Шестеренна реверсивна гідромашина

Винахід належить до об'ємних гідравлічних машин, зокрема, до шестеренної реверсивної гідромашини, яка може бути використана у гідравлічних системах тракторів як загального, так і промислового призначення, екскаваторів, сільськогосподарських, шляхо-будівельних та інши х машин. Уже відома шестеренна реверсивна гідромашина, яка може бути використана у вищезгаданих машинах. Вона вміщує ведучу шестерню з привідним валом та зачеплену з нею ведену шестерні, які розташовані у внутрішній камері корпусу гідромашини, що закрита кришкою. Шестерні своїми цапфами встановлені в підшипниках розміщених як в корпусі так і в кришці. Вінці шестерень, для забезпечення реверсивної роботи, охоплюються єдиним ущільнюючим блоком, а з торців ущільнюються, подібними по формі ущільнюючому блоку, бічними пластинами з отворами під цапфи шестерень та симетричною формою відносно цих отворів. З задніх сторін бічні пластини оснащені компенсаційними камерами, які також для забезпечення реверсивної роботи розташовані симетрично площині що походить через вісі шестерень. Одні з компенсаційних камер сполучені з зоною високого тиску, а другі з зоною низького тиску. Ця гідромашина описана у [патенті Великобританії №1428654 по класу НКВ F1F, 17.03.1976р.], яка прийнята за прототип рішення, що заявляється. Як відомо, при роботі гідромашини робоча рідина, яка перебуває поміж зубцями шестерень в зоні високого тиску, прагне відкинути бічні пластини від торців шестерень і перетікати у зону низького тиску. Щоб запобігти цьому на задніх сторонах бічних пластин утворюють компенсаційні камери в які підводиться робоча рідина з зони високого тиску. Таким чином, площа компенсаційної камери, а значить и зусилля яке протидіє відкиданню бічних пластин від торців шестерень, вибирається таким, щоб це зусилля незначно перевищувало зусилля, що відкидає пластину від шестерні, а їх різниця підтискувала б бічні пластини до торців шестерень і вони ущільнювали б робочу камеру. Але цієї умови замало. Необхідно щоб координата результуючого зусилля, яке відкидає бічну пластину, співпадала з координатою результуючого зусилля, яке протидіє йому, для рівномірного підтискання бічних пластин до торців шестерень. Щоб не порушувати таку умову при будь яких геометричних параметрах зачеплених шестерень, необхідно щоб частина площини компенсаційної камери простягалася за межі площини, яка проходить через вісі шестерень, у напрямі до зони низького тиску. Ця умова не має місце у шестеренній реверсивній гідромашині, яка вибрана за прототип. У ній на задніх сторонах бічних пластин утворені компенсаційні камери, одна з яких знаходиться зі сторони зони високого тиску і сполучена з нею, друга, - зі стороні зони низького тиску і також сполучена з нею. Кожна з компенсаційних камер не заходить за межі площини, що проходить через вісі шестерень. В результаті чого на бічну пластину буде діяти перекидний момент і вона буде нерівномірно підтискатися до торців шестерень і нерівномірно зношуватися, що призводить до збільшення тертя поміж нею і торцями шестерень і зменшенню коефіцієнта корисної дії гідромашини. Крім цього в гідромашині використовується єдиний ущільнюючий блок для ущільнення вершин зубців шестерень, а це потребує щоб між його зовнішньою поверхнею і внутрішньою поверхнею корпусу був гарантований зазор, що впливає на надійність ущільнення компенсаційних камер і в разі підвищених витоків також зменшує коефіцієнт корисної дії гідромашини. В основу винаходу покладена задача зменшення зазорів поміж ущільнюючим блоком і корпусом, створити рівномірне підтискання бічних пластин до торців шестерень та тим самим підвищити коефіцієнт корисної дії шестеренної реверсивної гідромашини. Ця задача вирішується тим, що у відомій шестеренній реверсивній гідромашині, яка вміщує ведучу шестерню з привідним валом та зачеплену з нею ведену шестерню, які розташовані у внутрішній камері корпусу гідромашини закритій, як мінімум, однією кришкою, цапфи шестерень встановлені в підшипниках ковзання, розміщених як в корпусі так і в кришці, бічні пластини зі сторін торців шестерень з отворами під їх цапфи та симетричною формою відносно цих отворів, компенсаційні камери на задніх сторонах бічних пластин, та ущільнюючий блок зі сторони вершин зубців шестерень, згідно з винаходом, симетрично відносно площини в якій розміщені вісі шестерень встановлений додатковий ущільнюючий блок, а відносно цієї площини компенсаційні камері в одній з бічних пластин виконані зміщеними до зони високого тиску, а в другій, - до зони низького тиску, і сполучені з відповідними зонами