Аксіально-поршнева машина

Пропонований винахід відноситься до гідромашинобудування, зокрема, до аксіально-поршневих машин і може бути використаний як привод машин. Відома аксіально-поршнева машина (див. опис. до а.с. СРСР №861657, МПК F01B3/04, 1979р.), що містить корпус, що з'єднаний з цапфовим золотником, блок циліндрів із протилежно рухаючимися поршнями, що спираються на дві шайби, встановлені на приводному валу, Недоліком є те, що поршні одночасно роблять зворотно-поступальний і обертальний рух. При цьому залежний від сумарної швидкості знос деталей підвищується, і, як наслідок, знижується надійність машини. До цього ж приводять і не компенсовані навантаження на підшипники вала. Найбільш близькою до пропонованого технічного рішення є аксіально-поршнева машина (див. пат. України №53794, МПК F01B3/04, 2000р.) Аксіально-поршнева машина, що містить корпус, з'єднаний з цапфовим золотником, приводний вал і блок циліндрів з каналами і поршнями з кульовими опорами, концентричне розташованими в кілька рядів, що спираються на кулачкові шайби. Недоліком даної машини є швидкий знос і можливість заклинювання пари корпус - цапфовий золотник, як наслідок накопичування механічних домішок, у зазорі між корпусом і цапфовим золотником. В основу винаходу поставлена задача удосконалення аксіально-поршневої машини, у якій виконання блоку циліндрів із двох співвісних половин і розміщення між ними торцевого золотника на нерухомій вісі з зазором дозволило б розвантажити корпус машини від осьових зусиль і запобігти засміченню зазорів у парах тертя, шляхом видалення накопичуваних механічних домішок, що забезпечує підвищення надійності машини. Поставлена задача досягається тим, що в аксіально-поршневої машині, що містить корпус, золотник, приводний вал, з'єднаний із блоком циліндрів, виконаним з каналами і поршнями з кульовими опорами, що концентричне розташовані в кілька рядів і спираються кульовими опорами на кулачкові шайби, блок циліндрів виконаний із двох співвісних половин, між якими розміщений золотник, виконаний торцевим і з'єднаний з нерухомою віссю, що має канали підведення і відводу робочої рідини і постаченої нерухомими упорами, на яких установлені кулачкові шайби. Торцевий золотник може бути встановлений на нерухомій вісі з зазором і з'єднаний з нею штифтом чи шпонкою, а між корпусом машини нерухомою віссю можуть бути встановлені підшипники. У торцевому золотнику можуть бути виконані, для кожного концентричного ряду циліндрів, не сполучені порожнини і канали підведення і відводу робочої рідини, що сполучені з відповідними каналами в нерухомій вісі, що має, щонайменше, один канал, сполучений з порожниною корпуса. З обох сторін торцевого золотника на блоці циліндрів можуть бути встановлені кільцеві втулки, з'єднані з каналами кожного ряду циліндрів перехідними порожніми рухливими втулками. Виконання блоку циліндрів із двох співвісних половин дозволяє між ними розмістити торцевий золотник, з'єднаний з нерухомою віссю, постаченої упорами, і тим самим розвантажити корпус від осьових зусиль, дія яких переноситься на нерухомі упори, а установка між корпусом і нерухомою віссю торцевого золотника зменшує втрати від тертя. При цьому корпус центрується щодо осі і зменшуються навантаження від дисбалансу, що знижує знос деталей і підвищує надійність роботи машини. Установка торцевого золотника на вісі з зазором дає можливість змінювати зазор між блоком циліндрів і золотником, при збільшенні якого забруднення віддаляються з зазору, а шти фт чи шпонка не дають можливість золотнику провернутися навколо осі. Видалення механічних домішок зменшує знос і підвищує надійність машини. При відключенні напору від ряду циліндрів (усі циліндри з'єднані зі зливом) через канали, виконані в вісі, у корпус подається робоча рідина з тиском, більш ніж тиск зливу. При цьому поршні відповідного ряду циліндрів віджимаються від кулачкових шайб, припиняється їхнє осьове переміщення, і цей ряд виключається з роботи не створюючи механічних утрат від тертя поршнів по циліндрах і їхніх к ульових опорах по кулачкових шайбах, чим підвищується надійність машини. Сполучення торцевого золотника й отворів кожного ряду циліндрів за допомогою кільцевих втулок і перехідних рухливих втулок дозволяє запобігти засмічення й усунути перетік робочої рідини при роботі машини, знижуючи тиск нагнітання і зменшуючи подачу рідини, чим зменшується знос деталей, а при місцевому зносі однієї з кільцевих втулок порушується робота тільки одного ряду циліндрів - інші залишаються працездатними, забезпечуючи можливість дублювання зношеного ряду. Це також підвищує надійність машини. На фіг.1 зображена пропонована машина, на фіг.2 - варіант пристрою сполучення кожного ряду блоку циліндрів і золотника. Аксіально-поршнева машина складається з блоку циліндрів 1, виконаного у виді співвісних половин 2 зі співвісними циліндрами З, з'єднаних обичайкою 4. На блоці циліндрів 1 встановлені опори 5 і 6 з підшипниками 7 і 8. Вузли 1, 4, 5, 6, 7, 8 і ущільнення 9 утворюють корпус машини, що з'єднаний із пристроєм, що приводиться нею, наприклад, барабаном 10 лебідки. Між половинами 2 блоку циліндрів 1 із зазором поміщений торцевий золотник 11, що містить концентричне розташовані порожнини 12 і 13, сполучені з каналами 14 і 15 нерухомої осі 16. Торцевий золотник 11, утримується від обертання шпонкою 17. На нерухомій вісі 16 установлені нерухомі упори 18 і 19 застопорені від обертання штифтами 20. На нерухомих упорах 18 і 19 закріплені кулачкові шайби 21. У кожнім з циліндрів 3 установлені поршні 22 з кульовими опорами 23 і кільцеві втулки 24, установлені рухливо , що упираються в плоскість торцевого золотника 11, сполучаючі циліндри 3 з пазами 25 торцевого золотника 11 через перехідні втулки 26. Нерухома вісь 16 встановлена в опорі 27 і має канал 28. Кільцеві втулки 24 підгорнуті пружинами 29. Пропонована машина працює в такий спосіб. При роботі в режимі гідромотора робоча рідина по каналу 14 нерухомої вісі 16 надходить у порожнину 12 торцевого золотника 11 і далі через з'єднані з ними пази 25 у циліндри 3, притискаючи при цьому поршні 22 через кульові опори 23 до кулачкових шайб 21. Обичайка 4, що з'єднує половини 2 блоку циліндрів 1 передає момент, що крутить, через опору 6 на барабан 10. Спираючись на опори 5 і 6, підшипники 7 і 8, блок циліндрів 1 обертається навколо нерухомої вісі 16. Герметичність корпуса забезпечується ущільненням 9. Штифти 20 утримують нерухомі упори 18 і 19 від провертання, а шпонка 17 фіксує кутове положення пазів 25 відносно кулачкових шайб 21. Тому що к улачкові шайби 21 закріплені на нерухомих упорах 18 і 19, блок циліндрів 1 провертається щодо торцевого золотника 11 і його пази 25 через порожнину 13 сполучають, циліндри 3 з каналами 15, куди з циліндрів З., поршнями 22, через кульові опори 23, кулачковими шайбами 21, виштовхується робоча рідина. У кожен ряд циліндрів 3 робоча рідина подається і зливається не менш чим через два канали: 14 - подачі і 15 - зливу. При реверсуванні, канали подачі і зливу міняються місцями. У каналі 15 зливу для запобігання відриву кульової опори 23 від кулачкової шайби 21 і поршня 22 підтримується тиск підпору. Поршні 22 і кульові опори 23 додатково підгортаються пружинами 29 спираючимися в перехідні втулки 26. Кільцеві втулки 24, сковзаючи по плоскості торцевого золотника 11, самовстановлюються, ущільнюючи зазор між ними і торцевим золотником 11. Для регулювання робочого обсягу машини відключають один з рядів циліндрів 3. Для цього подають у комутовані з ним канали 15 тиск підпору, а в порожнину корпуса через канал 28 опори 27 робочу рідину з тиском, більш ніж тиску підпору. Поршні 22 з кульовими опорами 23 відриваються від кулачкових шайб 21 і притискаються до перехідних втулок 26. Осьове переміщення поршнів 22 у циліндрах 3 цього ряду зупиняється, і ряд виключається з роботи, знижуючи механічні втрати від тертя поршнів 22 по циліндрах 3, і їхніх кульових опор 23 по кулачкових шайбах 21. Некомпенсовані осьові сили діють тільки на нерухомі упори 18 і 19 і кулачкові шайби 21. Підшипники 7 і 8 розвантажені від осьових навантажень.