Роторно-шиберний гідромотор

Винахід відноситься до області гідравліки, а конкретно до гідравлічних машин і може бути використаним в гідравлічних приводах різноманітних машин і механізмів. Найбільш близьким за своєю конструктивною схемою до винаходу є роторно-кулачковий насос, який містить корпус з встановленою в ньому і підпружиненою призматичною засувкою (шибером) та встановлений співвісно в корпусі ротор (кулачок) з трьома вирізами на ободі. В корпусі виконані всмоктувальний та напірний (для гідромотора напірний та зливний) канали, які розділені засувкою [1]. Основним недоліком такого насосу є його незворотність, тобто те, що він не може працювати в режимі гідромотора Це обумовлено тим, що якщо в напірний канал "а" подавати під тиском робочу рідину, то у випадку, коли в зоні цього каналу знаходиться циліндрична дільниця ободу кулачка, то кулачок взагалі ніякого обертового імпульсу не отримає. Якщо ж в зоні напірного каналу знаходиться фігурний виріз ободу кулачка, то кулачок максимально зможе повернутися на величину центрального кута, який охоплює вказаний виріз, а далі знову зупиниться. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення відомого роторно-кулачкового насоса шляхом вибору співвідношення числа робочих камер, шиберів напірних та зливних каналів і розміщення цих каналів відносно шиберів для забезпечення зворотності роботи гідронасоса, тобто того, щоб він міг працювати в режимі гідромотора та створення стабільно високого крутного моменту на валу ротора при будь-якому його положенні, Задача вирішена за рахунок того, що в гідромоторі, який включає корпус з радіально розміщеними в ньому підпружиненими шиберами, центральний вал-ротор з вирізами на ободі, які утворюють робочі камери, число шиберів і відповідно напірних і зливних каналів вибрано більшим від числа робочих камер, причому такими, що в будь-який момент в зоні робочої камери знаходиться не більше одного шибера, напірні канали розміщені безпосередньо після шиберів, а зливні безпосередньо перед шиберами за ходом обертання ротора. На фіг. 1 показаний гідромотор в поперечному розрізі; на фіг.2 - переріз А-А на фіг.1; на фіг.3 розрахункова схема гідромотора із зображенням різних положень ротора. Гідромотор складається з корпусу 1 з центральною циліндричною розточкою, в якій встановлений ротор 2, і радіальними пазами, в яких встановлені шибери 3, підпружинені пружинами 4. Ротор 2 має по своєму ободу вирізи, які утворюють робочі камери 5,6,7,8. До одного з торців корпусу та ротора гвинтами 9 щільно прикріплена кришка 10 з центральним осьовим напірним каналом 111 розгалуженими радіальними 12 та осьовими 13 напірними каналами. В корпусі 1 виконана система зливних каналів 14115. По ободу корпусу 1 та кришки 10 канали 12 114 закриті заглушками 16. Зі сторони Іншого торця корпусу 1 та ротора 2 гвинтами 17 щільно прикріплена кришка 18 з підшипниками 19. Ще один підшипник 20 встановлено на цапфі кришки 10. В підшипниках 19 встановлено вихідний вал 21 жорстко зв'язаний з ротором 2, який одночасно встановлений на підшипнику 20. На торці кришки 18 виконаний кільцевий колектор 22, сполучений Із зливними каналами 15, і зливний отвір 23. Роботу гідромотора розглянемо на схемі, приведеній на фіг.3. При цьому умовимся вважати активним крутний момент той, що створюється в напрямі, показаному стрілкою W і реактивним - який створюється в протилежному напрямі. Контури робочих камер на фіг.3 показані спрощено, криволінійні поверхні вирізів ротора замінені плоскими, які проектуються на осі координат у вигляді прямих ЛІНІЙ . Розглянемо положення ротора, яке показано на схемі суцільними основними лініями і одну Із його робочих камер 5, обмежену відрізками CD і DE та дугою кола ЕС. Допустимо, що в цю камеру під тиском нагнітається робоча рідина (фактично вказана на схемі фіг.3 сполучається із зливним отвором). Гідравлічна сила, яка діє на площадку CD (активна), Fa =р h b. Гідравлічна сила, яка діє на площадку DE (реактивна), Fp=p*a*b, де р - тиск робочої рідини; b - товщина корпусу 1 і ротора 2 (ВІДПОВІДНО ширина шибера 3); a,h - розміри на схемі. Активний крутний момент, що створюється в камері, Ма = Fa*Ro = p*h*bx* Ro. Реактивний момент, що створюється в камері, Таким чином, в дво х камерах, із показних чотирьох, створюється активний крутний момент. Для Інших положень ротора, показаних на схемі: суцільною тонкою лінією (в двох камерах активний крутний момент; в дво х -н ульовий); потовщеною пунктирною лінією (в трьох камерах активний крутний момент; в одній нульовий); пунктирною лінією (в трьох камерах активний крутний момент; в одній - нульовий); потовщеною штрих-п унктирною ЛІНІЄЮ (в трьох камерах активний крутний момент; в одній - нульовий); штри х-пунктирною ЛІНІЄЮ (в трьох камерах активний крутний момент; в одній -нульовий), В реальній конструкції (див.фіг.1,2) робоча рідина від насоса поступає під тиском каналами 11,12, 13 в робочі камери 5, 6, 7, 8, в залежності від того, яка в даний момент відкрита. Рідина, діючи на виступи камер ротора за шиберами 3, надає ротору обертовий рух, при цьому шибери 3 щільно притискаються пружинами 4 до поверхні ротора 2. Рідина із неробочих зон камер (перед шиберами 3) витісняється по зливних каналах 14, 15 в кільцевий колектор 22 і далі в зливний отвір 23. Описаний гідромотор є зворотною гідромашиною, тобто може працювати в режимі гідронасоса. Для цього достатньо до валу 21 прикласти зовнішній крутний момент в напрямі стрілки w. При цьому по каналах 11,12,13 робоча рідина буде всмоктуватись в порожнину насоса, а по каналах 14, 15, 22, 23 - нагнітатись в зовнішню напірну магістраль. Таким чином напірні канали гідромотора є всмоктувальними для гідронасоса, а зливні канали гідромотора - напірними для гідронасоса.