Шестеренная гидромашина
Владельцы патента RU 2269031:
Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина (RU)
Изобретение относится к области машиностроения. Шестеренная гидромашина для перекачки рабочей жидкости содержит ведущую и ведомую шестерни равной ширины, расположенные в камере, образованной корпусом и боковыми дисками, стенки которой охватывают шестерни со всех сторон. Зубья шестерен образованы двумя тонкостенными пластинами, жестко присоединенными к двум колесам с созданием сквозного пространства по их длине. На торцевых поверхностях боковых дисков и в стенках корпуса в зонах полостей всасывания и нагнетания в осевом их направлении выполнены углубления для расположения в них и в сквозном пространстве зубьев перекачиваемой рабочей жидкости. Повышается производительность шестеренной гидромашины. 5 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях машин, снабженных гидроприводом.
Известна шестеренная гидромашина, описанная в книге Башта Г.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учебник для машиностроительных вузов. - М.: Машиностроение, 1982 г, с.340-342, рис.3.47. Такая гидромашина состоит из двух шестерен, находящихся в зацеплении, помещенных в камеру, стенки которой охватывают их со всех сторон с малыми зазорами. Камеру образуют корпус и боковые диски. По обе стороны области зацепления в корпусе имеются полости, соединенные с линиями высокого и низкого давления (всасывающая и нагнетательная полости). При вращении одной из шестерен происходит вращение и другой и захватываемая рабочая жидкость из всасывающей полости зубьями шестерен транспортируется по корпусу в нагнетательную полость гидромашины. Несмотря на свою эффективность использования такая шестеренная гидромашина обладает достаточно высокой металлоемкостью и низкой производительностью.
Известна шестеренная гидромашина (US 5895210 А, 20.04.1999, F 01 С 1/18), предназначенная для перекачки рабочей жидкости и содержащая ведущую и ведомую шестерни равной ширины, расположенные в камере, образованной корпусом и боковыми дисками, стенки которой охватывают шестерни со всех сторон, при этом зубья шестерен образованы двумя тонкостенными пластинами, жестко присоединенными к двум колесам с созданием сквозного пространства по их длине. Конструкция такой шестеренной гидромашины менее металлоемка, но производительность ее также не высока.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности шестеренной гидромашины.
Поставленная задача решена в шестеренной гидромашине для перекачки рабочей жидкости, содержащей ведущую и ведомую шестерни равной ширины, расположенные в камере, образованной корпусом и боковыми дисками, стенки которой охватывают шестерни со всех сторон, при этом зубья образованы двумя тонкостенными пластинами, жестко присоединенными к двум колесам с созданием сквозного пространства по их длине, согласно изобретению на торцевых поверхностях боковых дисков и в стенках корпуса в зонах полостей всасывания и нагнетания в осевом их направлении выполнены углубления для расположения в них и в сквозном пространстве зубьев перекачиваемой рабочей жидкости.
На фиг.1 показан поперечный разрез шестеренной машины,
на фиг.2 - продольный разрез,
на фиг.3 - укрупненный вид зуба одной из шестерен,
на фиг.4 - один из ее боковых дисков в аксонометрии,
на фиг.5 - сечение Д-Д на фиг.2.
Шестеренная гидромашина состоит из двух ведущей и ведомой шестерен равной ширины, зубья которых образованы жестко закрепленными на колесах 1 тонкостенными пластинами 2 с созданием сквозного пространства по их длине. Одно из колес 1 с помощью шпонки 3 соединено с приводным валом 4, а другое снабжено осью 5. Вал 4 и ось 5 размещены в боковых дисках 6, которые установлены в корпусе 7. Корпус 7 снабжен всасывающей полостью 8 и нагнетательной полостью 9. На торцевых поверхностях боковых дисков 6 и в стенках корпуса 7 выполнены углубления 10, как со стороны всасывающей полости 8, так и нагнетательной полости 9, для расположения в них и в сквозном пространстве зубьев перекачиваемой рабочей жидкости.
Работает шестеренная гидромашина следующим образом.
При подаче вращающего момента на вал 4 последний вращается с угловой скоростью ω (фиг.1), а так как он через шпонку 3 соединен с колесом 1, то и оно совместно с тонкостенной пластиной 2 получает вращение по стрелке С, обеспечивая такое же движение другого колеса 1, но в противоположную сторону (см. фиг.2). Рабочая жидкость 11 поступает во всасывающую полость 8 по стрелке А, далее из углубления 10 (см. фиг.2 и 5), во-первых, захватывается зубьями тонкостенной пластины 2 колеса 1, расположенного на шпонке 3, и располагается в пространстве между зубьями (см. фиг.3), и, во-вторых, попадает по стрелкам Е во внутреннее пространство каждого зуба, находящегося в данный момент времени в зоне углубления 10. Как только зуб выйдет из зоны углубления 10, рабочая жидкость 11 не может покинуть внутризубовое пространство за счет плотного примыкания торцов зубьев к стенкам боковых дисков 6, так и пространство между смежными зубьями, за счет примыкания их головок к корпусу 7. Рабочая жидкость 11 перемещается в сторону нагнетательной полости 9 также по стрелке С и в первую очередь выбрасывается в нее по стрелке В из пространства между зубьями, образованными тонкостенными пластинами 2, и во вторую, в этом же направлении из внутренних пространств самих зубьев, как только они достигнут углубления 10, расположенного в нагнетательной полости 9. Далее процесс перекачки рабочей жидкости 11 неоднократно повторяется.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения очевидно, так как оно позволяет почти вдвое увеличить производительность шестеренной гидромашины за счет того, что рабочая жидкость транспортируется не только пространствами, образованными наружными поверхностями зубьев, но и внутренними.
Шестеренная гидромашина для перекачки рабочей жидкости, содержащая ведущую и ведомую шестерни равной ширины, расположенные в камере, образованной корпусом и боковыми дисками, стенки которой охватывают шестерни со всех сторон, при этом зубья шестерен образованы двумя тонкостенными пластинами, жестко присоединенными к двум колесам с созданием сквозного пространства по их длине, отличающаяся тем, что на торцевых поверхностях боковых дисков и в стенках корпуса в зонах полостей всасывания и нагнетания в осевом их направлении выполнены углубления для расположения в них и в сквозном пространстве зубьев перекачиваемой рабочей жидкости.
