Аксиально-поршневая гидромашина с приводным наклонным диском



Аксиально-поршневая гидромашина с приводным наклонным диском
Аксиально-поршневая гидромашина с приводным наклонным диском
Аксиально-поршневая гидромашина с приводным наклонным диском
Аксиально-поршневая гидромашина с приводным наклонным диском

 

F04B1/20 - Гидравлические машины объемного вытеснения; насосы и компрессоры (гидравлические машины и насосы с вращающимися или качающимися рабочими органами F04C; насосы необъемного вытеснения F04D; перекачка жидкостей или газов путем прямого контакта с другой средой или с использованием инерции перекачиваемой среды F04F; коленчатые валы, крейцкопфы, шатуны F16C; маховики F16F; механизмы для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот F16H; поршни, поршневые штоки, цилиндры вообще F16J)

Владельцы патента RU 2567157:

Щербаков Виталий Федорович (RU)
Фрик Александр Сергеевич (RU)

Изобретение относится к аксиально-поршневым гидромашинам и может быть использовано как в мобильных, так и в промышленных гидросистемах. Гидромашина содержит корпус с размещенными в нем передней и задней крышками с подшипниковыми опорами. В опорах установлен вал, передающий вращение через шлицы блоку цилиндров, взаимодействующему со сферическим торцевым распределителем. Через шлицы вал соединен с кулаком, который вместе с наклонным диском, шариками и сепаратором образуют шарнир равных угловых скоростей. Расположенные в цилиндрических расточках блока цилиндров большие головки вытеснителей снабжены поршневыми кольцами установленными в пазах. Малые сферические головки вытеснителей закреплены в наклонном диске. Гидромашина снабжена поворотной люлькой, установленной на подшипниковых опорах, размещенных в корпусе, выполненном цилиндрическим. В люльке на радиально-упорном подшипнике размещен наклонный диск. Большая головка каждого вытеснителя выполнена сферической. Шлицы, передающие вращение блоку цилиндров, выполнены бочкообразными и отдельно от шлицов кулака. Повышается надежность и КПД гидромашины. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики, в частности к аксиально-поршневым насосам, и может быть использовано как в мобильных, так и в промышленных гидросистемах.

Известно устройство аксиально-поршневой гидромашины, содержащей блок цилиндров с поршнями, закрепленными в упорном диске (см. Прокофьев В.Н. Основы теории и конструирования объемных гидропередач. Высшая школа. 1968; стр. 176-179). В гидромашине упорный диск связан с ведущим валом при помощи обычного асинхронного кардана. Недостатком указанной машины является то, что одиночный кардан, имея асинхронность, приводит к большей неравномерности подачи и снижает надежность.

Известна также аксиально-поршневая гидромашина (см. патент РФ №2272176, кл. F04B 1/20, 2006 г.), содержащая корпус с размещенными в нем крышками с подшипниковыми опорами, в которых установлен вал, передающий вращение через шлицы блоку цилиндров, взаимодействующему со сферическим торцевым распределителем, а также через шлицы вал соединен с кулаком, который вместе с наклонным диском, шариками и сепаратором образуют шарнир равных угловых скоростей (ШРУС), расположенные в цилиндрических расточках блока цилиндров большие головки вытеснителей, малые сферические головки вытеснителей закреплены в наклонном диске. Уплотняющая часть головки выполнена в виде бочкообразной втулки, которая закреплена на несущей части вытеснителя и уплотнена относительно несущей части.

Выполнение вытеснителя раздельно из бочкообразной втулки и шатуна приводит к увеличению зазора в соединении под действием периодически изменяющихся нагрузок. Это приведет к усиливающимся ударам втулки о шатун и распорное кольцо, что, в конечном счете, скажется на появлении утечек в стыке втулка-шатун, на неполном заполнении жидкостью рабочих камер, на снижении объемного КПД гидромашины, снижении КПД в целом и надежности.

