Шестеренна гідромашина

1. Шестеренна гідромашина, що містить дві шестерні, що знаходяться в зовнішньому зачепленні, цапфи яких розташовані в корпусах підшипників ковзання, що контактують з торцями шестерень і мають форму втулок, а всі разом розміщені у вн утрішній камері корпусу, утвореній циліндричними пересічними розточками, закритій щонайменше однією кришкою, і має між нею і корпусами підшипників камеру з полем тиску у ви гляді окулярів, сполучену із вихідним каналом гідромашини і обмежену ущільненням, внутрішня периферія якого концентрична цапфам шестерень, яка відрізняється тим, що зовнішня периферія поля тиску і C2 2 84045 1 3 84045 стінки внутрішньої камери корпусу і одночасно до торців шестерень. При цьому на кінцях радіальних подовжень, що знаходяться з боку поля під низьким тиском, полімерний матеріал прокладок під впливом великого тиску і температури видавлюється в зазор між стінкою корпусу і пластиною, руйнується по периферійних кромках і вже не може служити захистом для еластичного ущільнення, яке також потім за нею руйнується. Все це зменшує надійність і довговічність гідромашини в роботі. Найближчою по конструкції і результату, який досягається, до того, що заявляється є шестеренна гідромашина описана в [патенті US 4465444 клас МПК F04С2/08, 1984], що містить дві зачеплені шестерні, цапфи яких розташовані в корпусах підшипників, що мають форму втулок встановлених у вн утрішній камері корпусу, утвореній, паралельно розташованими, циліндричними пересічними розточками і закритій кришками. Втулки підтиснені до поверхонь торців шестерень тиском робочої рідини в камері з полем тиску, що діє в аксіальному напрямку, і обмеженої ущільненням у вигляді окулярів, внутрішня і зовнішня периферія якого концентрична цапфам шестерень і з'єднана перемичкою, а від зовнішніх периферійних частин до протилежних стінок внутрішньої камери корпусу відходять подовження, що розширюються. Кінці цих подовжень разом із захисними елементами П-подібного перерізу, в місцях контакту із стінкою камери корпусу, як правило, з боку поля низького тиску на торцях втулок, протягом роботи гідромашини, під впливом високого тиску і його пульсації, руйнуються, що знижує довговічність і надійність роботи гідромашини. В основу винаходу покладена задача створення шестеренної гідромашини в якій камера з полем тиску, що діє в аксіальному напрямку, і ущільнення яке герметизує її, були виконані такими, що своєю зовнішньою периферією не контактували із стінками внутрішньої камери корпусу гідромашини, що приводить до його руйнування, а також усунути інші чинники, які знижують надійність і довговічність його роботи і гідромашини в цілому. Поставлена задача розв'язується тим, що у відомій шестеренній гідромашині, яка містить дві шестерні, що знаходяться в зовнішньому зачеплені, цапфи яких розташовані в корпусах підшипників ковзання, що контактують з торцями шестерень і мають форму втулок, а всі разом розміщені у внутрішній камері корпусу, утвореної, циліндричними пересічними розточками, закритій, щонайменше, однією кришкою і має між нею і корпусами підшипників камеру з полем тиску у вигляді окулярів, сполученою із вихідним каналом гідромашини, і обмежену ущільненням, внутрішня периферія якого концентрична цапфам шестерень, згідно винаходу зовнішня периферія поля тиску і відповідно ущільнення виконана з двома колоподібними частинами, зміщеними в діаметрально протилежних напрямах від осей шестерень і з'єднаних перемичкою, своєю найбільшою протяжністю виконана меншою відстані між діаметрально протилежними стінками розточок внутрішньої камери корпусу, причому площа в поперечному перерізі 4 внутрішньої камери корпусу, що залишилася, по обидві сторони від зовнішньої периферії ущільнення, сполучена каналами із зоною низького тиску. Таким чином, виконавши зовнішню периферію двох колоподібних частин ущільнення зміщеними в діаметрально протилежних напрямах від осей шестерень і з'єднаних перемичкою, стало можливим найбільшу протяжність ущільнення камери тиску виконати меншою відстані між діаметрально протилежними