Шестеренна гідромашина

Реферат: Шестеренна гідромашина, яка вміщує ведучу та ведену шестерні зовнішнього зачеплення, цапфи яких розміщені в отворах згортних втулок корпусів підшипників ковзання, спряжених між собою по плоских зрізах, а всі разом розташовані в циліндричних розточках корпуса, що перетинаються, та закритий, як мінімум, однією кришкою, і як мінімум, один торцевий ущільнюючий елемент, принаймні з однієї сторони шестерень, підтиснений до їх торців зоною високого тиску, обмеженою манжетним ущільненням у формі цифри ″3″, яке має, в поперечному перерізі, U-подібну форму, та оснащене по периферії внутрішнього та зовнішнього контурів замкнутим опірним елементом, звернутим до спряжених корпусних підшипників ковзання. Для запобігання розриву манжетного ущільнення в місці спряження корпусів підшипників ковзання опірний елемент оснащений частиною, що з'єднує його контури та перекриває це спряження та частину манжетного ущільнення. Торцевий ущільнюючий елемент по зовнішній периферії зі сторони вихідного каналу має виїмки, по яких рідина надходить в одне та друге крило манжетного ущільнення. UA 106824 C2 (12) UA 106824 C2 UA 106824 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується об'ємних гідравлічних машин, зокрема шестеренної гідромашини. Винахід може бути використаний в гідравлічних системах тракторів як загального, так і промислового призначення, екскаваторів, сільськогосподарських, дорожньо-будівельних і інших машинах. Відомі шестеренні гідромашини, що можуть бути використані для згаданих цілей, див., наприклад, гідромашину по авторському свідоцтву SU 383880, 11.09.1973. В цій гідромашині для зменшення розповсюдження зони високого тиску по всій довжині розточок корпуса, в яких знаходяться зачеплені шестерні з цапфами, встановленими в підшипниках ковзання, що спряжені по плоских зрізах, вони відділені від торців шестерень торцевими ущільнюючими елементами з манжетними ущільненнями у формі цифри «3» і, в поперечному перерізі, мають U-подібну форму. Але матеріал манжет, під дією тиску рідини видавлюється в щілини зі стінками розточок корпусу і рветься в місці спряження з подальшим виходом з ладу, що зменшує довговічність роботи гідромашини. Найбільш близькою по технічній суті і досягнутому результату до гідромашини, що заявляється, та яка прийнята за її найближчий аналог, є шестеренна гідромашина, описана в US 4958994 А, 25.09.1990. В цій гідромашині є корпус, в якому входять у зовнішнє зачеплення одна з одною ведуча та ведена шестерні, цапфи яких розміщені в підшипниках ковзання, спряжених між собою по плоских зрізах, а цапфа ведучої шестірні має продовження, що виходить з корпусу та використовується як привідний вал. Між кожною парою підшипників ковзання і вінцями шестерень, до їх торців зоною високого тиску підтиснені торцеві ущільнюючі елементи. Зона високого тиску обмежена манжетним ущільненням у формі цифри «3», яке в поперечному перерізі має U-подібну форму і на своїх кінцях оснащені, від руйнування високим тиском, замкнутим по периферійному контуру опірним елементом у вигляді прямокутного в поперечному перерізі шнура виготовленого з більш твердого матеріалу ніж ущільнення, наприклад, з поліаміду 66. Але манжетне ущільнення в місці спряження корпусів підшипників по плоских зрізах, біля їх торців, між контурами опірного елемента зостається не захищене від високого тиску. Це призводить до підвищеного витоку рідини в цьому місці та втрати корисної дії гідромашини та довговічності її роботи. В основу винаходу поставлена задача створення шестеренної гідромашини, у якій би було усунуто виток рідини в вище згаданому місці, підвищення корисної дії та довговічності роботи гідромашини. Ця задача вирішується тим, що у відомій шестеренній гідромашині, яка вміщує ведучу та ведену шестерні зовнішнього зачеплення, цапфи яких розміщені в отворах згортних втулок корпусів підшипників ковзання, спряжених між собою по плоских зрізах, а всі разом розташовані в циліндричних розточках корпуса, що перетинаються, та закритий, як мінімум, однією кришкою, і як мінімум, один торцевий ущільнюючий елемент, принаймні з однієї сторони шестерень, підтиснений до їх торців зоною високого тиску, обмеженою манжетним ущільненням у формі цифри «3» яке має, в поперечному перерізі, U-подібну форму, та оснащене по периферії внутрішнього та зовнішнього контурів замкнутим опірним елементом, звернутим до спряжених корпусів підшипників ковзання, згідно з винаходом, в місці спряження корпусів підшипників ковзання опірний елемент оснащений частиною, щоз'єднує його контури та перекриває це спряження та частину манжетного ущільнення, а торцевий ущільнюючий елемент по зовнішній периферії зі сторони вихідного каналу має виїмки по яких рідина надходить в одне та друге крило манжетного ущільнення. Бажано також щоб стінки виїмки манжетного ущільнення під частину опірного елементу, яка з'єднує його контури, були розташовані під гострим кутом до стінок цієї частини опірного елементу. Таке виконання унеможливлює «кусання» кромок в цій частини манжетного ущільнення та руйнування їх при роботі гідромашини. Таким чином, оснастивши опірний елемент частиною, контур якої перекриває спряження корпусів підшипників ковзання, а також частину манжетного ущільнення, запобігається розрив манжетного ущільнення в цьому місці, підвищується коефіцієнт корисної дії гідромашини та довговічність її роботи. Крім цього, таке виконання опірного елемента і місця його знаходження в манжетному ущільнені сприяє його податливості та кращому захисту кромок манжетного ущільнення від руйнування. У подальшому приводиться опис винаходу, пояснюваний прикладом його конкретного виконання та кресленнями, де: - фіг.1 - зображає повздовжній розріз гідромашини, що проходить через осі шестерень; 1 UA 106824 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - фіг.2 - зображає поперечний ступінчастий розріз гідромашини по А - А з фіг.1 з видом на манжетне ущільнення та опірний елемент; - фіг.3 - зображає окремо, у збільшеному вигляді місця «Б» з фіг.1 торцевого ущільнюючого елемента в зібраному вигляді з ущільнюючою манжетою та опірним елементом. - фіг.4 - зображає окремо торцевий ущільнюючий елемент у зібраному вигляді з ущільнюючою манжетою та опірним елементом з фіг.2. - фіг.5 - зображає окремо торцевий ущільнюючий елемент у зібраному вигляді з ущільнюючою манжетою та опірним елементом зворотній вид з фіг.4. Шестеренна гідромашина вміщує, ведучу 1 та ведену 2 шестерні, виконані разом із цапфами 3 і 4. Ведуча шестірня 1 також має привідний вал 5, ущільнений манжетою 6 (див. Фіг.1). До торців шестерень 1 і 2 примикають радіально і аксіальні рухомі, в межах зазорів, торцеві ущільнюючі елементи 7 і 8. Цапфи шестерень 3 і 4 розміщені в отворах згортних втулок 9 і 10 корпусів підшипників ковзання 11 і 12, спряжених поміж собою по плоских зрізах 13, див. фіг.1 і 2. Цапфи 3 і 4 шестерень 1 і 2 та корпуси 11 і 12 підшипників ковзання розташовані в циліндричних розточках 14 і 15, що перетинаються. Корпус 16 гідромашини закритий кришкою 17, що приєднується до корпуса болтами 18, див. фіг.1 і 2. Корпус 16 гідромашини має вхідний 19 та вихідний 20 канали, показані на фіг. 2 штриховими лініями. До торців шестерень підтиснені зоною високого тиску торцеві ущільнюючі елементи 7 і 8, обмежені, по їх периферії, манжетними ущільненнями 21 і 22 у форм цифри «3», що мають, в поперечному перерізі, U-подібну форму, та захищені по периферії їх контурів внутрішнього та зовнішнього, прямокутними в поперечному перерізі опірними елементами 23, див. фіг. 3. Манжетні ущільнення 21 і 22 основою і опірними елементами 23 звернуті до місця спряження 13 корпусів підшипників ковзання 11 і 12 та в цих місцях оснащені частиною 24, що з'єднує контури опірного елемента та перекриває ці спряження, див. фіг.4. Крім цього, таке виконання опірного елемента і місця його знаходження в манжетному ущільненні, сприяє його піддатливості та кращому захисту кромок манжетного ущільнення від руйнування у порівняні з тим, якби це місце опірного елемента було би виконане по всій площині манжетного ущільнення. Торцеві ущільнюючі елементи по зовнішній периферії зі сторони вихідного каналу 20 мають виїмки 25 та якими рідина під високим тиском надходить в одне та друге крило манжетного ущільнення, див. фіг.5. Стінки 26 манжетного ущільнення 22 до стінок 27 частин 24 опірного елемента 23, які з'єднують контури опірного елемента, розташовані під гострим кутом «», див. фіг.4. При роботі гідромашини наявність