Конусообразная поверхность, на которой находятся оси расточек в блоке цилиндров, ограничивает возможный угол наклона упорного диска, что ухудшает удельные показатели гидромашины.

Изобретение направлено на повышение надежности и КПД, а также оптимизацию производственного процесса изготовления гидромашины.

Технический результат - повышение надежности и КПД гидромашины.

Поставленная задача решается и технический результат достигается за счет того, что аксиально-поршневая гидромашина содержит корпус с размещенными в нем передней и задней крышками с подшипниковыми опорами, в которых установлен вал, передающий вращение через шлицы блоку цилиндров, взаимодействующему со сферическим торцевым распределителем, а также через шлицы вал соединен с кулаком, который вместе с наклонным диском, шариками и сепаратором образуют шарнир равных угловых скоростей, расположенные в цилиндрических расточках блока цилиндров большие головки вытеснителей, снабженные поршневыми кольцами, установленными в пазах, малые сферические головки вытеснителей закреплены в наклонном диске, при этом новым является то, что она снабжена поворотной люлькой, установленной на подшипниковых опорах, размещенных в корпусе, выполненном цилиндрическим, при этом в люльке на радиально-упорном подшипнике размещен наклонный диск, большая головка каждого вытеснителя выполнена сферической, причем шлицы передающие вращение блоку цилиндров выполнены бочкообразными и отдельно от шлицов кулака.

А также за счет того, что поршневые кольца образованы двумя половинками.

А также за счет того, что в центре задней крышки выполнено сквозное осевое отверстие с возможностью установки в нем проходного вала.

Уплотнение рабочих камер производится поршневыми кольцами. Они изготовлены под диаметр расточек в блоке цилиндров и установлены в пазах большей сферической головки за счет того, что уплотнительные кольца образованы двумя половинками (что упрощает монтаж), технически полученными из поршневого кольца.

Аксиально-поршневая гидромашина имеет возможность установки проходного вала, позволяющий последовательно устанавливать несколько гидромашин на один вал отбора мощности ДВС. Это позволит осуществлять безредукторный (прямой) привод насосов, ступенчатое объемное регулирование, за счет разгрузки части гидронасосов и существенно минимизировать габариты силовой установки.

На фиг.1 изображена аксиально-поршневая гидромашина (вертикальный разрез).

На фиг.2 - аксиально-поршневая гидромашина (горизонтальный разрез).

На фиг.3 - поперечный разрез шарнира равных угловых скоростей.

На фиг.4 - схема контакта шариков шарнира равных угловых скоростей в расточках кулака и наклонного диска.

Аксиально-поршневая гидромашина состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором расположены передняя крышка 2 и задняя крышка 3. В передней крышке 2 закреплен радиально-упорный подшипник 4. В задней крышке 3 находится игольчатый подшипник 5, а также выполнены каналы всасывания 6 и нагнетания 7. Подшипники 4 и 5 служат опорами для приводного вала 8, на котором выполнены бочкообразные шлицы 9 для самоустановки блока цилиндров 10 и шлицы 11 для кулака 12 ШРУСа. На задней крышке 3 закреплен при помощи штифтов 13 и внешней обоймы игольчатого подшипника 5 сферический распределитель 14. Блок цилиндров 10 прижат к сферическому распределителю при помощи блока тарельчатых шайб 15 и распорного кольца 16. В цилиндрическом корпусе 1 закреплены радиальные подшипники 17 и 18, на которых держится поворотная люлька 19. В поворотной люльке 19 на подшипнике 20 закреплен наклонный диск 21, в которой находятся сферические головки вытеснителей 22. Наклонный диск 21, шарики 23, сепаратор 24 и кулак 12 вместе составляют шарнир равных угловых скоростей.

