Роторная роликолопастная гидромашина переменной производительности

Реферат

 

Использование: в области машиностроения, в частности, в насосах и гидромоторах переменной производительности, применимых в гидроприводах рабочих машин. Сущность изобретения: гидромашина содержит корпус с односторонней кольцевой рабочей полостью и каналами подвода и отвода рабочей среды, выполненными в корпусе, ротор с лопастями-вытеснителями, радиальные роликовые замыкатели и механизмы синхронизации и управления производительностью. Механизм синхронизации выполнен из зубчатых венцов, замыкателей и зубчатого конического колеса. Механизм регулирования производительности выполнен из гидроцилиндра с поршнем, имеющим пружину и поперечину, жестко связанную с фигурной пластиной и дисками, синхронно перемещающими лопасти-вытеснители. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности, к насосам и гидромоторам переменной производительности, используемым в гидроприводах машин.

Известны роликолопастные гидромашины переменной производительности с аксиальными замыкателями и имеющие изменяемую длину рабочей полости / SU, N 175797, F 01 С 1/063 1963 г./. Они сложны, ненадежны, массивны.

Известны насосы и гидромоторы с радиальными замыкателями, представляющие собою гидравлическую объемную передачу / SU, N 126701, F 16 Н 39/24, 1958/. В ней для уменьшения гидравлического сопротивления каналы насоса и гидромотора взаимно соединены, вследствие чего гидроагрегат не может быть использован для привода рабочих машин.

Технической задачей является выполнение гидромашиной функции насоса или гидромотора.

Для жесткости конструкции и разгрузки замыкатели установлены на оси, закрепленной в корпусе гидромашины в трех точках.

Технический результат достигается тем, что в корпусе выполнена односторонняя рабочая полость, сообщенная с входным и выходным каналами.

Ротор в виде цилиндра имеет пазы, в которых расположены передвижные лопасти-вытеснители. В односторонней рабочей полости перемещается фигурная секторная пластина, определяя величину рабочего объема гидромашины. Это перемещение осуществляет механизм регулировки производительности, состоящей из силового звена, в частности в виде гидроцилиндра, жестко связанного с фигурной секторной пластиной, ограничивающей рабочую полость, и с деталями перемещения лопастей-вытеснителей ротора. Для обеспечения работоспособности и быстрозаходности замыкатели. ротор с лопастями-вытеснителями и фигурная пластина гидравлически разгружены.

По числу замыкателей их вырезов для пропуска соответствующего числа лопастей и замыкателей имеются варианты.

Наиболее упрощенная конструкция с двумя радиально противоположными замыкателями, установленными на жесткой трехопорной оси.

Второй вариант- два замыкателя с двумя вырезами для пропуска шести лопастей / не показан/.

Механизм синхронизации вращения ротора и замыкателей для уменьшения скорости потока при уменьшенном радиусе рабочей полости выполняется из зубчатых венцов на замыкателях и общего конического зубчатого колеса.

Частное решение механизма регулировки производительности- выполнение его из гидроцилиндра с поршнем и штоком с пружиной внутри поршня, взаимодействующего с гидросистемой управления.

Частные решения гидравлической разгрузки основных подвижных деталей: замыкателей противодавлением жидкости через карманы, выполненные на неподвижной оси; ротора и лопастей вытеснителей подводом жидкости для противодавления через сверления от участков поверхностей давления к поверхностям опор; определяющей производительность фигурной секторной пластины - противодавлением поршней, гидроцилиндры которых сообщены сверлениями с секторными участками рабочей полости.

Роторная роликолопастная гидромашина переменной производительности представлена на фиг. 1 6 Фиг.1. Продольный разрез гидромашины.

Фиг.2. Поперечный разрез в плоскости осей замыкателей по А-А фиг.1.

Фиг. 3. Механизм регулировки производительности в продольном разрезе по Б-Б фиг.1.

Фиг.4. То же, в поперечном разрезе по B-B фиг.3.

Фиг.5. Поперечный разрез по Г-Г фиг.1.

Фиг.6. Принципиальная схема гидромашины.

Гидромашина в функции насоса переменной производительности имеет корпус 1, в котором на боковых крышках 2 закреплена перпендикулярно-установленная ось 3. Корпус 1 имеет крышку 4, на подшипнике 5 которой установлен вал 6 с ротором 7. В прорезях 8 ротора установлена крыльчатка 9 с лопастями вытеснителями 10. На осях 3 вращаются противоположно установленные замыкатели 1 с зубчатыми венцами 12, сцепленные с зубчатым коническим колесом 13. На замыкателях выполнены окна 14 для прохождения лопастей 10 ротора при синхронном вращении лопастей ротора и замыкателей.