тиску рідини у вихідному каналі 20 призводить до деформації стінки 26 виїмок манжетного ущільнення до спряження їх зі стінками 27 частини 24 опірного елемента, а при зникненні тиску стінка виїмки знову повертається у попереднє положення. Це унеможливлює «кусання» кромок цієї частини ущільнення при роботі гідромашини та їх руйнування. Шестеренна гідромашина, як насос працює наступним чином. При приведені в обертання привідним валом 5 шестерень 1 і 2, в западинах зубців, які виходять із зачеплення утворюється вакуум, за рахунок чого робоча рідина надходить по вхідному каналу 19, заповнює западини між зубцями шестерень, переноситься ними в камеру нагнітання і витісняється зубцями, які входять в зачеплення у вихідний канал 20. Робоча рідина під тиском по виїмках 25 в торцевих ущільнюючих елементах 7 і 8 надходить з зони високого тиску під крила манжетних ущільнень та створює аксіальні поля тиску, що підтискають ущільнюючі елементи 7 і 8 до торців шестерень 1 і 2, тим самим ущільнюючи робочу камеру насоса. Виконавши манжетні ущільнення 21 і 22 основою і опірними елементами 23, звернутими до місця спряження 13 корпусів підшипників ковзання 11 і 12 в цих місцях, а торцевий ущільнюючий елемент по зовнішній периферії зі сторони вихідного каналу 20 виїмками 25, якими рідина під високим тиском надходить в одне та друге крило манжетних ущільнень, а також оснастивши опірний елемент 23 частиною 24, що з'єднує його контури та перекриває це спряження, унеможливлює розірвання манжетного ущільнення в цих місцях та підвищує коефіцієнт корисної дії гідромашини і довговічність її роботи. При роботі гідромашини в режимі гідромотора робоча рідина, що подається під високим тиском у вхідний канал 19, діє на зубці шестерень, обертаючи їх і переборює навантаження, прикладене до привідного вала 5. В іншому робота гідромашини в режимі гідромотора аналогічна її роботі в режимі насоса. Перелік позицій на кресленнях: 2 UA 106824 C2 5 10 15 20 1 Шестірня ведуча. 2 Шестірня ведена. 3 і 4 Цапфи шестерень. 5 Привідний вал. 6 Манжета привідного вала. 7 і 8 Торцеві ущільнюючі елементи. 9 і 10 Згортні втулки, які встановлені в корпусах підшипників ковзання. 11 і 12 Корпуси підшипників ковзання. 13 Зрізи корпусів підшипників ковзання, по яких вони спрягаються між собою. 14 і 16 Розточки в корпусі гідромашини, що перетинаються. 16 Корпус гідромашини. 17 Кришка гідромашини. 18 Болти приєднання кришки до корпуса. 19 Вхідний канал в корпусі гідромашини. 20. Вихідний канал в корпусі гідромашини. 21 і 22. Манжетні ущільнення. 23. Опірні елементи манжетних ущільнень. 24. Частини опірного елемента, що з'єднують його контури. 25. Виїмки в торцевих ущільнюючих елементах. 26. Стінка виїмки манжетного ущільнення. 27. Стінка частини 24 опірного елементу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 1. Шестеренна гідромашина, яка вміщує ведучу та ведену шестерні зовнішнього зачеплення, цапфи яких розміщені в отворах згортних втулок корпусів підшипників ковзання, спряжених між собою по плоских зрізах, а всі разом розташовані в циліндричних розточках корпуса, що перетинаються, та закритий, як мінімум, однією кришкою, і як мінімум, один торцевий ущільнюючий елемент, принаймні з однієї сторони шестерень, підтиснений до їх торців зоною високого тиску, обмеженою манжетним ущільненням у формі цифри ″3″, яке має, в поперечному перерізі, U-подібну форму, та оснащене по периферії внутрішнього та зовнішнього контурів замкнутим опірним елементом, звернутим до спряжених корпусних підшипників ковзання, яка відрізняється тим, що в місці спряження корпусів підшипників ковзання опірний елемент оснащений частиною, що з'єднує його контури та перекриває це спряження та частину манжетного ущільнення, а торцевий ущільнюючий елемент по зовнішній периферії зі сторони вихідного каналу має виїмки, по яких рідина надходить в одне та друге крило манжетного ущільнення. 2. Шестеренна гідромашина за п. 1, яка відрізняється тим, що стінки виїмки в манжетному ущільненні під частину опірного елемента, яка з'єднує його контури, розташовані під гострим кутом до стінок цієї частини опірного елемента. 3 UA 106824 C2 4 UA 106824 C2 5 UA 106824 C2 6 UA 106824 C2 7 UA 106824 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8