Шестишариковый карданный шарнир с делительными канавками (типа «Бирфильд», фиг.3). На кулаке 12, поверхность которого выполнена по сфере радиуса R1 (центр О), выфрезеровано шесть канавок. Канавки кулака имеют переменную глубину, так как они нарезаны по радиусу R3 (центр O1 смещен относительно центра шарнира О на расстояние «а»). Внутренняя поверхность наклонного диска 21 выполнена по сфере радиуса R2 (центр О), также имеет шесть канавок переменной глубины, нарезанных по радиусу R4 (центр О2 смещен относительно центра шарнира О также на расстояние а). Сепаратор 24, в котором размещены шарики 23, имеет наружную и внутреннюю поверхности, выполненные по сфере радиусов соответственно R2 и R1. В положении, когда угол наклона диска 21 равен нулю (γ=0°), шарики находятся в плоскости, перпендикулярной оси вала 11, проходящей через центр шарнира.

При наклоне диска 21 на угол γ нижний шарик выталкивается из сужающего пространства канавок вправо, а верхний шарик перемещается сепаратором 24 в расширяющееся пространство канавок влево. Центры шариков 23 всегда находятся на пересечении осей канавок. Это обеспечивает их расположение в биссекторной плоскости, что является условием синхронного вращения вала 11 и диска 21. Во избежание заклинивания шариков 23 угол, под которым пересекаются оси канавок, не должен быть менее 11°20′. Профиль сечения канавок выполнен не по дуге окружности, а по эллипсу (фиг.4). Благодаря этому силы взаимодействия стенки канавки и шарика составляют с вертикалью угол 45°, что предохраняет кромки канавок от смятия и скалывания. Отсутствие делительного рычажка позволяет этому шарниру работать при угле между валом 11 и наклонным диском 21 γ=45°. Благодаря этому, гидромашина обладает высокими удельными показателями. КПД шарнира при малых углах выше 0,99, а при γ=30°-0,97. Сравнительно большие потери в шарнире объясняются тем, что наряду с трением качения для него характерно трение скольжения. Ресурс современных шарниров этого типа составляет примерно 5000 ч.

1. Аксиально-поршневая гидромашина, содержащая корпус с размещенными в нем передней и задней крышками с подшипниковыми опорами, в которых установлен вал, передающий вращение через шлицы блоку цилиндров, взаимодействующему со сферическим торцевым распределителем, а также через шлицы вал соединен с кулаком, который вместе с наклонным диском, шариками и сепаратором образуют шарнир равных угловых скоростей, расположенные в цилиндрических расточках блока цилиндров большие головки вытеснителей, снабженные поршневыми кольцами, установленными в пазах, малые сферические головки вытеснителей закреплены в наклонном диске, отличающаяся тем, что она снабжена поворотной люлькой установленной на подшипниковых опорах, размещенных в корпусе, выполненном цилиндрическим, при этом в люльке на радиально-упорном подшипнике размещен наклонный диск, большая головка каждого вытеснителя выполнена сферической, причем шлицы передающие вращение блоку цилиндров выполнены бочкообразными и отдельно от шлицов кулака.

2. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что поршневые кольца образованы двумя половинками.

3. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что в центре задней крышки выполнено сквозное осевое отверстие с возможностью установки в нем проходного вала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области добычи нефти с помощью скважинных нефтяных насосов. В гидравлической системе, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, содержится двунаправленный поршневой насос переменного объема, участок обнаружения выпускной скорости, участок обнаружения выпускного давления и пропорциональный соленоидный управляющий клапан.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи для двигателей внутреннего сгорания. Предложен топливный насос высокого давления для двигателя внутреннего сгорания, имеющий корпус (1), в котором для приведения в действие, по меньшей мере, одной расположенной в нем плунжерной пары установлен кулачковый или эксцентриковый вал, смонтированный на опорах с возможностью вращения вокруг своей продольной оси.