до сторони яких вони зміщені. Таким чином, встановивши замість одного єдиного боку, симетрично відносно площини в якій розміщені вісі шестерень, два незалежні один від одного ущільнюючі блоки, маємо можливість майже вдвічі зменшити гарантований зазор поміж зовнішньою поверхнею блоку і внутрішньою поверхнею корпусу. При цьому, змістивши компенсаційні камери на одній з бічних пластин, відносно площини, в якій розташовані вісі шестерень, до зони високого тиску, а на другій, - до зони низького тиску, і сполучивши їх відповідно з зонами, до яких вони зміщені, мається можливість на одній з пластин, частину однієї з камер міх отворами для цапф шестерень розмістити за межами площини в якій розташовані вісі шестерень, в сторону до зони низького тиску, а в др угій пластині, - до зони високого тиску. Цим не порушивши роботу гідромашини як реверсивної, одна з пластин, при одному напрямку обертання привідного валу, буде функціонувати підтискаючи шестерні до другої пластини, яка в цей час буде пасивною, а при зміні напрямку обертання, друга бічна пластина вже буде підтискати шестерні до першої. При чому таке підтискання пластин до шестерень буде рівномірне без їх перекосів, що значно зменшить тертя і знос пластин та підвищить коефіцієнт корисної дії гідромашини, так як мається можливість виконати так, щоб координата результуючого з усилля, яке відкидає бічну пластину, співпадала з координатою результуючого зусилля, яке підтискає її до шестерень. Також доцільно, щоб ущільнюючі блоки були виконані з опорою на зовнішні поверхні бічних пластин, а ті в свою чергу поверхнями своїх отворів на цапфи шестерень. Це значно зменшить знос ущільнюючих поверхонь блоку та забезпечить його автоматичну компенсацію в залежності від зносу поверхонь отворів в бічних пластинах під цапфи шестерень, що також буде сприяти підвищенню коефіцієнта корисної дії гідромашини. Ще доцільно, щоб підшипники ковзання були розміщені в корпусі та кришці із зазором та з своїх торців мали виступи, які були б розташовані у прорізях виконаних в бічних пластинах. Так підшипники ковзання мають змогу самі встановлюватися компенсуючи можливу неточність в взаємному розташуванні корпусу та кришки виникаючу при виготовлені та збиранні гідромашини. У подальшому приводиться опис винаходу, пояснюваний прикладом його конкретного виконання та кресленнями, де: - Фіг.1 - зображає повздовжній розріз гідромашини, що проходить через вісі шестерень; - Фіг.2 - зображає поперечний розріз гідромашини по А-А, де показана задня сторона однієї з бічних пластин з компенсаційними камерами та бічні кінці ущільнюючих блоків якими вони спираються на зовнішні поверхні бічних пластин; - Фіг.3 - зображає поперечній розріз гідромашини по Б-Б, де показана робоча сторона бічної пластини, зображеної на Фіг.1 з виходом каналів в одну із зон тиску якими вона сполучується з компенсаційними камерами; - Фіг.4 - зображає поперечний розріз гідромашини по В-В, де показана задня сторона другої бічної пластини з компенсаційними камерами які сполучені з другою зоною тиску; - Фіг.5 - зображує поперечний розріз гідромашини по Γ-Γ, де показані зачеплені шестерні та ущільнюючі блоки, які ущільнюють вершини зубців шестерень; - Фіг.6 - зображає повздовжній розріз гідромашини по Д-Д, де показано взаємне розташування компенсаційних камер в бічних пластинах та ущільнюючих блоків відносно шестерень, корпусу та кришки. Шестеренна реверсивна гідромашина вміщує, ведучу 1 та ведену 2 шестерні, виконані разом із цапфами 3 і 4. Ведуча шестерня 1 також має привідний вал 5, ущільнений манжетами 6, див. Фіг.1. До торців шестерень 1 і 2 примикають рухомі повздовж і поперек шестерень бічні пластини 7 і 8. Вони мають отвори 9, через які проходять цапфи 3 і 4 шестерень 1 і 2, та симетричну формою відносно цих отворів. Цапфи 3 і 4 шестерень 1 і 2 встановлені в підшипниках ковзання 10, розміщених в розточках корпусу 11 та кришки 12, якою закрито корпус за допомогою болтів 13. Підшипники ковзання 10 розміщені в корпусі 11 та кришці 12 із зазором та мають виступи 14, якими вони розташовані у прорізях 15 виконаних у бічних пластинах 7 і 8. Цими виступами підшипники ковзання 10 запобігаються розвороту відносно розточок в корпусі та кришці, див. Фіг.1 і 2. На задніх сторонах бічних пластин 7 і 8 виконані компенсаційні камери 16 та 17. Компенсаційні камери 16 в бічній пластині 7 виконані зміщеними до зони високого тиску 18 та сполучені з нею каналами 19, див. Фіг.2 і 3, а компенсаційні камери 17 в бічних пластинах 8 виконані зміщеними до зони низького тиску 20 та також сполучені з нею каналами 21. Компенсаційні