Торцовый распределитель

 

ТОРЦОВЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ поршневой гидромашины, содержащий два сопряженных между собой по одной из торцовых поверхностей диска, в каждом из которых выполнены окна для прохождения рабочей жидкости, разделенные между собой перемычками, и осевое отверстие , отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности путем снижения растягивающих напряжений в перемычках, каждый диск снабжен распорным кольцом, установленным с натягом в осевое отверстие . (Л 00 сх СП 4 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(50 F 04 В 1/12

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ б

10 (21) 3425525/25-06 (22) 16.04.82 (46) 30.08.83. Бюл. № 32 (72) В. А. Гурский, А. И. Назин, В. А. Ткаченко, В. В. Алексеев и В. Г. Тогер (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН Белорусской CCP (53) 621.651 (088.8) (56) 1. Патент США № 3191543, кл. 91-507, опублик. 1972.

„„SU„„1038545 A (54) (57) ТОРЦОВЫЛ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ поршневой гидромашины, содержащий два сопряженных между собой по одной из торцовых поверхностей диска, в каждом из которых выполнены окна для прохождения рабочей жидкости, разделенные между собой перемычками, и осевое отверстие, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности путем снижения растягивающих напряжений в перемычках, каждый диск снабжен распорным кольцом, установленным с натягом в осевое отверстие.

1038545

5 !

О

20

35

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструированию роторных

I идрочашип аксиально-поршневого типа.

Известен торцовый распределитель поршневой гидромаиины, содержащий два сопряженных между собой по одной из торцовых поверхностей диска, в каждом из которых выполнены окна для прохождения рабочей жидкости, разделенные между собой перемычками и осевое отверстие (I ) .

Недостатком известной конструкции торцового распределителя является преждевременное разрушение разделительных перемычек дисков торцового распределителя.

Цель изобретения — повышение долговечности торцового распределителя путем снижения растягивающих напряжений в перемычках.

Указанная цель достигается тем, что в торцовом распределителе поршневой гидромашины, содержащем два сопряженных между собой по одной из торцовых поверхностей диска, в каждом из которых выполнены окна для прохождения рабочей жидкости, разделенные между собой перемычками, и осевое отверстие, каждый диск снабжен распорным кольцом, установленным с натягом в осевое отверстие.

На фиг. 1 изображен торцовый распределитель рабочей жидкости аксиальнопоршневой гидромашины, поперечный разрез; на фиг. 2 — вид на торец — рабочую поверхность диска блока цилиндров; на фиг. 3 — вид на торец — рабочую поверхность распределительного диска.

Торцовый распределитель содержит (фиг. 1) подвижный диск 1 блока цилиндров и неподвижный распределительный диск

2, распорное кольцо 3 диска блока цилиндров и распорное кольцо 4 распределительного диска, установленные с натягом соответственно в осевое отверстие 5 и осевое отверстие 6, рабочий торец 7 диска блока цилиндров и рабочий торец 8 распределительного диска, привалочный торец 9 диска блока цилиндров и привалочный торец 10 распределительного диска, окно 11 для угловой фиксации диска блока цилиндров и окно 12 для угловой фиксации распределительного диска.

Диск 1 блока цилиндров имеет (фиг. 2) наружную 13 и внутреннюю 14 поверхности, сквозные серповидные окна 15 равной протяженности, разделяющие диск блока цилиндров на наружный контур 16 и внутренний контур 17, связанные соединительными перемычками 18. Число серповидных окон 15 соответствует числу цилиндров в гидрома шине.

Распределительный диск 2 имеет (фиг. 3) наружную 19 и внутреннюю 20 поверхности, сквозные серповидные окна 21 и 22, разделяющие распределительный диск на наружный контур 23 и внутренний контур 24, связанные перевальными перемычками 25 и соединительными перемычками 26.

При установке во внутренний контур 17 (фиг. 2) диска 1 блока цилиндров распорного кольца 3 с натягом в осевое отверстие 5 (фиг. 1) в разделительных перемычках 18 (фиг. 2) и в самом распорном кольце 3 наводятся предварительные напряжения сжатия, а в наружном контуре 16 и внутреннем контуре 17 наводятся предварительные напряжения растяжения.

При установке во внутренний контур 24 (фиг. 3) распределительного диска 2 распорного кольца 4 с натягом в осевое отверстие 6 (фиг. 1) в перевальных перемычках 25 (фиг. 3), в соединительных перемычках 26 и в самом распорном кольце 4 наводящая предварительные напряжения сжатия, а в наружном контуре 23 и внутреннем контуре 24 наводятся предварительные напряжения растяжения.

Торцовый распределитель устанавливается в гидромашину так, что привалочный торец 9 (фиг. 1) диска 1 блока цилиндров опирается на зеркало (торец) блока цилиндров, который на фиг. 1 не показан, а привалочный торец 10 распределительного диска 2 опирается на торцовую поверхность корпуса, который на фиг. 1 также не показан.

Угловое расположение .деталей торцового распределителя на блоке цилиндров и корпусе определяется окнами 11 и 12 под штифты, которые на фиг. 1 не показаны.

