Радіально-тангенціальна поршнева гідромашина

1. Радіально-тангенціальна поршнева гідромашина, що містить корпус, всередині якого розміщені статор і ротор з вихідним валом, поршні з можливістю поступального руху в гідроциліндрах під тиском робочого тіла, яка відрізняється тим, що між статором та ротором розміщено водило, на 3 ного руху в гідроциліндрах під тиском робочого тіла та систему допоміжних деталей для передавання обертового руху до вихідного валу [Патент на корисну модель №25620, МПК8 F03С1/00, 10.08.2007], Основними недоліками цієї гідромашини є громіздкість конструкції, яка виникає з-за наявності гідроциліндрів різного призначення (тангенціальні та радіальні), двостороння дія поршнів використовується неефективно, бо тільки один з їх напрямків роботи створює обертальний момент, а останній передається на вихідний вал періодично у вигляді поштовхів, що значно знижує ефективність роботи гідромашини. В основу корисної моделі покладено завдання удосконалити радіально-тангенціальну поршневу гідромашину, в якій завдяки додатковому введенню між статором і ротором водила, на якому жорстко закріплені гідроциліндри, наявності роликів, закріплених на штоках гідроциліндрів, які завжди розташовані по нормалі до відповідних опірних ділянок контактних поверхонь ротора і статора та підключені до гідромагістралі в протифазі, досягається значне спрощення конструкції без складних і масивних допоміжних деталей, постійність обертового моменту на вихідному валу, підвищення ефективності роботи двигуна, значне збільшення обертового моменту і потужності гідромашини на одиницю маси, суттєве покращення конструктивних, експлуатаційних та вартісних технікоекономічних показників. Поставлене завдання досягається тим, що в радіально-тангенціальній поршневій гідромашині, яка містить корпус, всередині якого розміщені статор і ротор з вихідним валом, поршні з можливістю поступального руху в гідроциліндрах під тиском робочого тіла, згідно з корисною моделлю, між статором та ротором розміщено водило, на якому жорстко закріплено гідроциліндри з осями, які нахилені під заданим кутом до радіуса водила, на кінцях двосторонніх штоків гідроциліндрів закріплено ролики з можливістю взаємодії при прямому ході поршня - з опірною ділянкою контактної поверхні ротора, а при зворотному ході - з опірною ділянкою контактної поверхні статора. Крім того, штоки гідроциліндрів розташовано по нормалі до опірних ділянок контактних поверхонь ротора і статора, а сусідні гідроциліндри підключено до гідрозподілу робочого тіла в протифазі. Завдяки тому, що радіально-тангенціальній поршневій гідромашині надано водило, розміщене між статором і ротором, на якому жорстко закріплені гідроциліндри, досягається можливість забезпечення їм двостороннього робочого ходу, що подвоює потужність машини при незначному збільшенні її маси і габаритів. Передача натискуючих зусиль по нормалі до відповідних ділянок контактних поверхонь ротора і статора за допомогою роликів, встановлених на штоках гідроциліндрів, дозволяє значно збільшити обертаючий момент при мінімумі втрат потужності на тертя, а те, що штоки гідроциліндрів при робочому ході завжди розташовані по нормалі до відповідних опорних ділянок контактних поверхонь ротора і статора повністю виключає можливість виникнення вигиб 50893 4 них моментів на штоках і гідроциліндрах, що в свою чергу дозволяє значно спростити конструкцію і зменшити габарити гідромашини. Завдяки тому, що гідроциліндри контактують з опорними поверхнями ротора і статора в протифазі почергово досягається постійність крутячого моменту на вихідному валу, його високе значення і подвійна кутова швидкість його обертання. Таким чином, вирішено технічне завдання створити таку радіально-тангенціальну поршневу гідромашину, яка, завдяки наданому в її конструкції водилу з гідроциліндрами, встановленими під кутом до радіусу і штоками, завжди перпендикулярними до робочих ділянок опорних поверхонь статора і ротора, а також тому, що гідроциліндри підключені до гідророзподілу робочого тіла в протифазі, дозволяє забезпечити вирішення проблеми перетворення поступового руху тангенціальних