Аксиально-поршневая гидравлическая машина

 

Изобретение позволяет увеличить объемный кпд и снизить шум гидромашины с наклонным блоком цилиндров (БЦ). В корпусе 1 установлены вращающийся БЦ 2 и вал 3 с фланцем 5, имеющим гнезда 8 со сферическими поверхностями. В гнездах 8 шарнирно установлены гидростатически разгруженные шатуны. Шарнирная тяга 17 проходит внутри БЦ 2 и шарнирно связана одним концом, снабженным головкой 18 со сферической поверхностью, с ответной охватывающей поверхностью фланца 5. Другим концом тяга 17 опирается на сфероупорный подшипник 19. Распределитель 14 выполнен торцовым и установлен между БЦ 2 и подшипником 19 с возможностью осевого перемещения в корпусе 1 и зафиксирован от поворота. Сферическая поверхность фланца 5 снабжена системой каналов гидростатической разгрузки, соединенной с гнездами 8. Система выполнена в виде сплошных и прерывистых кольцевых канавок 23, 24, 26, связанных между собой радиальными канавками с образованием секторов. Плоскость 20 контакта БЦ 2 и тяги 17 проходит через вершину 22 конуса 21 давления подшипника 19. Постоянство величины отжимающего усилия получают выбором центральных углов, образованных с осью вала 3. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

SU,» 14 14 (5D 4

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4212161/25-29 (22) 09.02.87 (46) 23.05.89. Бюл. № 19 (71) Московское научно-производственное объединение по строительному и -дорожному машиностроению «ВНИИстройдормаш» и Одесское объединение «Стройгидравлика» (72) Б. Н. Касинов, P. М. Пасынков, Д. В. Фокин, Л. И. Шемпер и П. Ф. Цуркан (53) 621.651 (088.8) (56) Патент ФРГ № 2821952, кл. F 04 В 1/24, 1985. (54) АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МАШИНА (57) Изобретение позволяет увеличить объемный КПД и снизить шум гидромашины с наклонным блоком цилиндров (БЦ) .

В корпусе 1 установлены вращающийся БЦ 2 и вал 3 с фланцем 5, имеющим гнезда 8 со сферическими поверхностями. В гнездах 8 шарнирно установлены гидростатически разгруженные шатуны. Шарнирная тяга 17 про2 ходит внутри BU 2 и шарнирно связана одним концом, снабженным головкой 18 со сферической поверхностью, с ответноЙ охватывающей поверхностью фланца 5. Другим концом тяга 17 опирается на сфероупорный подшипник 19. Распределитель 14 выполнен торцовым и установлен между БЦ2 и подшипником 19 с возможностью осевого перемещения в корпусе 1 и зафиксирован от поворота. Сферическая поверхность фланца 5 снабжена системой каналов гидростатической разгрузки, соединенной с гнездами 8. Система выполнена в виде сплошных и прерывистых кольцевых канавок 23, 24, 26, связанных между собой радиальными канавками с образованием секторов. Плоскость 20 контакта БЦ 2 и тяги 17 проходит через шину 22 конуса 21 давления подшипника 19. Постоянство величины отжимающего усилия получают выбором центральных углов, образованных с осью вала 3. 2 ил.

1481458

Изобретение относится к объемным гидромашинам, в частности к аксиально-поршневым гидромашинам с наклонным блоком цилиндров.

Цель изобретения — увеличение объемного КПД и снижение шума.

На фиг. 1 изображена гидромашина, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1

В корпусе 1 гидромашины размещены с возможностью вращения блок цилиндров 2 и вал 3, состоящий из собственно вала 4 и фланца 5, соединенных между собой, например, шлицами 6 и зафиксированных относительно друг друга накидной гайкой 7.

Фланец 5 имеет на стороне, обращенной к блоку цилиндров 2, расположенные по окружности, например в два ряда, гнезда 8 со сферическими поверхностями, а его центральная часть образует центральную кольцевую опору 9 со сферической рабочей поверхностью 10. Центры сферических поверхностей гнезд 8 и центральной кольцевой опоры 9 лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси фланца 5. Блок цилиндров 2 шарнирно связан с гнездами 8 фланца 5 гидростатически разгруженными шатунами наружного 11 и внутреннего 12 рядов. Торец блока цилиндров 2, противоположный фланцу 5, оперт на сферическое зеркало 13 распределителя 14, который вставлен по скользящей посадке в корпус 1, зафиксирован от поворота относительно него, например, фиксатором 15 и по контуру прилегания к корпусу имеет упругие уплотняющие элементы 16, между которыми размещены противолежащие впускное и выпускное окна (не показаны).

Внутри блока цилиндров 2 и распределителя 14 проходит центральная тяга 17, контактирующая одним концом, снабженным сферической головкой 18, со сферической рабочей поверхностью 10 центральной кольцевой опоры 9 фланца 5, а другим концом опирающаяся через сфероупорный подшипник 19 на распределитель 14. Центрирование блока цилиндров 2 по сферическому зеркалу 13 распределителя 14 осуществлено узким пояском контакта 20 между блоком цилиндров 2 и центральной тягой 17.