В центре второй крышки 15 выполнен гидроцилиндр с рабочей полостью 16, в которой установлен поршень 17 с пружиной 18 /фиг.3/. опертой в крышку 19. Полость 16 гидроцилиндра отверстием 20 сообщена с системой управления производительностью насоса /не показана/ На поршне 17 прикреплена поперечина 21 с фигурной секторной пластиной 22. Между торцом этой пластины и торцом ротора 7 образована рабочая полость 23 / фиг.3, 6 / управляемой ширины.

С противоположной стороны пластины установлены поршни 24 с отверстиями 25, осуществляющие разгрузку перемещаемой пластины.

К поперечине 21 при помощи винтов 26 и мерных проставок 27 прикреплен диск 28, к которому винтом 29 при наличии проставки 30 прикреплен диск 31. В кольцевой полости между дисками 28 и 30 размещена крыльчатка 9.

Для гидравлической разгрузки замыкателей на неподвижной оси 3 выполнены соответствующие разгрузочные карманы 32. Для разгрузки ротора в роторе выполнены отверстия 33, а на опорной поверхности ротора 7 канавки 34. Для разгрузки лопастей от давлении на их торцы имеются поршни 35 с отверстиями 36. Разгрузка секторной пластины 22 осуществлена противодавлением жидкости на несколько поршней 24 с отверстиями 25.

В корпусе имеются впускные отверстия 37 и выпускные 38.

Гидромашина в режиме насоса работает следующим образом.

При вращении вала 6 с ротором 7, несущим в своих пазах лопасти-вытеснители, жидкость всасывается через отверстие 37 в одностороннюю рабочую полость 23.

Если в полости 23 замыкатели 11 расположены через 180o, а лопасти-вытеснители через 120o, то, как показано на фиг.6, являющейся разверткой рабочей полости насоса, лопасти вытеснители поочередно входят и выходят в выемки замыкателей 11 и контактируют со стенками рабочей камеры поочередно, нагнетая жидкость. Если одна из лопастей проходит через выемку замыкателя то смежная лопасть, находящаяся в контакте, проталкивает жидкость в отверстие 38 из односторонней рабочей полости, а третья лопасть проходит свободную зону между замыкателями.

При этом, если один замыкатель 11 пропускает лопасть, то второй находится в контакте с торцевой поверхностью ротора 7.

Производительность насоса определяется положением фигурной секторной пластины 22 в рабочей полости 23. Если пластина 22 придвигается к торцевой поверхности ротора 7, то производительность насоса уменьшается, указанное положение пластины определяется силами противодействия давления жидкости на поршень 17 в полости 16 гидроцилиндра и силы пружины 18.

При этом, при наличии жесткой связи пластины 22 с дисками 28 и 31 осуществляется постоянный уплотнительный контакт лопастей вытеснителей со стенками односторонней рабочей полости 23.

Гидравлическая разгрузка основных подвижных деталей замыкателей ротора с лопастями вытеснителями, секторной пластины обеспечит точность регулирования производительности, хороший механический КПД и при компенсации зазоров хороший объемный КПД.

Формула изобретения

1. Роторная роликолопастная гидромашина переменной производительности, содержащая корпус с кольцевой рабочей полостью, каналы подвода и отвода рабочей среды, ротор с аксиально расположенными лопастями-вытеснителями, радиальные роликовые замыкатели, контактирующие с торцами ротора, зубчатый механизм синхронизации и механизм регулирования производительности, отличающаяся тем, что числа замыкателей и лопастей находятся в соотношении 2/3, при этом замыкатели, каналы подвода и отвода рабочей среды выполнены в корпусных деталях, а лопасти в пазах ротора.

2. Гидромашина по п. 1, отличающаяся тем, что механизм синхронизации выполнен из конических зубчатых венцов, расположенных на периферийных участках замыкателей, и зубчатого конического колеса, установленного на роторе.

3. Гидромашина по п. 1, отличающаяся тем, что механизм регулирования производительности состоит из гидроцилиндра с поршнем, штоком и пружиной, а также диска с фигурной секторной пластиной, ограничивающей рабочую полость гидромашины.

4. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что замыкатели установлены на неподвижных осях, имеющих разгрузочные карманы.

5. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что участки торцевой поверхности ротора и лопастей сообщены с участками опорной поверхности ротора.

6. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что в крышке корпуса размещены разгрузочные поршни, сообщенные с торцевой поверхностью фигурной секторной пластины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6