Аксіально-поршнева гідромашина

Аксіально-поршнева гідромашина, що містить основний корпус з розміщеним в ньому вузлом, що качає, який включає вал і блок циліндрів, установлений з можливістю зміни кута нахилу відносно осі вала, корпус регулятора, в якому виконані канали, рухливий розподільник, розміщений в корпусі регулятора, при цьому в рухливому розподільнику, шарнірно з’єднаному з пальцем поршня, виконані прорізи з боку корпусу регулятора, який відрізняється тим, що відношення максимального кута нахилу блока циліндрів до осі вала до мінімального кута нахилу блока циліндрів до осі вала становить 1,2-2,1. (19) (21) a200807121 (22) 22.05.2008 (24) 11.01.2010 (46) 11.01.2010, Бюл.№ 1, 2010 р. (72) ОЛЕЙНИЧЕНКО ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ (73) ОЛЕЙНИЧЕНКО ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ (56) SU 1536029, 15.01.1990 DE 4323036, 17.03.1994 EP 0158084, 16.10.1985 GB 2005343, 19.04.1979 RU 2083871, 10.07.1997 US 2002/0066364, 06.06.2002 3 дільника, а його ширина не повинна перевищувати розмір ширини прорізі рухливого розподільника. Виходячи з цих умов, переріз отвору в корпусі регулятора стає лімітуючим по умовах проходження потоку робочої рідини. Беручи до уваги дотримання умови гідростатичної опори для пари рухливий розподільник корпус регулятора, стає очевидним, що переріз отвору не може бути збільшений без врахування умов герметичності стику. Великі питомі вагові характеристики й матеріалоємність даного типу гідромашин також зв'язані напряму з їх конструкцією. Природне прагнення виробників підняти питомі показники енергозабезпечення визначають максимально великі кути нахилу блоку циліндрів до осі обертання вала. При цьому сегмент корпуса регулятора, що знаходиться між мінімальним і максимальним кутом нахилу блоку циліндрів, визначає шлях переміщення розподільника. Вага та габарити виконавчого механізму регулятора, який знаходиться на зовнішній стороні конструкції, напряму залежать від кута нахилу циліндра. Найбільш близькою до винаходу, що заявляється, є аксіально-поршнева гідромашина з робочим об'ємом, що регулюється, яка містить корпус, вал з фланцем, встановлений на підшипниках, поворотний блок циліндрів, що обертається, з поршнями, котрі шарнірно з'єднані з фланцем і контактують з розподільником, встановленим у кришці корпуса з можливістю переміщення по поверхні обертання. В розподільнику зі сторони кришки корпусу виконані прорізи, що з'єднані з каналами всмоктування та нагнітання, які створені на кришці корпусу. Розподільник шарнірно з'єднаний з пальцем поршню гідроциліндру механізму керування. Проріз розподільника, що з'єднаний з каналом нагнітання, звужується в бік зменшення кута нахилу блока циліндрів, а його мінімальна ширина менша за ширину каналу нагнітання (див. авторське свідоцтво СРСР № 1536029). Виконання прорізу розподільника, звуженого в бік зменшення кута нахилу блоку циліндрів, дозволило трохи зменшити опір для великих потоків на максимальних кутах нахилу. Конструкція даної аксіально-поршневої гідромашини обрана за прототип. Прототип і винахід, що заявляється мають спільні ознаки: - основний корпус; - вузол, що качає; - вузол, що качає, розташований у основному корпусі; - вузол, що качає, включає вал та блок циліндрів; - блок циліндрів встановлений з можливістю зміни кута нахилу відносно осі валу; - корпус регулятора (у прототипу це кришка корпуса); - в корпусі регулятора виконані канали; - рухливий розподільник; - рухливий розподільник розташований в корпусі регулятора; - в рухливому розподільнику виконані прорізі; 89298 4 - прорізі виконані з боку корпусу регулятора; - розподільник шарнірно з'єднаний з пальцем поршня. Однак, виходячи з умов гідростатичної опори, площа прорізу та його довжина є величинами, які залежать від типорозміру гідромашини, а це означає, що проріз рухливого розподільника, виконаний з перемінним перерізом, вносить несиметричний гідростатичний віджим рухливого розподільника і, як наслідок, підвищення витоки з можливістю розгерметизації, а також непропорційне зношування. В даному виконанні, як і раніше, рухливий розподільник ослаблений великою довжиною поздовжніх прорізів, а розвиток гідромашин у бік збільшення типорозмірів є конструктивно недоцільним. Конструктивний недолік, що є слідством умови збільшення радіуса при збільшенні типорозмірів, стає настільки істотним, що робить гідромашини великих типорозмірів незатребуваними, а їх виробництво недоцільним. В основу винаходу поставлено задачу створити удосконалену конструкцію аксіально-поршневої гідромашини, в якій шляхом зміни співвідношення  max  min , де mах - максимальний кут нахилу блоку циліндрів до осі валу, min - мінімальний кут нахилу блоку циліндрів до осі валу, забезпечити розширення асортименту гідромашин і їх функціональних можливостей, а також зниження собівартості й підвищення конкурентоспроможності. Поставлена задача вирішена в аксіальнопоршневій гідромашині, що містить основний корпус з розміщеним в ньому вузлом, що качає, який включає вал і блок циліндрів, установлений з можливістю зміни кута нахилу відносно осі валу, корпус регулятора, в якому виконані канали, рухливий розподільник, розміщений в корпусі регулятора, при цьому в рухливому розподільнику, шарнірно з'єднаному з пальцем поршня, виконані прорізі з боку корпусу регулятора, тим, що