Гідромашина аксіальна корончата

Реферат: Гідромашина аксіальна корончата містить корпус, вал на упорно-радіальних підшипниках, корончаті плунжери з торцевими зубами, упорні диски з відповідними торцевими зубами, робочі камери з кільцевими розподільниками робочої рідини. Для забезпечення можливості реверсу торцеві зуби виконано з обох сторін корончатого плунжера, робочі камери суміщені з порожнинами між торцевих зубів корончатого плунжера і упорних дисків, а на середині шліцьового з'єднання корончатого плунжера і вала встановлено герметизатор. UA 100936 C2 (12) UA 100936 C2 UA 100936 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до пристроїв, призначених для перетворення енергії потоку рідини в механічну енергію або навпаки, і може бути використано в машинобудуванні. Відома аксіально-поршнева гідромашина, що складається з блока аксіально розточених циліндрів, де переміщуються поршні, які шарнірно взаємодіють з похило розташованим диском, що створює необхідний крутний момент на валу двигуна. Крім того, гідромашина має гідророзподільник, за допомогою якого здійснюється подача робочої рідини під поршень. [Петров В.А. Гидрообъѐмные трансмиссии самоходных машин. - М.: Машиностроение, 1999. С. 54-72]. Відома аксіально-поршнева гідромашина, яка складається з блока циліндрів, де розміщений розподільник, робочі камери і витискувачі у вигляді поршнів, що взаємодіють з відповідним силовим елементом у вигляді похилого диска, що перетворює зворотно-поступальний рух поршнів в обертальний [А.С. СССР № 826069, опубл. 30.04.1981]. Недоліками цих гідромашин є однократність дії поршнів за один оберт вала при створенні обертального моменту, низький питомий крутний момент на одиницю маси, складність конструкції і трудомісткість її виготовлення, що обумовлено складною траєкторією руху блока циліндрів і необхідності в зубчастому редукторі. Крім того, відома гідромашина аксіальна багатоходова, що складається з корпусу, в якому розміщено витискувачі з робочими камерами, що примикають до розподільника, які взаємодіють з відповідним похилим диском. Контактна поверхня кожного поршня блока витискувачів виконана у вигляді частини поверхні конуса, вершина якого розташована між осями поршня і блоком витискувачів [А.С. СССР № 353065, опубл. 29.09.1972]. Недоліками даної гідромашини аксіальної є те, що в робочому циклі гідромашини не використовується зворотний хід плунжера, громіздкість і висока складність конструкції, що ускладнює її виготовлення і підвищує вартість, недостатньо високий моторесурс через складний розподіл діючих статичних і динамічних зусиль, трудомісткість обслуговування і ремонту. Найбільш близькою по технічній суті і ефективності є гідромашина аксіальна, яка є багатоходовою, що містить корпус, витискувачі у вигляді корончатих плунжерів з торцевими зубами і шліцами, вал з відповідними шліцами і упорно-радіальними підшипниками, нерухомі упорні диски з відповідними торцевими зубами, робочі камери з кільцевими розподільниками робочої рідини [Патент України на корисну модель № 58638, опубл. 26.04.2011, бюл. 8, 2011]. Недоліками даної гідромашини є: - зовнішня і внутрішня розподільні камери, розраховані на сприйняття різного тиску, що робить неможливим реверсувати обертання вихідного вала, при цьому звужується сфера застосування гідромашини; - складне компонування деталей і їх елементів, а саме: робоча порожнина відділена від простору між торцевими зубами, що ускладнює конструкцію; - рознесені в просторі шліцьові з'єднання і ущільнення між валом і плунжерами, що збільшує габарити і масу машини; - відсутні компенсатори теплових деформацій елементів у конструкції в аксіальному напрямку, що може призвести до ударів, шуму і заклинювання упорно-радіальних підшипників. В основу винаходу поставлено задачу створити таку гідромашину аксіальну корончату, в якій, завдяки новій компоновці і конструкції деталей і їх елементів, а саме, за рахунок того, що торцеві зуби виконано з обох сторін корончатого плунжера, робочі камери суміщені з порожнинами між торцевих зубів корончатого плунжера і упорних дисків, а також нової герметизації між робочими камерами, - досягається можливість реверсу, здатність гідромашини працювати як насос і мотор, спрощення конструкції, зменшення габаритів, маси і вартості. Ця технічна задача вирішується тим, що в гідромашині аксіальній корончатій, яка містить корпус, вал на упорно-радіальних підшипниках, корончаті плунжери з торцевими зубами, упорні диски з відповідними торцевими зубами, робочі камери з кільцевими розподільниками робочої рідини, - згідно з винаходом, торцеві зуби виконано з обох сторін корончатого плунжера, робочі камери суміщені з порожнинами між торцевих зубів корончатого плунжера і упорних дисків, а на середині шліцьового з'єднання корончатого плунжера і вала встановлено герметизатор. Крім того, доцільно упорні диски встановити між валом і корпусом і закріпити на корпусі за допомогою шліцьового з'єднання, а між упорно-радіальними підшипниками і упорними дисками встановити кільцеві пружини. Завдяки тому, що торцеві зуби виконано з обох сторін корончатого плунжера, а робочі камери суміщено з порожнинами між торцевих зубів корончатого плунжера і упорних дисків, а на середині шліцьового з'єднання корончатого плунжера і вала встановлено герметизатор, досягається спрощення конструкції, зменшення габаритів і маси гідромашини. 