При наличии давления рабочей жидкости в серповидных окнах 15 фиг. 2 диска 1 блока цилиндров и в серповидных окнах 21 или 22 фиг. 3 распределительного диска 2 наружный контур 16 (фиг. 2) диска I блока цилиндров и наружный контур 23 фиг. 3 распределительного диска 2 стремятся расшириться и противостоять силе давления жидкости. Однако наличие соединительных перемычек 18 (фиг. 2) в диске 1 блока цилиндров, соединительных перемычек 26 (фиг. 3) и перевальных перемычек 25 в распределительном диске 2 не дает возможности наружному контуру деталей деформироваться в полную меру.

В результате в соединительных перемычках 18 (фиг. 2) диска 1 блока цилиндров, соединительных 26 (фиг. 3) и перевальных перемычках 25 распределительного диска 2, а также в наружном контуре 16 (фиг. 2) диска 1 блока цилиндров и в наружном контуре 23 (фиг. 3) распределительного диска 2 возникнут напряжения растяжения.

Перевальные перемычки 25 (фиг. 3) распределительного диска 2 имеют площадь поперечного сечения (определяется, исходя из фазовых процессов в гидромашине), в несколько раз превышающую площадь по1038545 перечного сечения соединительных перемычек 26. Поэтому напряжения растяжения в перевальных перемычках 25 значительно ниже напряжений растяжения в соединительных перемычках 26. Во внутреннем контуре 17 (фиг. 2), распорном кольце 3 диска 1 блока цилиндров, внутреннем контуре

24 (фиг. 3) и распорном кольце 4 распределительного диска 2 возникнут напряжения сжатия.

Так как во всех указанных элементах деталей торцового распределителя предварительно были наведены напряжения, то в .наружном контуре 16 (фиг. 2) диска 1 блока цилиндров и в наружном контуре 23 (фиг. 3) распределительного диска 2 напряжения растяжения увеличатся, т. е. рабочие напряжения растяжения суммируются с предварительными напряжениями растяжения. При этом в соединительных перемычках 18 (фиг. 2) диска 1 блока цилиндров, в соединительных перемычках 26 20 (фиг. 3) и перевальных перемычках 25 распределительного диска 2 напряжения растяжения уменьшается, т. е. от рабочих напряжений растяжения вычитаются предварительные напряжения сжатия. Кроме того, во внутреннем контуре 17 (фиг. 2) диска 1 блока цилиндров и во внутреннем контуре

24 (фиг. 3) распределительного диска 2 напряжения сжатия уменьшатся, т. е. от рабочих напряжений сжатия вычитаются предварительные напряжения растяжения, при этом в распорном кольце 3 (фиг. 2) диска 1 блока цилиндров и в распорном кольце 4 (фиг. 3) распределительного диска 2 напряжения сжатия увеличатся, т. е. рабочие напряжения сжатия суммируются с предварительными напряжениями сжатия. З5

Так как элементами, лимитирующими долговечность торцового распределителя по условию прочности, являются соединительные перемычки 18 (фиг. 2) диска 1 блока цилиндров и соединительные пере- 4О мычки 26 (фиг. 3) распределительного диска 2, то снижение здесь величины опасных растягивающих напряжений приведет к повышению прочности соединительных перемычек и к увеличению долговечности торцового распределителя в целом по условию прочности.

Подбирая величину натяга распорного кольца 3 (фиг. 1) диска 1 блока цилиндров и распорного кольца 4 распределительного диска 2 в осевых отверстиях 5 и 6 можно изменять напряженность соединительных перемычек так, чтобы была обеспечена их равнопрочность с наружным контуром соответствующих деталей торцового распределителя.

Таким образом, при установке с натягом во внутренний контур деталей торцового распределителя распорных колец, за счет дополнительного нагружения наружного контура, не лимитирующего долговечность, в перемычках, лимитирующих долговечность, предварительно наводятся сжимающие напряжения. При действии давления рабочей жидкости в серповидных окнах рабочие напряжения растяжения в перемычках снижаются на величину предварительно наведенных сжимающих напряжений, а напряжения растяжения в наружном контуре несколько возрастают.

Тем самым, изменяя величину натяга, можно установить такое соотношение напряженности соединительных перемычек и наружного контура (в том числе и одинаковую напряженность), при котором обеспечивается их равнопрочность, что оптимально с точки зрения долговечности.

Предлагаемый торцовый распределитель за счет снижения напряженности соединительных перемычек позволяет использовать менее прочные, но обладающие высокими антифрикционными свойствами цветные сплавы и тем самым улучшить работу поверхностей трения.

Предлагаемый торцовый распределитель, выравнивая прочность опасных зон, позволяет наиболее эффективно применить те упрочняющие процессы, которые не обеспечивают высокой прочности, но обеспечивают высокую износостойкость (азотирование, борирование). Назначив сечение опасных зон, исходя из условия равнопрочности, и выполнив упрочнение, можно получить торцовый распределитель высокой долговечности.

1038545

Фиг. 2

Ф 8 85

Qua. 3

Составитель О. Гришина

Техред И. Верес Корректор А. Г1овх

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Ю. Середа

Заказ 6176/35