Гідромашина аксіальна

1. Гідромашина аксіальна, що складається з корпусу, у якому розміщено робочий елемент у вигляді блока витискувачів з робочими камерами і розподільниками, які взаємодіють з упорним диском, яка відрізняється тим, що витискувач виконано у вигляді кільцевого плунжера з торцевими зубами з можливістю циклічної взаємодії з відповідними торцевими зубами упорного диска, встановленого перпендикулярно осі обертання гідромашини. 2. Гідромашина аксіальна за п. 1, яка відрізняється тим, що торцеві зуби на кільцевому плунже 3 осями поршня й блока витискувачей [А.С. СССР № 353065, М.Кл.3 F03С 1/02, 29.09.72]. Недоліками даної гідромашини аксіальної багатоходової є те, що в робочому циклі гідромашини не використовується зворотний хід плунжера, громіздкість і висока складність конструкції, що ускладнює її виготовлення й підвищує вартість, недостатньо високий моторесурс, обумовлений складним розподілом діючих статичних і динамічних зусиль, складність обслуговування й ремонту. В основу корисної моделі покладене завдання створити таку гідромашину аксіальну, у якій, завдяки використанню прямого й зворотного ходу витискувачей і їх об'єднання у монолітну конструкцію із циклічною дією на зубчасті поверхні упорного диску, досягається значне спрощення конструкції, зменшення габаритних розмірів, створення високого моменту на одиницю маси (більш 1... 1,5 кн*м/кг), висока потужність на одиницю маси (більш 3...5 кВт/кг) і високий моторесурс, низькі оберти вихідного вала, що виключає необхідність у редукторі, високий об'ємний коефіцієнт корисної дії. Це технічне завдання досягається завдяки тому, що гідромашина аксіальна, яка складається з корпусу, де розміщено робочий елемент у вигляді блоку витискувачей з робочими камерами, пов'язаними з розподільником. Згідно з винаходом, витискувач виконано у вигляді кільцевого плунжера з торцевими зубами, з можливістю циклічної взаємодії з відповідними торцевими зубами кільцевого упорного диска, який встановлено перпендикулярно осі обертання гідромашини. Доцільно, щоб торцеві зуби на кільцевому плунжері й упорному диску було виконано несиметричної форми. Також доцільно, щоб на виступах торцевих зубів упорного диска було встановлено радіальні ролики, які взаємодіють з торцевими зубами кільцевих плунжерів. Доцільно, щоб розподільник було розташовано по обидві сторони робочої камери й з'єднано з нею наскрізними отворами, причому підвід високого тиску виконано з боку осі гідромашини. Доцільно, щоб кільцеві плунжери було розташовано на шліцах, оснащених проміжними тілами кочення. Крім того, доцільно, щоб наскрізні отвори розподільника високого й низького тиску було розташовано в шаховому порядку по обидві сторони робочої камери. Завдяки тому, що витискувачі виконано у вигляді кільцевого плунжера з торцевими зубами з можливістю циклічної взаємодії з відповідними торцевими зубами упорного диска, досягається значне спрощення конструкції, зменшення її габаритів, істотне підвищення вихідного крутного моменту, високе співвідношення вихідної потужності до маси гідромашини. Завдяки тому, що торцеві зуби на кільцевому плунжері й упорному диску виконано несиметричної форми, забезпечується плавність робочої характеристики машини, сталість крутного моменту й відсутність мертвих положень у роботі розподільника й кільцевих плунжерів. Завдяки тому, що на виступах торцевих зубів 58638 4 упорного диску встановлені радіальні ролики, які взаємодіють з торцевими зубами кільцевих плунжерів, забезпечується зниження до мінімуму втрати на тертя при русі кільцевих плунжерів щодо роликів, що сприяє високому коефіцієнту корисної дії гідромашини. Завдяки тому, що розподільник розташовано по обидві сторони робочої камери й з'єднано з нею наскрізними отворами, причому підвід високого тиску розташовано з боку осі гідромашини, досягається мінімальні відстані для руху робочої рідини, відсутність різких змін напрямку її руху, що знижує гідравлічні втрати й зменшує габарити гідромашини. Те, що кільцеві плунжери розташовано на шліцах, які оснащені проміжними тілами кочення, дозволяє з найменшими втратами здійснити передачу крутного моменту від кільцевих повзунів, що роблять зворотно-поступальний рух через блок витискувачів на вихідний вал, що підвищує коефіцієнт корисної дії й знижує габаритні розміри конструкції. Те, що наскрізні отвори розподільника високого й низького тиску розташовано в шаховому порядку по обидві сторони робочої камери, сприяє зниженню до мінімуму втрат робочої рідини наущільненнях, дозволяє спростити конструкцію гідравлічних ущільнень і зменшити габаритні розміри розподільника. Завдяки такому конструктивному виконанню гідромашини аксіальної, коли її плунжер виконано у вигляді кільця з торцевими зубами з можливістю циклічної взаємодії з відповідними торцевими зубами кільцевого упорного диска, встановленого перпендикулярно