотвращения нарушения герметичности в узле торцового распределения, в корпусе гидромашпны соосНо с блоком цилиндров установлена дополнительная опора, снабженная сферической поверхностью для взаимодействия с внутренней по верхностью осевой расточки распределительного диска, а в торце блока ш линдров, обращенном к распределительному диску, установлен дополнительный упорный подшипник для взаимодействия с дополнительной опорой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Мушловин Б. Л, и др. "Аксиальнопоршневые насосы за рубежом", рис. 23 стр. 57 НИИМАШ, серия С- V М., 1973.

22 27

Фиг.1

542017

Составитель B. Чашкин

Редактор М, Васильева Техред М. Ликович КорректорБ. Н3гас

Заказ 5941/24 Тираж 819 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.