Поясок контакта может быть выполнен либо выступающим внутрь от поверхности центрального отверстия блока цилиндров 2, либо в виде выпуклого пояска на центральной тяге 17. Сфероупорный подшипник 19 установлен конусом 21 давления в сторону блока цилиндров 2, причем вершина 22 конуса 21 давления лежит в плоскости контакта 20 блока цйлиндров 2 и центральной тяги 17.

По краям сферической рабочей поверхности 10 центральной кольцевой опоры 9 выполнены кольцевые канавки 23 и 24, а дополнительные радиальные 25 и прерывистые

50 кольцевые 26 канавки делят рабочую поверхность на две пары сферических кольцевых секторов, симметричных относительно оси фланца 5, причем соседние секторы примыкают к разным кольцевым канавкам 23 или 24, образуя две подсистемы гидростатического отжима, связанные каналами 27 и 28 соответственно„ с двумя противолежащими гнездами 8.

При работе гидромашины, например, в режиме гидромотора через впускное окно и внутренние каналы (не показаны) распределителя 14 давление поступает в часть цилиндровых отверстий блока цилиндров 2, другая часть которых через другие внутренние каналы распределителя 14 и его выпускное окно соединяется со сливом.

Упругие уплотняющие элементы 16 герметизируют поверхность контакта распределителя 14 с корпусом 1, исключая утечки в дренаж.

Равнодействующая давления в цилиндровых отверстиях блока цилиндров 2 создает осевое усилие, передаваемое шатунами 11 и 12 фланцу 5 вала 3. Реактивное осевое усилие,приложенное эксцентрично к блоку цилиндров 2, нагружает через распределитель 14 и сфероупорный подшипник 19 центральную тягу 17, связанную своей сферической головкой 18 с центральной кольцевой опорой 9, образованной заодно с фланцем 5. Таким образом, осевые усилия замыкаются на фланце 5, не нагружая корпус 1. Под действием осевой нагрузки центральная тяга 17 упруго растягивается, и происходит осевое микроперемещение системы блок цилиндров 2 — распределитель 14 без нарушения работы гидромашины.

Эксцентричность приложения осевого усилия вызывает момент, стремящийся повернуть блок цилиндров 2 относительно оси, лежащей в плоскости симметрии гидромашины и перпендикулярной оси центральной тяги 17. Реакции, уравновешивающие этот момент, приложены в центре сферической поверхности зеркала 13 распределителя 14 и в пояске контакта 20.

Опорами центральной тяги 17 являются центр ее сферической головки 18 и вершина 22 конуса 21 давления сфероупорного подшипника 19. Так как эта вершина совмещена в осевом направлении с пояском контакта 20, то поперечная нагрузка воспринимается непосредственно на опоре, и центральная тяга 17 не испытывает изгиба на участке между опорами. Благодаря этому может быть повышено рабочее давление гидромашины.

Гидростатический отжим сферической головки 18 от сферической рабочей поверхности 10 центральной кольцевой опоры 9 происходит следующим образом.

При вращении вала 3 один из шатунов, например 11, попадает в зону высокого

1481458

Ви л

Фиг. 2

Составитель И. Ильин

Редактор И. Дербак Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 2657/35 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 давления, которое через осевой канал (не показан) шатуна 11 передается в гнездо 8 фланца 5 и далее по каналу 27 — в подсистему гидростатического отжима, связанную с одной парой секторов, причем высокое давление устанавливается по всей поверхности этих секторов.

Равнодействующие давления по поверхности каждого из указанных секторов направлены к центру сферической головки 18 в одной диаметральной плоскости. В силу осевой симметрии они равны по величине и образуют одинаковые по модулю, но противоположные по знаку углы с осью вала 3. Геометрическое сложение этих равнодействующих создает результирующее отжимающее усилие P (фиг. 1), направленное по оси вала 3 и численно равное произведению давления на площадь проекций секторов на плоскость, перпендикулярную оси вала 3.

Подсистема гидростатического отжима, связанная с другой парой секторов, в это время подключена через канал 28 к зоне слива и создает небольшое дополнительное отжимающее усилие. Когда вал поворачивается на полоборота, подключение секторов изменяется. Соответствующим выбором соотношения центральных углов а и р обеспечивается постоянство величины отжимающего усилия P. ь

Формула изобретения

Аксиально-поршневая гидравлическая машина, содержащая установленные в корпусе вращающийся блок цилиндров и вал

5 с фланцем, имеющим гнезда со сферическими поверхностями, с шарнирно установленными в них гидростатически разгруженными шатунами, распределитель с впускными и выпускными окнами и центральную тягу, 10 проходящую внутри блока цилиндров и шарнирно связанную одним концом, снабженным головкой со сферической поверхностью, с ответной охватывающей поверхностью фланца вала, а другим опирающуюся на сфероупорный подшипник, отличающаяся тем, 15 что, с целью увеличения объемного КПД и снижения шума, распределитель выполнен торцовым и установлен между блоком цилиндров и сфероупорным подшипником с возможностью осевого переме1цения в корпусе и зафиксирован от поворота, а сферическая поверхность фланца вала снабжена системой каналов гидростатической разгрузки, соединенной с гнездами фланца вала, и выполнена в виде сплошных и прерывистых кольцевых канавок, 25 связанных между собой радиальными канавками с образованием секторов гидростатической разгрузки, причем плоскость контакта блока цилиндров и центральной тяги проходит через вершину конуса давления сфероупорного подшипника.