осі обертання гідромашини, вирішується поставлене технічне завдання й досягається мета корисної моделі: створення гідромашини аксіальної багаторазової дії, високомоментної, при простоті конструкції й зниженні вартості виготовлення й експлуатації. Технічна сутність і принцип дії запропонованого пристрою пояснюється кресленням, на якому на фіг. 1 зображена гідромашина аксіальна, загальний вид. Гідромашина аксіальна складається з корпусу 1, усередині якого розміщено робочий елемент блок витискувачів 2 з вихідним валом 2.1, який встановлено на упорно-радіальних підшипниках 3 і усередині якого розміщено робочі камери 4, які пов'язані з розподільниками високого 5 і низького 6 тиску й витискувачі у вигляді кільцевих плунжерів 7, що взаємодіють з відповідними силовими ланками у вигляді упорних дисків 8. При цьому кільцеві плунжери 7 своїми торцеві зубами 7.1 циклічно взаємодіють із торцевими зубами 8.1 відповідного силового елементу у вигляді упорного диска 8, встановленого перпендикулярно осі обертання гідромашини й відповідно жорстко закріплено один на несучому корпусі 1, а інший - на кришці 9, яка закриває корпус 1 із протилежної сторони. Корпус 1 являє собою за формою склянку, що має в центрі торцевої стінки отвір 1.1, через яке проходить вихідний вал 2.1 блока витискувачів 2. Усередині корпусу 1 з боку вала 2.1 жорстко закріплено упорний диск 8. У середній частині несучого 5 корпусу 1 виконано наскрізні отвори 1.2 для відводу з робочої камери 4 робочої рідини. Блок витискувачей 2 виконано як тіло обертання циліндричної форми, з однієї сторони він є вихідним валом 2.1, а з іншого - в нього вставлено розподільник 5 високого тиску у вигляді труби. По обидва боки ротора 2 виконано шліци 2.2 з тілами кочення 2.3. У середній частині блоку витискувачей 2 передбачено наскрізні отвори 2.4 для нагнітання рідини високого тиску. Кільцевий плунжер 7 виконано у вигляді кільця з торцевими зубами 7.1, з можливістю їх циклічної взаємодії з відповідними торцевими зубами 8.1 кільцевого упорного диску 8 і з можливістю спільного з ним обертання й одночасного аксіального зворотно-поступального переміщення щодо блоку витискувачей 2. Крім того, на внутрішній поверхні кільцевих плунжерів 7 по всьому периметру розташовано шліци 7.2, що входять у шліци 2.2 блоку витискувачей 2 з тілами кочення 2.3. На упорних дисках 8 виконано виступи 8.2, які встановлено через однаковий кут по всьому його периметру. В опорних гніздах 8.3 виступів 8.2 установлено ролики 8.4. Розподільник високого тиску 5 являє собою трубу 5.1 з радіальними отворами 5.2 і із глухим з боку вала 2.1 кінцем 5.3. Трубу 5.1 закріплено через фланець 5.4 на кришці 9. Кришка 9 являє собою фланець, що має в центрі циліндричний отвір 9.1 для проходу розподільника високого тиску 5. На внутрішній бічній поверхні кришки 5 жорстко закріплено упорний диск 8. На зовнішній поверхні кільцевих плунжерів 7 установлено з можливістю ковзання розподільник низького тиску 6 з наскрізними отворами 1.2. Він жорстко закріплений на блоці витискувачей 2. Гідромашина аксіальна працює в такий спосіб. 58638 6 При подачі робочого середовища через розподільник 5 високого тиску в одну з робочих камер 4 блоку витискувачей 2 кільцевий плунжер 7 робить поступальне переміщення (робочий хід) у напрямку упорного диска 8, і своїми зубами 7.1 взаємодіє з його роликами 8.4. Тим самим зворотно-поступальний рух плунжерів 7 створює обертовий рух вихідного вала 2.1. У цей час інший кільцевий плунжер 7, набігаючи своїми зубами 7.1 на ролики 8.4 упорного диску 8, відсувається ними й робить зворотний хід, рухаючись від упорного диска 8 до центру блоку витискувачей 2. При цьому об'єм робочої камери 4 зменшується й робоча рідина видаляється через наскрізні отвори 1.2 у зливальну магістраль 6.1. Після закінчення прямого ходу кільцевого плунжера 7 розподільники високого 5 і низького 6 тиску перемикають рух робочої рідини на протилежне, тобто високий тиск подається в робочу камеру 4 іншого кільцевого плунжера й напівцикл повторюється. Сусідні плунжери 7 гідромашини працюють у протифазі: коли один з них при робочому ході створює крутний момент на блоці витискувачей 2, то інший в цей момент робить зворотний хід, видавлюючи робочу рідину з робочої камери 4 у зливальну магістраль. Таким чином, запропонована конструкція гідромашини аксіальної реалізує принцип багаторазової дії, усі без винятку зуби кільцевого плунжеру беруть участь у формуванні крутного моменту, тому гідромашина відноситься до класу високомоментних, гідромашина гранично проста по конструкції, має мінімальні габаритні розміри й питому масу на одиницю потужності, а низькі оберти вихідного вала дозволяють створити безредукторний гідравлічний обертальний привод. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 58638 8 Підписне Тираж 23 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