Изобретение относится к гидравлическому насосу для привода муфт. Система для распределения крутящего момента между передней и задней осями полноприводного транспортного средства и/или между левыми и правыми колесами транспортного средства с приводом на два или четыре колеса содержит одно муфтовое соединение с повышенным внутренним сопротивлением, имеющее дисковый блок и приводящий его в движение поршень, управляемый гидравлическим насосным устройством.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен насос высокого давления для системы впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания, имеющий по меньшей мере одну плунжерную пару с плунжером (1), приводимым кулачком (2) или эксцентриком приводного вала в возвратно-поступательное движение и опирающимся опосредованно через толкающий элемент (3) толкателя и опорный ролик (4) на кулачок (2) или эксцентрик приводного вала, при этом предусмотрен опорный башмак (5) с в основном цилиндрическим углублением (6) для частичного размещения и охвата опорного ролика (4) в толкающем элементе (3) толкателя.

Изобретение относится к компрессорам для использования в охлаждающих системах. Поршневой компрессор для использования в охлаждающей парокомпрессионной система содержит первый и второй впускные коллекторы, первый и второй поршневые компрессионные узлы, выпускной коллектор и первый импульсный клапан.

Устройство предназначено для управления регулирующим органом аксиально-поршневой гидромашины. Устройство состоит из валика управления; гидроцилиндров управления; регулирующего органа насоса; механической обратной связи; плоского двухзолотникового дросселирующего распределителя, выполненного в виде набора двух поворотных золотников, установленных на одной оси между нижним распределительным основанием и верхней опорной плитой.

Изобретение относится к области промывки гидравлического оборудования. Согласно данному способу через корпус насоса прокачивают жидкость, чтобы удалить накопленное в нем твердое вещество.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначен для питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) топливом. Насос содержит корпус (1), в котором установлен приводимый во вращение вокруг своей оси приводной вал (2) с выступающим в радиальном направлении кулачком или эксцентриком (3), с которым взаимодействуют несколько установленных в цилиндрах (4) плунжеров (5), последовательно перемещаемых кулачком или эксцентриком (3) в радиальном направлении.

Изобретение относится к области объемного гидропривода, в частности к гидравлическим машинам объемного вытеснения. .

Изобретение относится к области насосостроения и касается насоса высокого давления для подземных горных работ. .

Изобретение может быть использовано в топливных насосах высокого давления (ТНВД), используемых в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Предложен ТНВД (1), имеющий насосный узел (6) и приводной вал (7) с по меньшей мере одним кулачком (10), функционально связанным с насосным узлом (6). Насосный узел (6) имеет при этом перекатывающийся по рабочей поверхности (34) кулачка (10) опорный ролик (31) и опорный башмак (30), в котором установлен опорный ролик (31). Согласно изобретению на опорном ролике (31), и/или на опорном башмаке (30), и/или на кулачке (10) предусмотрено по меньшей мере по одному коррозионно-защитному слою. Технический результат заключается в предотвращении возникновения коррозионного усталостного растрескивания, которое под нагрузкой может привести к приповерхностному выкрашиванию материала деталей насоса высокого давления и вследствие этого к его выходу из строя. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к конструктивным элементам аксиально-плунжерных гидронасосов, предназначенных для работы в морской воде и использующих морскую воду в качестве рабочей жидкости. Всасывающий клапан выполнен совместно с плунжером и расположен в торце плунжера. Состоит из запорного элемента, седла, роль которого выполняет торцевая поверхность плунжера. Пружина прижимает клапан к седлу. В качестве рабочей жидкости насоса используется морская вода. Запорный элемент клапана выполнен из стойкого против морской воды полимера - полиарилэфиркетона VICTREX РЕЕК. Седло клапана сделано из антикоррозионного титанового сплава. Из антифрикционной связки пар трения «материал VICTREX РЕЕК - азотированный титан» выполнены опоры плунжеров со всасывающими клапанами, блок цилиндров для плунжеров, опоры плунжеров со всасывающими клапанами и подшипники скольжения насоса. При скольжении клапана по направляющей седла обеспечивается пара трения, работающая в отсутствие смазки и без коррозии в агрессивной морской воде. Плунжер выполнен пустотелым, а седло плунжера под всасывающий клапан выполнено в виде ввернутого в него полого стержня. Значительно улучшается работа всасывающего клапана каждого плунжера насоса и самого насоса в условиях работы с агрессивной и маловязкой морской водой в качестве рабочей жидкости. Улучшаются коррозионная стойкость и антифрикционные свойства подвижных элементов насоса, в том числе всасывающих клапанов плунжеров, контактирующих с агрессивной морской водой. Уменьшены утечки рабочей жидкости по плунжерам и увеличен КПД насоса. 3 ил.

