Радіально-поршневий ексцентриковий гідромотор

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к радиальным пяти-поршневым (в одном ряду) эксцентриковым гидромоторам и может найти применение в термопластавтоматах, ковочных манипуляторах, литейных машинах, листогибах, экскаваторах, сельхозмашинах и други х машинах, где требуется враща тельное движение рабочих органов. В качестве прототипа выбран радиально-поршневой эксцентриковый гидромотор [Авт.св. №1753016, кл. F03С1/04], содержащий корпус с пятью радиально-расположенными расточками в одном ряду, в каждой из которых с образованием рабочей камеры установлены поршень и шатун, соединенные с образованием сферического шарнира, причем шатун снабжен опорной поверхностью с камерой гидростатической разгрузки, ограниченной уплотнительным пояском и соединенной каналами в шатуне и поршне с рабочей камерой для взаимодействия с цилиндрической поверхностью эксцентрикового кулачка приводного вала, в котором геометрические размеры шатунно-поршневой группы выбраны из следующих соотношений: диаметр сферического соединения поршня и шатуна – dсф =(0,7±0,05)Dп, приведенная длина шатуна Lпр=(2±0,1)D п, ширина опорной поверхности шатуна B=(0,9±0,05)Dп, длина опорной поверхности шатуна A=(1,15±0,05)Dп, диаметр эксцентрикового кулачка Dэ=(2±0,1)D п, эксцентриситет "e"=(0,4±0,025)Dп. суммарная ширина уплотнительного пояска камеры гидростатической разгрузки опорной поверхности шатуна d=(0,125±0,05)Dп, где Dп - диаметр поршня. Недостатком такого гидромотора является отсутствие метода выбора оптимального аргумента диаметра поршня Dп для конкретного типоразмера гидромотора, что может привести к неправильному определению оптимальных геометрических параметров шатунно-поршневой группы, что в свою очередь не позволит добиться минимальных габаритных размеров гидромотора, усложнит конструкцию, а также привести к дестабилизации опорной поверхности шатуна по отношению к сопрягаемой поверхности эксцентрикового кулачка в больших типоразмерах гидромоторов, когда суммарная ширина уплотнительного пояска камеры гидростатической разгрузки выполнена сплошной без разгрузочных канавок. Цель изобретения - усовершенствование радиально-поршневых эксцентриковых гидромоторов по авт.св. №1753016 с пятью поршнями в одном ряду путем установления оптимального диаметра поршня для конкретного типоразмера гидромотора и стабилизации опорной поверхности шатуна относительно сопрягаемой поверхности эксцентрикового кулачка. В результате решения указанной задачи заявленное изобретение при его осуществлении в радиальных пятипоршневых эксцентриковых гидромоторах даст возможность уменьшить радиальные размеры и массу гидромоторов, уменьшить объемные потери и повысить КПД, а также увеличить надежность. Поставленная цель достигается тем, что в радиально-поршневом эксцентриковом гидромоторе, содержащем корпус с пятью радиально расположенными расточками в одном ряду, в каждой из которых с образованием рабочей камеры установлены поршни и шатуны, соединенные с образованием сферического шарнира, причем шатун снабжен опорной поверхностью с камерой гидростатической разгрузки, ограниченной уплотнительным пояском и соединенной каналами в шатуне и поршне с рабочей камерой для взаимодействия с цилиндрической поверхностью эксцентрикового кулачка приводного вала, причем геометрические размеры шатунно-поршневой группы являются функцией диаметра поршня - Dп и выбираются из следующи х соотношений: диаметр сферического соединения поршня и шатуна – dcф =(0,7±0,05)Dп, приведенная длина шатуна Lпр=(2±0,1)D п, ширина опорной поверхности шатуна В=(0,9±0,05)Dп, длина опорной поверхности шатуна А=(1,15±0,05)Dп, диаметр эксцентрикового кулачка Dэ=(2±0,1)D п, эксцентриситет "e"=(0.4±0,025)Dп, суммарная ширина уплотнительного пояска камеры гидростатической разгрузки опорной поверхности шатуна 3 d=(0,125±0,05)Dп, отличающийся тем, что диаметр поршня выбирается из соотношения D п=0,684 V , где V – рабочий объем гидромотора, а активная часть dа суммарной ширины уплотнительного пояска камеры гидростатической разгрузки опорной поверхности шатуна выполняется в пределах 3мм£dа£6мм. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображена конструктивная схема пятипоршневого эксцентрикового гидромотора в поперечной плоскости: на фиг.2 - эпюра давления в полости гидростатической разгрузки со сплошным уплотнительным пояском; на фиг.3 - то же в активной части уплотнительного пояска. Гидромотор состоит из корпуса 1 с пятью радиальными расточками, в которых расположены поршни 2, шарнирно соединенные со сферической головкой шатуна 3, имеющего утолщенное основание 4 с опорной поверхностью, на которой выполнена полость гидростатической разгрузки 5, соединенная каналами в шатуне и поршне с рабочей камерой 6 и опирающаяся на цилиндрическую поверхность эксцентрикового кулачка 7 приводного вала. Цилиндрические расточки под поршни 2 закрыты крышками 8. Каждая полость гидростатической разгрузки 5 по периметру уплотнена уплотнительным пояском 9, который в плоскости чертежа имеет суммарную ширину d, которая может быть сплошной (фиг.2) или состоять из двух частей (фиг.3) активной dа и опорной вспомогательной db разделенные канавкой 10. На фиг.1 обозначены геометрические параметры шатунно-поршневой группы: диаметр поршня - Dп, диаметр сферы - dф , приведенная длина шатуна - Lпp, ширина опорной поверхности шатуна - В, диаметр эксцентрикового кулачка – Dэ, эксцентриситет - "е", суммарная ширина опорной поверхности шатуна - d, длина опорной поверхности шатуна - А, идущая вдоль образующей цилиндрической опорной поверхности эксцентрикового кулачка, условно не показана. Гидромотор работает следующим образом. Подводимая под давлением рабочая жидкость через распределительное устройство и каналы (не показаны), поступает в рабочие камеры 6. Под воздействием усилия давления рабочей жидкости поршень 2 перемещается к центру гидромотора, воздействуе т на ша тун 3, который передает усилие и движение поршня через опорную поверхность на эксцентриковый кулачок 7. Эксцентриковый кулачок вращает приводной вал, выполненный за одно целое с эксцентриковым кулачком. При этом опорная поверхность шатуна скользит по наружной цилиндрической поверхности эксцентрикового кулачка. Рабочая жидкость, поступающая в рабочую камеру 6 под давлением, по каналам в поршне и шатуне, поступает также в полость гидростатической разгрузки 5. Суммарная сила, возникающая в полости гидростатической разгрузки 5, должна быть равной усилию, действующему на шатун 3 со стороны поршня 2. Такое уравновешивание усилий приводит к существенному уменьшению сил трения между сопрягаемыми опорной поверхностью шатуна и эксцентрикового кулачка и увеличению механического КПД гидромотора. Однако, как показала практика, добиться полного и стабильного уравновешивания суммарных усилий, действующи х со стороны поршня и полости гидростатической разгрузки практически невозможно, вследствие наличия сил трения в шаровом соединении поршень-шатун, изменяющих свое направление в течение рабочего хода поршня на 180°. Это приводит к дестабилизации опорной поверхности шатуна, в результате которой нарушается равенство зазоров по уплотнительным пояскам 9 полости гидростатической разгрузки. Изменение равенства зазоров по уплотнительным пояскам 9 приводит к изменению закона распределения давления вдоль ширины уплотнительного пояска, в результате чего эпюра изменения давления может быть вогнутой 11 или выпуклой 12 (фиг.2), что приводит к дополнительным перекашивающим силам. Это особенно проявляется в больших типоразмерах гидромоторов, когда ширина уплотнительного пояска имеет большой размер. На фиг.3 показано устройство уплотнительного пояска, позволяющего уменьшить дестабилизирующий фактор опорной поверхности шатуна, преимущественно в гидромоторах больших типоразмеров путем выполнения активной частика уплотнительного пояска в пределах 3-6мм. В таких случая х вогн утая 13 и выпуклая 14 (фиг.3) эпюры распределения давления приближаются к линейному закону, а уплотнительные пояски db дополнительно способствуют стабилизации опорной поверхности шатуна, в результате чего повышается КПД и надежность гидромоторов. Таким образом, использование предлагаемых те хнических решений обеспечивает по сравнению с существующими решениями повышение КПД, увеличение эксплуатационной надежности и снижение материалоемкости за счет сокращения радиальных размеров.