стінками розточок внутрішньої камери корпусу і не контактувати з нею, при збереженні необхідної площі поля тиску, а значить, і результуючого зусилля, яке розвивається ним, на необхідному рівні, потрібному для надійного підтискання втулок до торців шестерень і надійної герметизації робочої камери при усуненні руйнування ущільнення протягом тривалого терміну експлуатації гідромашини. Доцільно ущільнення, обмежуюче камеру з аксіальним полем тиску, розташувати у виїмці виконаній в кришці і сполучити її через дросельні канали у втулках на протилежних сторонах від полюса зачеплення шестерень з вихідним каналом гідромашини, чим усунути пульсації робочого тиску в камері, що герметизується ущільненням, а також для поліпшення умов запуску, при експлуатації гідромашини в режимі роботи реверсивним гідромотором, шляхом усунення раптового наростання робочого тиску в камері. Також доцільно щоб площа поля між зовнішньою периферією ущільнення і стінками розточок під внутрішню камеру корпусу була сполучена із зоною низького тиску за допомогою виконання фасок на торцях розточувань, сполучених проточками з кільцевими розвантажувальними канавками на зовнішній поверхні втулок, які у свою чергу сполучені свердленнями у втулках із змащувальними канавками на поверхні підшипників ковзання. Це виражається в бездоганній герметизації, а саме, завдяки різкому перепаду тиску між тиском усередині камери і на площі, що залишилася, за зовнішньою периферією ущільнення. Інші переважні варіанти виконання приведені в описі до креслень, на яких зображено: Фіг.1 - подовжній розріз гідромашини в площині, яка проходить через вісі шестерень; Фіг.2 - поперечний розріз по А - А з виглядом на ущільнення камери із захисними елементами і нанесеними пунктирними лініями меж фасок, на торцях розточок під внутрішню камеру корпусу, з проточками; Фіг.3 - частина збільшеного поперечного розрізу по Б - Б з виглядом на тильну сторону ущільнення камери, встановленого у виїмці кришки; Фіг.4 - частина подовжнього розрізу гідромашини з Фіг.1 в збільшеному масштабі; Фіг.5 - частина збільшеного поперечного розрізу по В - В поблизу торців шестерень з втулками в кільцевих пазах яких розміщено ущільнення у вигляді цифри «8»; Фіг.6 - частина збільшеного поперечного розрізу по Г - Г з виглядом на торець корпусу і втулок та нанесеними пунктирними лініями меж поля тиску, 5 84045 обмеженого ущільненням, що діє на втулки у аксіальному напрямку; Фіг.7 - збільшений поперечний розріз по Д - Д по кільцевих розвантажувальних канавках на зовнішній поверхні втулок. Шестеренна гідромашина містить ведучу 1 і ведену 2 шестерні, виконані разом з цапфами 3 і 4. Ведуча шестерня 1 також має привідний вал 5, який ущільнений манжетою 6. Шестерні 1 і 2 своїми цапфами 3 і 4 розміщені в окремих, р ухомих в осьовому напрямі корпусах підшипників ковзання виконаних у вигляді втулок 7, 8, 9 і 10, а всі разом розміщені у внутрішній камері корпусу 11 гідромашини, утвореної, циліндричними пересічними розточками 12 і 13, які розташовані паралельно, Фіг.1, 2. З тильних торців втулок 7, 8, 9 і 10 є камери 14, які обмежені ущільненнями 15, розташованими у виїмках 16, виконаних в кришках 17 і 18. Камери 14 мають і поля тиску, що діють у аксіальному напрямку, у ви гляді окулярів, обмежені ущільненнями 15 із захисними пластинами 19 і 20, див. Фіг.1 і 2. Внутрішня периферія 21 ущільнень 15 концентрична цапфам 3 і 4 шестерень, а їх зовнішня периферія 22 виконана двома колоподібними частинами, зміщеними в діаметрально протилежних напрямах від осей шестерень і з'єднаних перемичкою 23. Своєю найбільшою протяжністю в цьому напрямі ущільнення виконано меншим відстані між діаметрально протилежними стінками розточок 12 і 13 внутрішньої камери корпусу 11, що виразно видно на Фіг.1, 2 і 6. Камери 14, обмежені ущільненнями 15, сполучені із вихідним каналом гідромашини, під тиском утвореним в западинах між зубцями шестерень, через осьові свердлення 24 у втулках, дросельні канали 25 і отвори 26 в ущільненнях 15, утворених в конічних виступах 27 ущільнень на протилежних