Аксиально-плунжерная гидромашина

 

Использование: в качестве насоса или мотора в объемном гидроприводе. Сущность изобретения: гидромашина содержит корпус с внутренней полостью, наклонную шайбу, блок цилиндров с плунжерами, расположенными в расточках цилиндров, снабженных опорами плунжеров, на внутренней поверхности которых выполнены камеры гидростатической разгрузки и каналы, сообщенные с рабочими камерами. Причем на внутренней поверхности опоры выполнены дополнительные каналы, сообщенные с камерами гидростатической разгрузки и направленные навстречу каналам, сооб-. щенным с рабочими камерами. Кроме этого, каналы, сообщенные с рабочими камерами, каналы, сообщенные с камерами гидростатической разгрузки, расположены друг за другом в поперечном сечении опоры с взаимным перекрытием по длине. 2 з.п.ф-лы, 6 ил..-.-.. .... . .. ел с

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я F 04 В 1/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834045/29 (22) 04.06.90 (46) 07.01.93, Бюл, N. 1 (71) Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики (72) В.Б.Овандер и О.M.Áàáàåâ (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1645605, кл, F 04 F 7/20, 1989. (54) АКСИАЛЬНО-ПЛУНЖЕРНАЯ ГИДРОМАШИНА (57) Использование, в качестве насоса или . мотора в объемном гидроприводе. Сущность изобретения: гидромашина содержит корпус с внутренней полостью, наклонную шайбу, блок цилиндров с плунжерами, расИзобретение относится к гидроприводостроению и может быть использовано в качестве насоса или гидромотора объемного гидропривода.

Целью изобретения является повыше.ние КПД и надежности гидромашины, На фиг.1 изображена ходовая часть гидромашины, разрез; на фиг.2 — поперечное сечение цилиндрической опоры плунжера в блоке цилиндров; на фиг.3 — вариант опоры, при котором концы каналов, сообщенных с рабочими камерами,и каналов, сообщенных с камерами гидростатической разгрузки, расположены друг за другом с взаимным перекрытием по длине и имеются дополнительные каналы, сообщенные с камерами гидростатической разгрузки и каналы, сообщенные с внутренней полос1 ью гидромашины, направленные навстречу друг другу; на фиг,4 — вариант опоры с одинаковыми профилями поперечного сечения камер гидро5U 1786282 А1 положенными в расточках цилиндров, снабженных опорами плунжеров, на внутренней поверхности которых выполнены камеры гидростатической разгрузки и каналы, сообщенные с рабочими камерами. Причем на внутренней поверхности опоры выполнены дополнительные каналы, сообщенные с камерами гидростатической разгрузки и направленные навстречу каналам, сооб-. щенным с рабочим камерами. Кроме этого, каналы, сообщенные с рабочими камерами, каналы, сообщенные с камерами гидростатической разгрузки, расположены друг за другом в поперечном сечении опоры с взаимным перекрытием Ilo длине. 23.п.ф-лы, Я

6 ил. статической разгрузки и каналов; на фиг,5— сечение опоры по А-А; на фиг.6 — гидравлическая схема устройства гидростятической разгрузки опор плунжеров.

Гидромашина содержит плунжеры 1, опирающиеся торцами на наклонную шайбу

2 и размещенные в блоке цилиндров 3 с рабочими камерами 4 и цилиндрическими опорами 5. На внутренней поверхности . опор 5 выполнены камеры 6 гидростатической разгрузки (КГР) и разделенные непрорезными участками 7 каналы 8 и 9, сообщенные соответственно с КГР и рабочими камерами, Опора может быть снабжена дополнительными каналами 8, отделенными непрореэными участками 10 от каналов 11, выходящих на торец 12 и соединенных с внутренней полостью (камерой) 13, имеющей низкое давление дренажной системы. Стрелками N,G u F обозначены силы, действующие на плунжер со стороны

1786282 наклонной шайбы 2 и опоры 5, а стрелкой P — давление рабочей жидкости на плунжер в камере 4, Зазоры между опорой 5 и плунжером 1 со стороны камер 4 и 13 обозначены соответственно д и Ь. Буквами z и! указаны соответственно ширина и протяженность непрорезных перемычек 7 и 10 между каналами 8,9,11, Согласно гидравлической схеме фиг.6 устройство гидравлической разгрузки опор представляет собой набор камер 6, подключенных .к источнику давления Р через камеру 4 и к дренажной системе через камеру 13 посредством каналов 8,9,11 и разделяющих их перемычек 7 и 10, образующих регулируемые дроссели.

Исходные зазоры между диаметрами плунжера и опоры д, Ь как обычно составляют 10-20 мкм и назначаются из условия высокой герметичности соединения плун>кер-опора, работающей одновременно как щелевое уплотнение плунжера. Ширина z перемычек определяется технологическими возможностями производства и снижение ее ниже 1 мм обычно затруднено, Протяженность I перемычек в варианте фиг,2 рав на ширине каналов 8 и 9. B случае выполнения опоры по варианту фиг.3 значение! не зависит от ширины каналов и может быть увеличено в десятки раз с учетом двустороннего взаимодействия каналов 8-9 или 8-11. Соответственно снижается и гидравлическое сопротивление образуемых перемычек 7 и 11 дроссельных каналов между камерами 4,6,13. Форма поперечного сечения каналов 8,9,11 и камер 6 принимается прямоугольной, как наиболее технологичная и обеспечивающая минимальное влияние износа опоры 5 на их площадь сечения и ширину. Ширина и глубина каналов 8,9,11 принимается равной 0,5-1 мм, что обеспечивает этим каналам способность отводить частицы загрязнений и продукты износа, Уменьшение ширины камер 6 до ширины каналов 8,9,11 фиг,4, упрощает технологию изготовления и позволяет повысить число каналов на поверхности опоры, что улучшает ее смазку и охлаждение;

В процессе работы гидромашины на торцы плунжеров 1 воздействует высокое давление Р, вызывающее со стороны наклонной шайбы 2 ответную реактивную силу с радиальной составляющей й; Крутящий момент силы N воспринимается реактивными силами F и6 в опоре 5, причем сила G примерно в 2 раза выше силы F, так как уравновешивает сумму примерно равных сил F u N. Наличие системы гидростатической разгрузки опор позволяет воспринимать радиальную нагрузку G через слой жидкости в КГР, т.е. при минимальном трении и износе опорных поверхностей плунжера и блока цилиндров в зоне действия

5 вектора G, Предложенная система гидростатической разгрузки работает следующим образом. Перекос плунжера в опоре под действием силы N фиг.1 ведет к образованию переменных вдоль периметра плунже10 ра зазоров д и Л на входе и выходе жидкости из КГР. На части периметра опоры, противоположной вектору F зазоры д имеют максимальное значение и жидкость проходит в КГР с минимальной потерей дав15 ления. На выходе же из этих камер зазоры

Л имеют минимальное значение, поэтому давление жидкости в КГР приближается к P в камерах 4, а утечки вдоль опоры в этой части. периметра минимальны. Прилегаю20 щая к вектору. F часть периметра опоры 5 имеет КГР, отсеченные от камер 4 малыми зазорами д и соединенные с полостью 13 большими зазорами Л, поэтому давление в этих КГР близко. к дренажному, В резуль25 тате суммарный вектор гидростатических . сил в КГР на плунжер направлен вдоль век-тора G. т,е, давление жидкости в КГР отжимает плунжер от опоры. воспринимая нагрузку G. Высокая эффективность предло30 женной системы каналов подвода жидкости к КГР заключается в том, что наличие в них разделяющих непрорезных перемычек, работающих в качестве автоматически регулируемых перекосом плунжера дросселей, 35 многократно снижает утечки из рабочих камер в дренаж и тем самым повышает КПД гидромашины. Кроме того, в такой конструкции система каналов 8 и 9 не несет дроссельных функций и может быть выполнена

40 достаточно больших сечений для обеспечения эффективной смазки, охлаждения и отвода частиц загрязнений от трущихся поверхностей, что повышает надежность гидромашины.

45 Расположение каналов 8 и 9 друг за другом в поперечном сечении опоры с взаимным перекрытием по длине позволяет в десятки раз снизить гидравлическое сопротивление регулируемых дросселей 7 в их

50 открытом положении за счет увеличения числа и протяженности перемычек между взаимодействующими концами каналов.

Снижение гидравлического сопротивления дросселей на входе в свою очередь ведет к

55 повышению максимального давления в КГР, т.е. к повышению эффективности гидростатической разгрузки опор и росту надежности гидромашины. Этому же способствует свойственная такой конструкции густая сеть

1786282 каналов в наиболее нагруженных зонах опор, улучшающая их смазку, охлаждение и отвод твердых частиц, Введение в конструкцию дополнительных направленных навстречу друг другу каналов 8 и 11 между КГР и дренажной полостью 13 также повышает надежность гидромашины за счет улучшения гидростатической разгрузки опор. Достигаемое в такой конструкции снижение минимального сопротивления дросселей 10 на сливе жидкости из КГР уменьшает давление в КГР, прилегающих к вектору F, и приводит к росту разности давления в диаметрально противоположных КГР, создающей гидростатическую разгрузку.

Формула изобретения

1, Аксиально-плунжерная гидромашина, содержащая корпус с внутренней полостью, наклонную шайбу, блок цилиндров с плунжерами, расположенными в расточках цилиндров, снабженных опорами плунжеров, на внутренней поверхности которых выполнены камеры гидростатической разгрузки, и каналы, сообщенные с рабочими камерами, отл и ч а ю ща я с ятем, что, с целью повышения КПД и надежности, на

5 внутренней поверхности опоры выполне.ны дополнительные каналы, сообщенные с камерами гидростатической разгрузки и направленные навстречу каналам, сообщенным с рабочими камерами;

10 2, Гидромашина по п.1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что каналы, сообщенные с рабочими камерами, и каналы, сообщенные с камерами гидростатической разгрузки, расположены друг за другом в поперечном

15 сечении опоры с взаимным перекрытием по длине, 3. Гидромашина по пп.1 и 2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что опора снабжена дополнительными каналами, сообщенными с ка20 мерами гидростатической разгрузки, и . каналами, сообщенными с внутренней полостью гидромашины и направленными наг встречу друг другу..

1786282

8 r0 гг

Составитель В, Овандер

Техред М,Моргентал . Корректор Л, Филь

Редактор

Заказ 238 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101