відношення максимального кута нахилу блоку циліндрів до осі валу до мінімального кута нахилу блоку циліндрів до осі валу становить 1,2-2,1. Новим в винаході, що заявляється, є відно  max  min шення , де mах -максимальний кут нахилу блоку циліндрів до осі валу, min - мінімальний кут нахилу блоку циліндрів до осі валу, а також відношення L/ℓ, де L - довжина прорізей в рухливому розподільнику, ℓ - довжина каналів в корпусі регулятора. Заявлена аксіально-поршнева гідромашина зображена на кресленні, де: фіг. 1 - загальний вигляд машини в розрізі; фіг. 2 - вигляд корпуса регулятора з каналами; фіг. 3 - вигляд рухливого розподільника; фіг. 4 - вигляд рухливого розподільника з прорізями. Аксіально-поршнева гідромашина містить основний корпус 1, всередині якого розташований вузол, що качає 2, який включає вал 3 і блок цилі 5 ндрів 4 з розташованою в ньому поршневою групою (на кресленні поршнева група не вказана). Вал 3 і блок циліндрів 4 є елементами вузла, що качає 2, від розташування яких залежить об'єм гідромашини. Кут нахилу mjn визначає мінімальний, а mах - максимальний об'єм гідромашини. Між блоком циліндрів 4 вузла, що качає 2, і корпусом регулятора 5 розташований рухливий розподільник 6. Переміщення рухливого розподільника 6 забезпечує палець 7, розташований у поршні 8. В рухливому розподільнику 6 виконані прорізи 9 і 10, які розташовані зі сторони корпусу регулятора 5 та мають вихід на протилежну сторону взаємодії з каналами 11 блоку циліндрів 4. Прорізи 9 і 10 накривають канали 12, 13, виконані в корпусі регулятора 5. Блок циліндрів 4 встановлений з можливістю зміни кута нахилу відносно осі валу 3. При цьому відношення максимального кута нахилу блоку циліндрів 4 до осі валу 3 (mах) до мінімального кута нахилу блоку циліндрів 4 до осі валу 3 (min) ста  max  min новить =1,2-2,1. Відношення довжини прорізів 9 і 10 в рухливому розподільнику 6 (L) до довжини каналів 12, 13 в корпусі регулятора 5 становить L/ℓ = 0,47 -2,1. При цьому ширина прорізів 9, 10 в рухливому розподільнику 6 (В) і каналів 12, 13 в корпусі регулятора 5 (в) задовольняє вимогам гідростатичної опори. При дотриманні наведеної умови з'являється можливість змінити в бік збільшення переріз каналу 12. Збільшення перерізу, відповідно, призводить до зниження гідравлічного опору, що відбувається внаслідок зміни мінімального кута нахилу (min) блоку циліндрів 4 і при цьому з'являється можливість збільшити довжину ℓ каналу 12. Одночасно зменшується довжина L прорізів 10 і 9 в рухливому розподільнику 6. Дотримуючись умови гідростатичної опори в парі рухливий розподільник 6 - корпус регулятора 5, з'являється можливість збільшення ширини (В) прорізів 10 і 9, відповідно, ширини (в) в каналах 12 і 13. Збільшення перерізу каналів 12 і 13 (їх довжини й ширини) приводить до зниження гідравлічного опору. Зміна довжини прорізів 9 і 10 зменшує навантаження на їхні бічні (довгі) сторони й дає можливість використання гідромашин на більшому діапазоні тисків. В результаті зміни значень кутів нахилу блоку циліндрів 4 в бік зменшення їхньої різниці, зменшилася величина переміщення рухливого розподільника 6 від мінімального до мак 89298 6 симального крайнього положення. При цьому конструкція гідромашини, її габарити, а також питома маса зменшується. Зміна габаритів і маси конструкції розширяє діапазон конкурентоспроможного застосування даного типу гідромашин в бік його збільшення. Гідромашини даного типу, покращуючи свої технічні і питомі характеристики, одержують можливість до подальшого розвитку в типорозмірах в бік їх збільшення. Робота аксіально-поршневої гідромашини. Заявлена аксіально-поршнева гідромашина може бути зворотною і працювати як в насосному режимі, так і в моторному режимі. У випадку направленого використання: - для насосного виконання один з прорізів 9 чи 10 може бути виконаний без урахування дотримання умов гідростатичної опори, перебуваючи в лінії всмоктування; - для моторного виконання обидва прорізи 9 та 10 виконуються з урахуванням необхідності забезпечення умов гідростатичної опори, тому що гідромотори є реверсивними. Робоча рідина подається, наприклад, у канал 12, розташований у корпусі регулятора 5 з боку прорізу 9. Пройшовши його, робоча рідина потрапляє в канал 11 блоку циліндрів 4, де відбувається передача енергії потоку в обертовий рух вузла, що качає 2, за загальновідомими принципами. Внаслідок цього на валу 3 вузла, що качає 2, реалізується енергія моменту обертання. Робоча рідина із блоку циліндрів 4 зливається в розташовану на протилежній стороні прорізь 10. Далі робоча рідина проходить у симетрично розташований канал 13 у корпусі регулятора 5 і зливається у зливальну магістраль. Оскільки гідромотор є реверсивним, напрямок потоку може бути змінено, внаслідок чого момент, реалізований на валу 3, отримує обертання іншого напрямку.  max  min У випадку недотримання умов = 1,2 2,1; L/ℓ = 0,47 - 2,1 конструкція розглянутого типу гідромашин з рухливим розподільником 6 повертається до недоліків, що описані вище. При співвідношеннях:  max  min 3> >21;L/ℓ>2,1 конструкція гідромашини перебуває в зоні неефективної переваги й ця зона співвідношення не є доцільною для застосування даного рішення. 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 89298 8 Підписне Тираж 28 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