поршнів безпосередньо в обертовий рух вихідного валу без складних і масивних допоміжних деталей, що дає підвищення ефективності роботи гідромашини, спрощення її конструкції і зменшення маси і вартості виготовлення. На Фіг. зображено запропонована радіальнотангенціальна поршнева гідромашина. Радіально-тангенціальна поршнева гідромашина складається з корпусу (не показано), всередині якого розміщено нерухомий статор 1 і рухомий ротор 2 з вихідним валом 3. Між статором 1 та ротором 2 розміщено водило 4, на якому жорстко закріплені через кут гідроциліндри 5 з осями, повернутими під заданим кутом до радіусу 6 водила 4. Кожен гідроциліндр 5 має поршень 7 з двосторонніми штоками 8, на кінцях яких закріплено ролики 9, які взаємодіють по нормалі з опірними ділянками 10 контактних поверхонь 11 статора 1 і ротора 2. Гідроциліндри 5 підключено через отвори 12 до магістралей гідророзподілу робочого тіла, розміщених на водилі 4. Радіально-тангенціальна поршнева гідромашина працює у такий спосіб. Коли починають подачу через отвори 12 гідророзподілу робочої рідини до кожного гідроциліндра 5, під її тиском починають рухатись поршні 7, втягуючи в гідроциліндри 5 один і висуваючи протилежний штоки 8. Ролики 9, закріплені на штоках 8, які висуваються, починають тиснути по нормалі на опірні ділянки 10 контактних поверхонь 11 на статорі 1 або роторі 2 і створюють обертаючий момент, що призводить до обертання водила 4 і ротора 2 відносно нерухомого статора 1. Робочий хід поршня 7, протягом якого ролик 9 тисне на опірну ділянку 10 контактної поверхні 11, повністю відповідає її довжині з урахуванням повороту водила 4, на якому розміщені всі гідроциліндри 5. Коли поршні 7 досягають свого кінцевого положення у гідроциліндрах 5, гідророзподіл робочої рідини через отвори 12 змінюється на протилежний, поршень 7 набуває протилежного напряму руху і тепер інший шток 8 того самого гідроциліндру 5 виконує через такий же ролик 9 тиск на опірну ділянку 10 контактних поверхонь 11 на статорі 1 або роторі 2. Ролики 9 при цьому обкочуються по контактних поверхнях 11 ротора і статора при мінімальних втратах енергії на тертя. 5 50893 Для того, щоб забезпечити повне розвантаження гідроциліндрів 5, поршнів 7 і штоків 8 від згинаючих моментів, вони завжди розташовані по нормалі до опірних ділянок 10 контактних поверхонь 11 ротора 2 і статора 1. Це кардинально покращує умови їх роботи, дозволяє значно збільшити обертовий момент при менших габаритах і масі, що в рази покращує конструктивні і експлуатаційні параметри гідромашини. Завдяки тому, що отвори 12 гідроциліндрів 5 підключено до гідророзподілу робочого тіла таким чином, що сусідні гідроциліндри контактують з опірними ділянками 10 контактних поверхонь 11 ротора 2 і статора 1 в протифазі почергово, на водило 4 і ротор 2 постійно діють однакові обертові моменти, які складаються і передаються на вихідний вал 3. При цьому завжди кутова швидкість обертання ротора 2 вдвічі більше кутової швидкості обертання водила 4. Для досягнення плавності обертання вихідного валу 3 сусідні гідроциліндри 5 підключено через Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 отвори гідророзподілу 12 у протифазі, тобто тоді, коли один гідроциліндр 5 працює в режимі передачі обертового моменту до вихідного валу 3 висуваючи поршень 7 в бік ротора, одночасно сусідній по розташуванню гідроциліндр 5 виконує зворотній рух, висуваючи свій поршень 7 в бік статора і передає обертовий момент до водила 4. Запропонована гідромашина може працювати як двигун або насос, з будь яким робочим тілом в гідромагістралі (рідинним або газовим). Таким чином корисна модель, згідно якої виконана радіально-тангенціальна поршнева гідромашина, забезпечує значне спрощення конструкції, зменшення маси, габаритів і вартості виготовлення, дозволяє збільшити значення обертового моменту і потужності при можливості зміни в широкому діапазоні обертової швидкості в залежності від конструктивних параметрів, що дозволяє суттєво (у рази) покращати конструктивні, експлуатаційні та вартісні техніко-економічні показники. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601