1 UA 100936 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Завдяки тому, що упорні диски встановлено між валом і корпусом і закріплено на корпусі за допомогою шліцьового з'єднання, а між упорно-радіальними підшипниками і упорними дисками встановлено кільцеві пружини, досягається реверсивність і зворотність гідромашини, усувається поява ударів і шуму, збільшується надійність і довговічність її роботи. Технічна суть і принцип дії запропонованого пристрою пояснюється кресленням, на якому зображена гідромашина аксіальна корончата, загальний вигляд. Гідромашина аксіальна корончата складається з корпусу 1, усередині якого розміщена зовнішня розподільна камера 1.1 у формі кільця і з'єднана з вихідним патрубком 1.2. Між внутрішньою стінкою 1.3 корпусу 1 і валом 2 розташовано корончатий плунжер 3 з торцевими зубами 3.1 з обох сторін і шліцами 3.2, які входять у відповідні шліци 2.1 вала 2. Останній встановлено на упорно-радіальні підшипники 4. Нерухомі упорні диски 5 з відповідними торцевими зубами 5.1 розташовано по обидва торці корончатого плунжера 3 та забезпечено циліндричними роликами 6. Робочі камери 3.3 суміщені з порожнинами між торцевих зубів 3.1 корончатого плунжера 3 і упорних дисків 5, які закріплено в радіальному напрямку в корпусі 1 за допомогою шліців 5.2, а в аксіальному напрямку вони утримуються кільцевими пружинами 7, встановленими між упорно-радіальними підшипниками 4 і упорним диском 5. По центру шліців 3.2 корончатого плунжера 3 встановлено герметизатор 8. По обидві сторони гідромашини встановлено торцеві кришки 9 і 10. На валу 2 виконано кільцевий упор 2.2, який утримує упорнорадіальний підшипник 4, а з іншого боку вала 2 такий же підшипник 4 затиснуто стопорною гайкою 11. Для гідророзподілу робочої рідини у валу 2 встановлено нерухому глуху трубу 12 з внутрішньої розподільною камерою 12.1. Труба 12 жорстко скріплена з кришкою 10, в якій виконано два ряди отворів 12.2 у робочі камери 3.3. Робочі камери 3.3 сполучені з зовнішньою розподільною камерою 1.1 двома рядами отворів 1.4. Система радіальних отворів 12.2, 2.3 та 1.4 виконує роль гідророзподільника потоків робочої рідини. Зовнішня 1.1 та внутрішня 12.1 розподільні камери виконані на сприйняття максимального робочого тиску. Гідромашина аксіальна корончата працює таким чином. Потік робочої рідини високого тиску, залежно від напрямку обертання гідромашини, може надходити як у внутрішню 12.1, так і в зовнішню 1.1 розподільні порожнини. Далі гідромашина може працювати в режимі гідромотора чи гідронасоса. При роботі гідромашини в режимі гідромотора, коли робоча рідина надходить у внутрішню розподільну порожнину 12.1 (стрілки на кресленні) нерухомої труби 12. При суміщенні отворів 2.3 з отворами 12.2, робоча рідина надходить у робочу камеру 3.3, при цьому корончатий плунжер 3 здійснює поступальне переміщення (робочий хід) в напрямку упорного диска 5. За рахунок взаємодії зубів 3.1 із роликами 6, встановленими на торцевих зубах 5.1 упорного диска 5 забезпечується, завдяки шліцам 2.1 та 3.2, поворот корончатого плунжера 5 разом з валом 2. Одночасно робоча рідина витісняється з робочої камери 3.3 у зовнішню розподільну порожнину 1.1. Таким чином, зворотно-поступальний рух корончатого плунжера 3 створює обертання вихідного вала 2. Після повного витіснення рідини відбувається зміна рядів впускних 12.2, 2.3 і випускних 1.4 отворів за рахунок повороту кільцевого плунжера 2. Після цього цикл повторюється при поступальному русі корончатого плунжера 3 в зворотний бік. При роботі гідромашини в режимі гідронасоса вал 2 приводять в рух крутним моментом від двигуна, при цьому корончатий плунжер 3 в процесі свого зворотно-поступального і обертального руху здійснює перекачування робочої рідини. Таким чином, запропонована конструкція гідромашини аксіальної корончатої працює як гідромашина багаторазової дії, всі зуби беруть участь у формуванні високого крутного моменту на вихідному валу 2. Невеликі обороти вала 2 дозволяють конструювати безредукторні трансмісії самохідних машин і стаціонарних установок. Гідромашина гранично проста по конструкції, має мінімальні габаритні розміри і питому масу на одиницю потужності, що дозволяє значно зменшити її вартість виготовлення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 1. Гідромашина аксіальна корончата, що містить корпус, вал на упорно-радіальних підшипниках, корончаті плунжери з торцевими зубами, упорні диски з відповідними торцевими зубами, робочі камери з кільцевими розподільниками робочої рідини, яка відрізняється тим, що торцеві зуби виконано з обох сторін корончатого плунжера, робочі камери суміщені з порожнинами між торцевих зубів корончатого плунжера і упорних дисків, а на середині шліцьового з'єднання корончатого плунжера і вала встановлено герметизатор. 2 UA 100936 C2 2. Гідромашина аксіальна корончата за п. 1, яка відрізняється тим, що упорні диски встановлено між валом і корпусом і закріплено на корпусі за допомогою шліцьового з'єднання, а між упорно-радіальними підшипниками і упорними дисками встановлено кільцеві пружини. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3