Шестеренна гідромашина

Винахід належить до галузі гідравлічних машин, зокрема до гідравлічних машин, що можуть бути використані в гідравлічних системах тракторів, як загального так і промислового призначення, екскаваторів, сільськогосподарських, шля хо-будівельних та інши х машинах. Відома шестеренна гідромашина, яка може бути використана у вищевказаних машинах, що вміщує ведучу та ведену шестерні, які входять поміж собою в зовнішнє зачеплення, цапфи яких розташовані у радіально та аксиально рухомих корпусах підшипників, а усі разом розміщені у вн утрішній камері корпусу гідромашини, яка утворена двома пересічними циліндричними отворами, [1]. Корпуси підшипників підтискуються до бічних поверхонь шестерень аксіальними полями тиску, визначеними ущільненнями на їхніх тильних сторонах, та сполученими з зоною високого тиску гідромашини, а на зовнішньому периметрі корпусів підшипників, поблизу та паралельно бічним поверхням шестерень, розміщені ущільнення, які починаються із сторони зони високого тиску і закінчуються перед областю низького тиску, і які мають форму цифри три. Згідно до цього, поширення зони високого тиску по всій довжині корпусів підшипників обмежується цими ущільненнями, що знижує навантаження на корпус гідромашини. Однак, при роботі гідромашини, через зношування поверхонь, якими корпуси підшипників контактують один з одним та форми ущільнень на зовнішній периферії корпусів підшипників, відкритих з боку зони низького тиску, порушується ущільнення області по зовнішній периферії корпусів підшипників и гідравлічне навантаження на корпус гідромашини значно зростає, що знижує довговічність роботи гідромашини та призводить до руйнування корпусу. В іншій відомій гідромашині, принаймні, з однієї сторони шестерень, на тильних поверхнях корпусів підшипників, що примикають до них, розташоване ущільнення, а на їх зовнішньому периметрі, в канавках поблизу та паралельно бічним поверхням шестерень, розміщено ущільнення у формі цифри вісім, [2]. Таким чином, через зміну форми ущільнення на зовнішньому периметрі корпусів підшипників, забезпечується надійне ущільнення області по зовнішній периферії, що розташована поміж ущільненнями, поза залежністю від тривалості роботи гідромашини та зношування її деталей. Однак, особливо в початковий період роботи гідромашини при її запуску, утр уднене поширення рідини під високим тиском, що надходить під ці ущільнення, тому що ущільнення цілком заповнюють канавки, в яких вони розташовуються, на зовнішньому периметрі корпусів підшипників. До того, ущільнення спочатку встановлюються в канавки з натягом, що значно утрудняє складання гідромашини в частині установлення корпусів підшипників разом з шестернями та ущільненнями у вн утрішню камеру корпусу гідромашини. В основу винаходу покладено завдання створення шестеренної гідромашини, у якій, через зміну форми поперечного перерізу канавки у її дна, забезпечувалося б вільне поширення робочої рідини під ущільненням, і таким чином досягалася б стабільна робота гідромашини, а із зміною розмірних параметрів ущільнення та канавки досягалася б легкість її складання. Це завдання вирішується тим, що у відомій шестеренній гідромашині, що вміщує ведучу та ведену шестерні, які входять поміж собою в зовнішнє зачеплення, цапфи яких розташовані у радіально та аксиально рухомих корпусах підшипників, а усі разом розміщені у внутрішній камері корпусу гідромашини, яка утворена двома пересічними циліндричними отворами, принаймні, з однієї сторони шестерень, на тильних поверхнях корпусів підшипників, що примикають до них, розташоване ущільнення, а на зовнішньому периметрі кожного з корпусів підшипників, в канавках поблизу та паралельно бічним поверхням шестерень, розміщено ущільнення у формі цифри вісім, згідно з винаходом, форма канавок виконана з утворенням, поміж внутрішньою поверхнею двох колоподібних частин ущільнення у формі цифри вісім та дном канавок, кільцевих каналів. Таким чином, виконання форми канавок такою, що під ущільненням утворюється кільцевий канал, забезпечує вільний доступ рідини по всьому периметру ущільнення, що, в свою чергу, забезпечує стабільну роботу гідромашини. До того, внутрішній діаметр двох колоподібних частин ущільнення у формі цифри вісім, у вільному стані, виконаний більшим, ніж діаметр канавок у місті переходу їхні х бічних поверхонь у дно, що дозволяє встановити ущільнення в канавки без натягу, та забезпечити гарне складання з корпусом гідромашини. Форма поперечного перерізу кільцевого каналу може бути відмінна і залежна від форми інструменту, яким проточується канавка під ущільнення. У подальшому, винахід