Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в регулируемых гидроприводах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем регулирования частоты вращения вала.

На фиг.1 дано схематическое изображение гидромотора; на фиг,2 — сечение А — А на фиг,1; на фиг.3 — показаны цапфы.

Гидромотор состоит из корпуса 1, в котором размещены барабан 2 с.пружиной 3, вал 4 и ротор 5, во второй части корпуса 6, с опорным диском 7. В барабане 2 размещены поршни 8, толкатели 9 которых взаимодействуют с радиально-упорным подшипником 10, свободно установленном на валу 4, Вал 4 установлен в корпусе 6 на подшипниках 11, Стопор 12 расположен между ротором 5 и барабаном 2, Червячный сектор 13 выполнен на образующей сферической обоймы 14 радиально-упорного подшипника 10, свободно перемещающегося в пазу корпуса 1, Сектор 13 взаимодействует с червяком 15, сидящим на подшипниках 16 с прокладками 17 для ограничения, выполненными на секторе 13. В приливах 18 корпуса 1 посажены цапфы 19, жестко связанные с обоймой, сидящей в подшипниках 20.

Гидромотор работает следующим образом.

Масло, подаваемое через каналы в опорном диске 7, сидящем в корпусе 6, и каналы в роторе 5 поступает к поршням 8, поджимает их к подпружиненным толкателям 9, которые, в свою очередь, взаимодействуя с радиально-упорным подшипником

10, заставляют поворачиваться обойму 14, Так как барабан 2 соединен с ротором 5 стопором 15, начинает вращаться вал 4, сидящий на подшипниках 11 с частотой вращения, зависящей от расхода масла, На сферической обойме выполнен зубчатый червячный сектор 13, взаимодействующий с червяком 15 в подшипниках 16 в корпусе 1. Поворотом червяка поворачива5 ют обойму 14 на цапфах 19 в подшипниках

20 в приливе 18, Меняется угол установки торца радиально-упорного подшипника 10 относительно оси вала 4.

Поворот червяка 15 может осуществ10 ляться как вручную, так и дистанционно от специального или подстрэиваемого привода, связанного с системой управления.

Поворотом червяка 15 меняется угол установки радиально-упорного подшипника

15 10, тем самым меняется ход поршня (толкателя) на один оборот вала, а следовательно, и потребляемое количество масла на один оборот.

При постоянном расходе масла, подава20 емого из гидросистемы, при постоянном давлении, частота вращения вала зависит от угла установки упорного подшипника, Формула изобретения

Регулируемый аксиально-поршневой

25 гидромотор, содержащий установленные в корпусе на валу ротор с поршнями и барабан с толкателями, опирающимися на опорное кольцо радиально-упорного подшипника, установленного с наклоном, о т л и ч а ю щ и й30 с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регулирования частоты вращения вала в зависимости от углового положения, гидромотор снабжен сферической обоймой под радиально-упор35 ный подшипник, установленной в корпусе на цапфах и снабженной зубчатым червячным сектором, выполненным на ее образующей для взаимодействия с червяком, установленным в корпусе на подшипниках, 40 причем сектор снабжен датчиком углового положения, реагирующим на частоту вращения Вала, 1788317

40

50

Составитель Н,Костина

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор А.Пигина

Производственно-издательский комбинат “Патент”, r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 64 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

www.findpatent.ru

Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы – Лекции по гидро-пневносистемам

Аксиально-поршневые гидромашины нашли широкое применение в гидроприводах, что объясняется рядом их преимуществ: меньшие радиальные размеры, масса, габарит и момент инерции вращающихся масс; возможность работы при большом числе оборотов; удобство монтажа и ремонта.

Аксиально-поршневой насос состоит из блока цилиндров 8 (рис.3.8) с поршнями (плунжерами) 4, шатунов 7, упорного диска 5, распределительного устройства 2 и ведущего вала 6.