камери 16 та 17 ущільнені еластичними манжетами 22 і 23, див. Фіг.4 і 6. Симетрично відносно площини в якій розміщені вісі шестерень 1 і 2 встановлені ущільнюючі блоки 24 і 25 своїми бічними кінцями 26 і 27 спираються на зовнішні поверхні бічних пластин 7 і 8, один 24 зі сторони зони 18 високого тиску, а др угий 25 зі сторони зони 20 низького тиску. Між зовнішньою поверхнею ущільнюючих блоків 24, 25 і внутрішньою поверхнею корпусу 11, для можливості переміщення в радіальному напрямі, виконані зазори 28. Бічні пластини 7 і 8 в свою чергу внутрішніми поверхнями отворів 9 спираються на цапфи 3 и 4 шестерень 1 і 2. Відповідно з зоною 18 високого тиску сполучений вихідний канал 29 виконаний у ущільнюючому блоці 24, продовженням якого є канал 30 корпусу, а з зоною 20 низького тиску сполучений вхідний канал 31, продовженням якого є канал 32 у корпусі, див. Фіг.5 і 6. Також навколо вихідного каналу 29 у блоці 24 виконана компенсаційна камера 33, сполучена каналом 34 з вихідним каналом 29 і ущільнена манжетою 35, а навколо вхідного каналу 31 виконана компенсаційна камера 36, також сполучена з ним каналом 37 і ущільнена манжетою 38, див. Фіг.6. Шестеренна гідромашина, як насос, працює наступним чином. При приведені в обертання шестерень 1 і 2 привідним валом 5, у западинах зубців, що ви ходять із зачеплення, створюється вакуум, за рахунок чого робоча рідина поступає по вхідних каналах 32, 31 у корпусі 11 та блоці 25, заповнює западини поміж зубцями шестерень, переноситься у зону високого тиску і витісняється зубцями, що входять в зачеплення, у вихідний канал 29 і далі каналом 30 у гідросистему машини. При цьому робоча рідина по каналам 34 поступає у компенсаційну камеру 33 ущільнюючого блоку 24 і підтискує його до вершин зубців шестерень 1 і 2. Для автоматичного регулювання зносу ущільнюючих поверхонь блоку він через свої кінці 26 спирається на бічні пластини 7 и 8, а ті поверхнями своїх отворів 9 на цапфи 3 і 4 шестерень. Цим самим ці поверхні отворів 9 по мірі роботи гідромашини зношуються і таким чином дають зношуватися ущільнюючим поверхням блоку 24 і на протязі всієї роботи гідромашини щільно підтискуватися до вершин зубців шестерень, див. Фіг.2, 3, 4 і 5. Робоча рідина із зони високого тиску 18 також поступає по каналам 19 у компенсаційні камери 16, які ущільнені манжетами 22 і виконані на задній сторін бічної пластини 7. Під дією тиску робочої рідини, в камерах 16, бічна пластина 7 підтискується до торців шестерень 1 і 2, та підтискує їх до другої бічної пластини 8 у якій при цьому компенсаційні камери 17 перебувають під дією низького тиску тому що вони сполучені з зоною низького тиску 20 каналами 21. Таким чином, бічна пластина 8 у цьому випадку буде пасивною, а пластина 7, - активною. При зміні напрямку обертання привідного валу, вже компенсаційні камери 17 будуть перебувати під дією високого тиску, а компенсаційні камери 16 під низьким тиском. Робоча рідина буде витискатися вже по каналу 31 і далі по каналу 32 в гідросистему машини. При цьому вже бічна пластина 8 виконує функцію активної, а пластина 7, - пасивної. В цей час ущільнюючий блок 25 буде ущільнювати вершини зубців шестерень внаслідок подачі робочої рідини під тиском по каналам 37 в компенсаційну камеру 36. Таким чином шестеренна гідромашина працює у режимі реверсивного насосу. При роботі гідромашини гідромотором робоча рідина, що подається під високим тиском у ви хідний канал 30 і 29 діючи на зубці шестерень, обертаючи їх, долає навантаження прикладене до приводного валу 5. Для зміни напрямку обертання привідного валу 5, достатньо подати робочу рідину вже по канали 32 і 31. В іншому, робота гідромашини у режимі гідромотора, подібна її роботі у режимі насоса. Так, змістивши компенсаційні камери на одній з бічних пластин до зони високого тиску, а на другій, - до зони низького тиску, і сполучивши їх відповідно з зонами, до яких вони зміщені, компенсаційні камери 16 у пластинах 7 з зоною високого тиску 18, а камери 17 в пластинах 8 з зоною низького тиску 20, мається можливість, при досягненні реверсивної роботи гідромашини, рівномірно без перекосів підтискувати бічні пластини до торців шестерень, що значно зменшить тертя і знос пластин та підвищить коефіцієнт корисної дії гідромашини. Цьому також сприяє те, що замість одного єдиного ущільнюючого боку, симетрично відносно площини в якій розміщені вісі шестерень, встановлені два незалежні один від одного ущільнюючі блоки. Це майже вдвічі зменшує необхідний гарантований зазор поміж зовнішньою поверхнею блоку і внутрішньою поверхнею корпусу, та підвищує надійність роботи ущільнення.