сторонах від полюса зачеплення шестерень і що входять у відповідні розточки у втулках 7, 8, 9 і 10, див. Фіг.1 і 4. Площа 28, що залишилася, в поперечному перерізі внутрішньої камери корпусу, по обидві сторони від зовнішньої периферії ущільнення 15, сполучена каналами із вихідним каналом гідромашини. Витоки рідини з камери 14, ущільненої ущільненням 15, збираються з площі 28 кільцевими каналами виконаними у вигляді фасок 29 і 30 на торцях розточок 12 і 13 і відводяться проточками 31 у втулках в кільцеві розвантажувальні канавки 32 на зовнішній поверхні втулок, які у свою чергу збирають витоки із зони високого тиску, обмеженої по довжині розточок внутрішньої камери корпусу ущільненнями 33 у вигляді цифри «8», розміщеними в кільцевих пазах втулок поблизу торців шестерень. Під ці ущільнення по додаткових кільцевих канавках 34, для їх підтискання до стінок внутрішньої камери корпусу надходить рідина з осьових свердлень 24, див. Фіг.4 і 5. Далі, зібрані розвантажувальними канавками 32, витоки з площі 28 і зовнішньої поверхні втулок за ущільненнями 33 відводяться свердленнями 35 6 в змащувальні канавки 36 підшипників ковзання 37 втулок 7, 8, 9 і 10, див. Фіг.4 і 7. В подальшому ці витоки зі змащенням підшипників відводяться по свердленнях 38 і 39 в кришках 17 і 18. Шестеренна гідромашина також має вхідний 40 та вихідний 41 канали, що зображені на Фіг.5 пунктирною лінією і зону низького тиску 42, див.Фіг.1. Всі витоки зі змащенням підшипників, що зібралися в кришках 17 і 18 відводяться в зону низького тиску 42. Шестеренна гідромашина як насос працює таким чином. При приведенні в обертання шестерень 1 і 2 привідним валом 5, в западинах зубців які виходять із зачеплення утворюється вакуум, за рахунок чого робоча рідина надходить по вхідному каналу 40, заповнює западини між зубцями шестерень, переноситься ними в камеру нагнітання і витісняється зубцями, які входять в зачеплення у ви хідний канал 41. Робоча рідина під тиском по осьових свердленнях 24 у втулках, дросельним каналам 25 і отворам 26 в ущільненнях поступає в камери 14, аксіальні поля тиску яких підтискають втулки 7, 8, 9 і 10 до торців шестерень 1 і 2, ущільнюючи робочу камеру насоса. Наявність камер з полями тиску, що діють у аксіальному напрямку і обмежені ущільненнями, конфігурації, описаної вище, які не контактують з внутрішньою камерою корпусу гідромашини, дозволяє значно підвищити надійність і довговічність роботи їх ущільнень і гідромашини в цілому. При роботі гідромашини гідромотором робоча рідина, яка подається під тиском у ви хідний канал 41, діє на зубці шестерень, обертає їх, долаючи навантаження, прикладене до приводного валу 5. При цьому наявність дросельних каналів 25 дозволяє проводити наростання тиску рідини в камері 14 із запізненням у момент запуску, що покращує пускові характеристики гідромотора. В іншому робота гідромашини в режимі гідромотора, подібна її роботі в режимі насоса. Перелік позицій. 1. Ведуча шестерня. 2. Ведена шестерня 3 і 4. Цапфи шестерень. 5. Привідний вал. 6. Манжета привідного валу. 7, 8, 9 і 10. Втулки під цапфи шестерень. 11. Корпус гідромашини. 12 і 13. Циліндричні розточки корпусу. 14. Камери. 15. Ущільнення, обмежуючі камери. 16. Виїмки під ущільнення. 17 і 18. Кришки, що закривають корпус. 19 і 20. Захисні пластини ущільнень. 21. Внутрішня периферія ущільнень. 22. Зовнішня периферія ущільнень. 23. Перемичка ущільнень. 24. Осьові свердлення у втулках. 25. Дросельні канали. 26. Отвори в ущільненнях. 27. Конічні виступи ущільнень. 7 28. Площа за зовнішньою периферією ущільнень. 29 і 30. Кільцеві канали у вигляді фасок на торцях розточок корпусу. 31. Проточки у втулках. 32. Кільцеві розвантажувальні канавки. 33. Ущільнення у вигляді цифри «8». 34. Додаткові кільцеві канавки. 84045 8 35. Свердлення у втулках. 36. Змащувальні канавки. 37. Підшипники ковзання. 38 і 39. Свердлення в кришках. 40. Вхідний канал. 41. Вихідний канал. 42. Зона низького тиску. 9 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 84045 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601