роз'ясняється прикладом його конкретного виконання та кресленнями, де: фіг. 1 - зображує поздовжній розріз гідромашини по вісях шестерень; фіг. 2 - зображує поперечний розріз гідромашини по А-А з фіг. 1; фіг. 3 - зображує поперечний розріз гідромашини по Б-Б з фіг. 1; фіг. 4 - зображує поперечний розріз гідромашини по В-В з фіг. 1; фіг. 5 - зображує окремо ущільнення у вільному стані; фіг. 6, 7 та 8 - зображують у збільшеному масштабі різні варіанти виконання канавок під ущільнення, як частини перерізу з фіг. 1. Шестеренна гідромашина вміщує ведучу 1 та ведену 2 шестерні виконані разом з цапфами 3 та 4. Ведуча шестерня 1, також, має привідний вал 5, який ущільнений манжетою 6. Шестерні 1 і 2 своїми цапфами 3 і 4 встановлені в корпуса підшипників, виконані у вигляді підшипникових втулок 7, 8, 9, та 10, а всі разом розташовані у вн утрішній камері корпусу 11 гідромашини, що утворена двома пересічними циліндричними отворами 12 і 13, див. фіг. 1. З тильних торців підшипникових втулок 7 та 8, рухомих у аксіальному й радіальному напрямках у межах зазорів, є аксіальне поле тиску 14, див. фіг. 1 і 2, що ущільнене ущільненням 15, яке розташоване в гнізді 16, виконаному в кришці 17. Аксіальне поле тиску сполучається із зоною високого тиску гідромашини за допомогою отвору 18, що виконаний в одній із втулок, див. фіг. 1. На зовнішньому периметрі втулок 7, 8, 9, та 10 у канавках 19, поблизу та паралельно бічним поверхням шестерень, розташовані ущільнення 20, що оснащені захисними елементами 21, які мають форму цифри вісім та простираються по всьому зовнішньому периметру втулок, якими вони сполучені із стінками внутрішньої камери корпусу 11, ди в. фіг 4, 5 та 6. Форма канавок 19 виконана такою, що поміж внутрішньою поверхнею двох колоподібних частин 22 ущільнення 20 та дном канавок утворюються кільцеві канали 23, див. фіг. 4, 6, 7 та 8. Надходження робочої рідини із вихідного каналу 24 гідромашини, що як і вхідний канал 25 умовно зображений пунктирною лінією на фіг. 3, у кільцеві канали 23 здійснюється за допомогою дугоподібних канавок 26 та отворів 18 і 27 виконаних на торцях втулок із сторони бічних поверхонь шестерень . Форма поперечного перерізу кільцевих каналів під ущільненням може бути відмінна: у формі прямокутника з двома округленими кутами, або у формі сегменту чи трикутника, як це показано на фіг. 6, 7 та 8, і залежить від форми інструменту, яким проточується канавка під ущільнення. Внутрішній діаметр d двох колоподібних частин 22 кожного ущільнення 20, у вільному стані, виконаний більшим, ніж діаметр D канавок 19 у місці, де їхні бічні поверхні 28 і 29 переходять у дно 30, див. фіг. 5 та 6. Все це дозволяє значно полегшити складання гідромашини, тому що ущільнення 20 із захисними елементами 21 будуть встановлюватися в канавках 19 без натягу та не виступатимуть з них при складанні, як це показано на фіг. 6, 7 та 8. Шестеренна машина, як насос, працює таким чином. При приведенні в рух шестерень 1 і 2 привідним валом 5, у впадинах між зубцями, що виходять із зачеплення, створюється вакуум, внаслідок чого робоча рідина поступає у вхідний канал 25, заповнює западини поміж зубцями шестерень, переноситься у зону високого тиску і витискається зубцями, що виходять із зачеплення, у ви хідний канал 24 і далі в гідросистему машини. Робоча рідина під тиском по дугоподібній канавці 26 та отвору 18 поступає в аксіальне поле тиску 14, яке визначене ущільненням 15, встановленим в кришці 17. Під дією тиску робочої рідини, в аксіальному полі 14, підшипникові втулки 7 та 8 рухаються в аксіальному напрямку і своїми торцями підтискуються до бічних поверхонь шестерень 1 та 2, а ті, у свою чергу, підтискуються до підшипникових втулок 9 та 10, ущільнюючи їх і робочу камеру насоса. Одночасно, робоча рідина із отворів 18 і 27 поступає у кільцеві канали 23 і таким чином вільно розповсюджується під ущільненням 20, підтискає їх до стінок внутрішньої камери корпусу 11, яка утворена двома циліндричними отворами 12 і 13, що перетинаються, не дозволяючи робочій рідині із зони високого тиску розповсюдитися по всій довжині підшипникових втулок, що значно знижує навантаження на корпус 11 гідромашини і підвищує довговічність її роботи. Шестеренна машина, як мотор, працює наступним чином. Робоча рідина, що подається під високим тиском у вихідний канал 24 впливає на зубці шестерень 1 і 2, обертаючи їх, і переборює навантаження, що прикладене до привідного валу 5. В іншому, робота гідромашини, як мотора, аналогічна її роботі, як насоса. Джерела інформації: 1. DE, 3716605, кл. F04C2/14, 1987 р. 2. UA, 41969, кл. F04C2/08, 1996 р.