Рис.3.8. Принципиальные схемы аксиально-поршневых насосов:
1 и 3 – окна; 2 – распределительное устройство; 4 – поршни;
5 – упорный диск; 6 – ведущий вал; 7 – шатуны; 8 – блок цилиндров
а – с иловым карданом; б – с несиловым карданом;
в – с точечным касанием поршней; г – бескарданного типа

Во время работы насоса при вращении вала приходит во вращение и блок цилиндров. При наклонном расположении упорного диска (см. рис.3.8, а, в) или блока цилиндров (см. рис.3.8, б, г) поршни, кроме вращательного, совершают и возвратно-поступательные аксиальные движения (вдоль оси вращения блока цилиндров). Когда поршни выдвигаются из цилиндров, происходит всасывание, а когда вдвигаются – нагнетание. Через окна 1 и 3 в распределительном устройстве 2 цилиндры попеременно соединяются то с всасывающей, то с напорной гидролиниями. Для исключения соединения всасывающей линии с напорной блок цилиндров плотно прижат к распределительному устройству, а между окнами этого устройства есть уплотнительные перемычки, ширина которых b больше диаметра dк отверстия соединительных каналов в блоке цилиндров. Для уменьшения гидравлического удара при переходе цилиндрами уплотнительных перемычек в последних сделаны дроссельные канавки в виде небольших усиков, за счет которых давление жидкости в цилиндрах повышается равномерно.

Рабочими камерами аксиально-поршневых насосов являются цилиндры, аксиально расположенные относительно оси ротора, а вытеснителями – поршни. По виду передачи движения вытеснителям аксиально-поршневые насосы подразделяются на насосы с наклонным блоком (см. рис.3.8, б, г) и с наклонным диском (см. рис.3.8, а, в). Известные конструкции аксиально-поршневых насосов выполнены по четырем различным принципиальным схемам.

Насосы с силовым карданом (см. рис.3.8, а) приводной вал соединен с наклонным диском силовым карданом, выполненным в виде универсального шарнира с двумя степенями свободы. Поршни соединяются с диском шатунами. При такой схеме крутящий момент от приводящего двигателя передается блоку цилиндров через кардан и наклонный диск. Начальное прижатие блока цилиндров распределительному устройству обеспечивается пружиной, а во время работы насоса давлением жидкости. Передача крутящего момента блоку цилиндров необходима для преодоления сил трения между торцом блока цилиндров и распределительным устройством.

В насосах с двойным несиловым карданом (см. рис.3.8, б) углы между осью промежуточного вала и осями ведущего и ведомого валов принимают одинаковыми и равными 1 = 2 = /2. При такой схеме вращение ведущего и ведомого валов будет практически синхронным, а кардан полностью разгруженным, так как крутящий момент от приводящего двигателя передается блоку цилиндров через диск 5, изготавливаемый заодно с валом 6.

Насосы с точечным касанием поршней наклонного диска (см. рис.3.8, в) имеют наиболее простую конструкцию, поскольку здесь нет шатунов и карданных валов. Однако для того, чтобы машина работала в режиме насоса, необходимо принудительно выдвижение поршней из цилиндров для прижатия их к опорной поверхности наклонного диска (например, пружинами, помещенными в цилиндрах). По такой схеме чаще всего изготовляют гидромоторы типа Г15-2 (рис.3.9). Эти машины выпускаются небольшой мощности, т.к. в местах контакта поршней с диском создается высокое напряжение, которое ограничивает давление жидкости.

Рис.3.9. Аксиально-поршневой гидромотор типа Г15-2:
1 – вал; 2 – манжета; 3 – крышка; 4, 9 – корпус; 5, 16 – подшипник;
6 – радиально упорный подшипник; 7 – барабан; 8 – поводок; 10 – ротор;
11 – пружины; 12 – дренажное отверстие; 13 – распределительное устройство;
14 – полукольцевые пазы; 15 – отверстие напорное; 17 – поршни; 18 – шпонка; 19 – толкатель

Аксиально-поршневые машины бескарданного типа (см. рис.3.8, г) блок цилиндров соединяется с ведущим валом через шайбу и шатуны поршней. По сравнению с гидромашинами с карданной связью машины бескарданного типа проще в изготовлении, надежнее в эксплуатации, имеют меньший габарит блока цилиндров. По данной схеме отечественной промышленностью выпускается большинство аксиально-поршневых машин серии 200 и 300 (рис.3.10).

Рис.3.9. Аксиально-поршневой гидромотор типа Г15-2:
1 – вал; 2 – манжета; 3 – крышка; 4, 9 – корпус; 5, 16 – подшипник;
6 – радиально упорный подшипник; 7 – барабан; 8 – поводок; 10 – ротор;
11 – пружины; 12 – дренажное отверстие; 13 – распределительное устройство;
14 – полукольцевые пазы; 15 – отверстие напорное; 17 – поршни; 18 – шпонка; 19 – толкатель

Структура условного обозначения аксиально-поршневых машин серий 200 и 300 приведена на рис.3.11.

Подача (расход) аксиально-поршневой гидромашины зависит от хода поршня, который определяется углом γ наклона диска или блока цилиндров ( γ < 25 ). Если конструкция гидромашины в процессе ее эксплуатации допускает изменение угла γ, то такие машины регулируемые. При изменении угла наклона шайбы или блока цилиндров с + γ до – γ достигается реверсирование направления потока жидкости или вращения ротора гидромашины.

Рис.3.11. Структура условного обозначения
аксиально-поршневых гидромашин серий 200 и 300

Подачу для машин с бесшатунным приводом определяют по формуле:

а для машин с шатунным приводом

где d – диаметр цилиндра; D и D – диаметр окружности, на которой расположены центры окружностей цилиндров или закреплены шатуны на диске; D tg γ и D’ sin γ – ход поршня при повороте блока цилиндров на 180 ; z – число поршней (z = 7, 9, 11).

Крутящий момент аксиально-поршневого гидромотора определяют по формуле:

students-library.com

Регулируемый аксиально-поршневой гидродвигатель

Класс 471т, 22

59а 19

Ф 146157

СССР

OflVICAHHE ИЗОВРКткНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 207

В. Я. Скрицкий и П. О. Водопьян

РЕГУЛ ИРУЕМЪ|Й АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ

ГИДРОДВ И ГАТЕЛ Ъ

Заявлено 8 мая 1961 г. за Хв 729667/26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» М 7 за l962 г.

В известных аксиально-поршневых гидродвигателях или насосах изменение объема рабочих камер производят путем изменения угла наклона косых шайб. При этом возникает необходимость в применении дополнительного гидромотора и механизма поворота шайб.

Для изменения объема рабочих камер в предлагаемом гидродвигателе поршни снабжены цилиндрическими хвостовиками с подвижными в осевом направлении втулками, а подводящие и сливные каналы расположены по обе стороны подвижных втулок.

На фиг. 1 изображен гидродвигатель в продольном разрезе; на фиг. 2 — разрез по Л-Л»а фпг, 1; на фиг. 3 — разрез по Б-Б на фиг 1; на фиг. 4 — разрез по В-В на фиг 2.

Гыдродвигатель состоит из корпуса 1, распределительной гильзы 2 и цилиндрового блока 8, жестко укрепленного на валу 4 и вра- щающегося в центрирующих подшипниках 5 повышенной точности. В цилиндры блока 8 запрессованы по два направляющих стакана 6, укрепленных кольцами 7 и 8. В стаканы 6 вставлены поршни 9, снабженные хвостовиками 10, на которые надеты с возможностью перемещения втулки . l. Внешние концы поршней 9 опираются в косые шайбы 12 и И, установленные в расточках крышек 14 и 15, укрепленных на корпусе 1 винтами 16.

При вращении цилиндрового блока 3 его межпоршневые камеры 17 попеременно сообщаются с серповидными выемками 18 и 19 распределительной гильзы 2 через радиальные окна 20 блока 8.

Серповидные выемки 18 и 19 совмещены соответственно с жидкостеподводящим 21 и сливным 22 каналами корпуса 1.

В плоскости внешних концов левых втулок 11 расположены две другие серповидные выемки 23 и 24. сообщающиеся через окна 25 с камерами 26 цилиндров блока 8. Подвод жидкости в выемки 28 и 24 и отвод ее на слив из них производится через каналы 27 и 28 корпуса 1. № 146157

Дополнительные две серповидные выемки гильзы 2, не показанные на чертеже, сообщаются с выемками 23 и 24 перепускными каналами 29 и 30 и предназначены для подвода и отвода жидкости в камеры 31 цилиндров блока 3 через его окна 82.

Для работы гидродвигателя на режиме минимальных оборотов его вала 4 и максимального крутящего момента жидкость под давлением подводят через канал 21 корпуса в межпоршневые камеры 17 и сливают ее через канал 22. Камеры 2б и 31 в это время сообщены через серповидные выемки и каналы 27 и 28 корпуса 1 со сливом.

Для перевода гидродвигателя на режим средних оборотов и крутящих моментов жидкость под тем же давлением и в том же постоянном количестве подводят в межпоршневые камеры 17 и дополнительно в камеры 2б и 81 через каналы 27 и 28 корпуса и соответствующие серповидные выемки. Вследствие постоянно действующего давления жидкости на внешние торцы втулок 11 они переместятся до встречи друг с другом и в передаче усилий на косые шайбы 12 и 13 не участвуют Поршни 9 будут воспринимать давление жидкости только торцовыми поверхностями хвостовиков 10, подвод жидкости к которым происходит через канавки 33, расположенные на торцах втулок ll. Жидкость же, поступающая в камеры 2б и 31, будет вытесняться в напорную линию уступами поршней 9 при их сближении.

Для получения третьей скорости вращения блока 3 жидкость под тем же давлением и в том же количестве, что и в предыдущих двух случаях, подводят через канал 27 и соответствующие серповидные выемки в камеры 2б и 31 цилиндров. Слив отработавшей жидкости производят через канал 28 корпуса, а камеры 17 сообщают через серповидные выемки 18 и 19 и каналы 21 и 22 со сливом. Вследствие действия давления жидкости на внешние торцовые поверхности втулок 11 они также будут сближены до встречи друг с другом. Поршни 9 будут воспринимать давление жидкости только своими уступами.

Таким образом, при подаче одного и того же количества рабочей жидкости обеспечиваются три различные скорости вращения вала 4.

Для реверсирования гидродвигателя жидкость под давлением подают через каналы 22 и 28, в результате становится возможным получение трех дополнительных скоростей вращения вала 4 в обратном направлении.

Левый конец вала 4 вращается в шарикоподшипнике 34 и уплотнен сальником 35. Утечки рабочей жидкости из полости левой крышки 15 отводят через канал 36 в полость правой крышки 14, откуда на слив через отверстие 37, По внутренней поверхности гильзы 2 расположены кольцевые канавки 38 и 89, соединенные с соответствующими серповидными выемками для разгрузки блока 3 двигателя от радиальных усилий, Предлагаемый двигатель может быть использован в металлообрабатывающих станках для сообщения следующих подач: быстрый подвод и отвод инструмента или изделия, первая рабочая подача вперед или назад и вторая рабочая подача вперед или назад. Кроме того, при одновременном подводе жидкости под давлением через каналы 21 и

27 и сливе ее через каналы 22 и 28 возможно получение четвертой скорости вращения Ва 13 4 I h4potBHI ателя, TBK KBK B этом cJIY IBe поршни 9 будут воспринимать давление жидкости своими уступами и одновременно торцами хвостовиков 10.

При спаривании предлагаемого гидродвигателя с насосом, имеющим аналогичное ступенчатое регулирование подачи жидкости, можно получить девять или двегадцать скоростей вращения вала 4, что даст № 146157 возможность в целом ряде случаев отказаться от применения гидродвигателей с плавным изменением подачи. как конструктивно более сложных.

Предмет изобретения

Регулируемый аксиально — поршневой гидродвигатель, заключающий в себе вращающийся цилиндровый блок с двумя рядами поршней, взаимодействующих с неподвижными наклонными шайбами, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью изменения рабочего объема, поршни двигателя снабжены цилиндрическими хвостовиками с подвижными в осевом направлении втулками, а подводящие и сливные каналы в его корпусе расположены по обе стороны подвижных втулок. № 146157

18 Я DZ

Фиг. Ф

Составитель описания Д. В Осколков

Редактор Т. Ф. Загребельная Текред А. А. Камышникова Корректор И. А. Шпынева

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 14.

Поди. к печ. ЗХ-62 г.

Зак. 4531

ЦБТИ Комитета по делам

Москва, Формат бум. 70) 108 /,а Объем 0,44 изд. л.

Тираж 850 Цена 4 коп. изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Центр, N. Черкасский пер., д. 2/6.

www.findpatent.ru