Изобретение может быть использовано в топливных системах двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система впрыскивания топлива в ДВС, имеющая насос высокого давления, у которого его выходной канал (4) высокого давления соединен с топливным аккумулятором (23) высокого давления (ТАВД), имеющим по меньшей мере один выходной канал (13a, 13b) для соединения с топливной форсункой. ТАВД (23) крепежной деталью (11) закреплен непосредственно на насосе высокого давления и имеет центрирующее устройство, благодаря которому выходной канал (13a, 13b) ТАВД ориентирован в точно определенном положении относительно насоса высокого давления. Предложенная система впрыскивания топлива имеет компактную конструкцию и обладает высокой эксплуатационной надежностью. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано в топливных насосах высокого давления двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Предложен насос (1) высокого давления, имеющий по меньшей мере один насосный узел (6) и один приводной кулачковый вал (3), функционально связанным с насосным узлом (6). Насосный узел (6) имеет опорный башмак (22), в котором установлен опорный ролик (23), перекатывающийся по рабочей поверхности (24) кулачка (5), толкатель (20), в который вставлен опорный башмак (22) и плунжер (11). Согласно изобретению насосный узел (6) имеет упруго деформирующийся поводковый элемент (25), имеющий по меньшей мере одно обращенное к опорному башмаку (22) возвышение (37), на которое опирается плунжер (11), и несколько прорезей, расположенных вокруг центрального сквозного отверстия поводкового элемента, между которыми имеются упругодеформирующиеся перемычки. Технический результат заключается в уменьшении люфта между плунжером (11) и опорным башмаком (22), благодаря чему удается уменьшить нежелательные шумы. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в топливных насосах высокого давления топливных систем дизельных двигателей. Предложен насосный узел, имеющий цилиндр (5), плунжер (7), который для всасывания топлива в цилиндр (5) перемещается пружиной (10), расположенной между корпусом (2) насосного узла и опорной пластиной (11). Опорная пластина установлена на плунжере (7) и имеет технологическое гнездо (14) для пропускания плунжера (7) через опорную пластину (11), крепежное гнездо (15) для закрепления опорной пластины (11) на плунжере (7) и соединительный участок (16), обеспечивающий возможность прохождения плунжера (7) между технологическим гнездом (14) и крепежным гнездом (15). Соединительный участок ограничен по бокам двумя упругодеформируемыми лапками (17), каждая из которых имеет соответствующий свободный конец (18). Кроме того, предложен способ сборки насосного узла. Технический результат заключается в предотвращении повреждения поверхности плунжера при сборке насоса. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к радиально-поршневым насосам, используемым для нагнетания жидкости с высоким давлением. Насос с жесткой связью шатуна с поршнем содержит корпус 1 с, по меньшей мере, одним цилиндром 2, в котором с образованием рабочей камеры 3 установлен выполненный за одно целое с шатуном 4 поршень 5 с опорным 6 и уплотнительным 7 элементами. Контактирующие с цилиндром кромки 8 и 9 опорных и уплотнительных элементов примыкают друг к другу и лежат в плоскостях, перпендикулярных оси поршня. Отходящие от этих кромок конические поверхности выполнены с углами β, большими, чем максимальный угол γ наклона поршня в цилиндре. Обеспечивается простота и компактность, минимальные потери на трение и, соответственно, высокий КПД, работоспособность на маловязких и плохо смазывающих жидкостях и газах высокого давления. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх