Аксиально-поршневая гидромашина
Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности касается использования в аксиально-поршневых гидромашинах блоков цилиндров с антифрикционными втулками, с одной стороны запрессованными в донной части блока, с другой установленными в опорном элементе, с образованием единой конструкции. Блок цилиндров снабжен разгрузочными отверстиями, которые могут быть выполнены между ребрами жесткости и сопряжены с полукруглыми пазами на выступах втулок. На втулках может быть предусмотрена система проточек для их разгрузки. В целом такая конструкция повышает долговечность блока цилиндров. 3 з. п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к аксиально-поршневым гидромашинам, которые применяются в судостроении и в производстве гидрооборудования,использующих крупногабаритные блоки. Известны конструкции блоков гидромашин, плакированных износостойкими втулками (авт.свидетельство СССР N 529297, кл. F 04 В 21/08, Л.М. Игнатьев и др. авторское свидетельство СССР N 545767 и N 705142. кл. F 04 В 1/12, В.Д. Евдокимов и др. патент ФРГ N 2849772, кл. F 04 B 1/24, Х. Вальтера. Однако эти конструкции имеют недостатки: низкая прочность и износостойкость при высоких давлениях среды, сложность технологии производства (патент ФРГ). В качестве прототипа предлагаемого изобретения рассмотрена аксиально-поршневая гидромашина с конструкцией блока цилиндров по авт.св. N 4646321/25 от 30.01.90. Подшивалов Р.Н. и др. Сущность конструкции поясняется фиг.1 и 2. Корпус блока цилиндров выполнен в виде обечайки 1, снабженной на ее внутренней поверхности ребрами жесткости 2, сопряженными радиусами перехода и расположенными между цилиндрическими отверстиями 3 вставки 4, причем торцовая поверхность обечайки 1 снабжена антифрикционным покрытием 5. В ребрах жесткости выполнена кольцевая проточка 6 под выступы, выполненные на вставке 4. На кромках цилиндрических отверстий и каналах выполнены скрученные фаски. Приведенная в качестве прототипа конструкция блока гидроцилиндров имеет следующие недостатки: Увеличенная масса блока в целом за счет большей массы вставки из бронзы или латуни, хотя по сравнению с цельным блоком из бронзы прототип имеет существенно меньший вес. Невозможность дальнейшего снижения массы блока за счет применения перспективных легких сплавов и материалов для элементов конструкции (особенно работающих на износ), что особенно важно для крупногабаритных блоков с диаметром 400 мм и выше. Ограниченная возможность армирования высокопрочными материалами перемычек между цилиндрическими отверстиями вставки. Рассматриваемая конструкция (прототип) внедряется в производствo для крупносерийных гидромашин с диаметром блоков до 86 мм. В этих конструкциях блоков перемычки между цилиндрами очень малы и возможно армирование их только ребрами. С увеличением габарита блока (средние и крупные) имеется возможность армировать перемычки за счет донной части стальной обечайки (корпуса), а также посредством высокопрочных втулок в наиболее нагруженной зоне, оставив армирование ребрами жесткости в менее нагруженной зоне. Невозможность снижения гидравлических ударов в процессе работы гидромашины, особенности при высоких давлениях среды из-за отсутствия системы разгрузки. Предложенная конструкция блока устраняет указанные недостатки. Цель изобретения повышение долговечности гидромашины. Указанная цель достигается тем, что блок снабжен антифрикционными втулками, одним концом запрессованными в его донной части, а другим установленными в опорном элементе с образованием единой конструкции, причем в корпусе со стороны входной части выполнены разгрузочные отверстия. Заявленное устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Повышение надежности и долговечности гидромашины при повышенных давлениях рабочей среды возможно за счет снижения момента инерции вращающихся масс, повышения прочности перемычек между цилиндрами, уменьшения гидравлических нагрузок от поршней в цилиндрах блока и снижения ударных нагрузок при передаче крутящего момента на группу цилиндров блока. Именно предложенное конструктивное решение позволяет облегчить конструкцию за счет применения легких сплавов и материалов (для опорного элемента и втулок) без снижения прочности блока в целом и дает возможность повысить работоспособность конструкции при повышенных давлениях. Предложенная конструкция расширяет эксплуатационные характеристики машины, дает возможность дополнительно повысить прочность перемычек в зоне высоких давлений, применяя втулки, запрессованные в донную часть блока, из высокопрочной ванадиевой стали, планированные изнутри антрифрикционными покрытием, при работе с цилиндрическими поршнями, или высокопрочные втулки с азотированным слоем (0,3-0,5 мм) на внутренних поверхностях при работе в паре с коническими поршнями, оснащенными поршневыми кольцами. При действующих паспортных характеристиках (давление, обороты) используются антифрикционные втулки из высокопрочной латуни, изготовленные из трубной заготовки, с высадкой бурта. В разработанной конструкции ребра жесткости размещены в малонагруженной зоне, армируя перемычку между втулками, установленными в опорный элемент, выполненный из легкого демпфирующего сплава или композиционного материала. Это дает возможность демпфировать ударные нагрузки при передаче крутящего момента на цилиндрах (втулках) блока, снижая их вследствие меньшей массы блока и за счет подбора материала для опорного элемента, без ухудшения антифрикционных свойств со стороны входной части цилиндров. Это особенно эффективно для конических поршней с "герцовским" контактом в цилиндрах блока. Выполненная в малонагруженной зоне, между ребрами жесткости блока и втулками, система разгрузочных отверстий, не снижая в целом прочности конструкции, позволяет существенно повысить пределы эксплуатационных давлений и нагрузок вследствие снятия избыточных давлений и снижения гидравлических ударных нагрузок через систему разгрузки. По внутреннему диаметру втулок, запрессованных в донную часть блока, выполнены конические проточки. Это снижает усилия выпрессовки втулок при повышенных давлениях рабочей среды. Разработанный втулочный вариант конструкции блоков имеет в 1,5-2 раза большую трудоемкость производства по сравнению с прототипом, поэтому особенно эффективен для крупногабаритных гидромашин малой серии. На фиг. 3-4 представлен продольный разрез блока цилиндров и вид слева; на фиг.5-7 продольный и поперечный разрез антифрикционной втулки. Блок 7 цилиндров снабжен антифрикционными втулками 8, запрессованными одним концом в цилиндрических расточках донной части блока 7, а другим заформованы в опорном элементе 9, который через кольцевую проточку 10 на ребрах жесткости 11 блока и выступов 12 на втулках, скрепляет втулки 8 и блок 7 в цельную конструкцию. Между ребрами жесткости 11 со стороны входной части выполнены разгрузочные отверстия 13. При сборке втулок 8 с блоком 7 разгрузочные отверстия 13 сопрягаются с полукруглыми пазами 14, выполненными в кольцевых выступах 12 втулок, которые соединяются с кольцевыми и винтовыми проточками, выполненными на наружной поверхности втулок, и образуют при запрессовке втулок систему разгрузочных отверстий. Внутренняя поверхность одного из торцов втулок 8 выполнена конической, что снижает усилие выпрессовки втулок из цилиндров при больших давлениях рабочей среды.
Формула изобретения
1. АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ ГИДРОМАШИНА, содержащая блок цилиндров, состоящий из стального корпуса, который имеет внутри ребра жесткости с кольцевым пазом, охватывающие с трех сторон опорный элемент с выступами под кольцевой паз для фиксации его от проворота и осевого смещения в полости корпуса, причем масса опорного элемента меньше массы корпуса, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности, блок снабжен антифрикционными втулками, одним концом запрессованными в его донной части, а другим установленными в опорном элементе с образованием единой конструкции, причем в корпусе со стороны входной части выполнены разгрузочные отверстия. 2. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что разгрузочные отверстия выполнены между ребрами жесткости и сопряжены с полукруглыми пазами, выполненными на выступах втулок. 3. Гидромашина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что, по наружному диаметру втулок выполнен кольцевой выступ с полукруглым пазом, соединенным с кольцевыми и винтовыми проточками, выполненными на наружной поверхности втулок. 4. Гидромашина по пп.1 3, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность одного из торцов втулок выполнена конической.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
