Гидроагрегат

Гидроагрегат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к конструкции гидроагрегатов, используемых в объемных гидроприводах машин, предназначенных для работы в открытых и закрытых гидросистемах. Изобретение может найти применение в гидроагрегатах с несколькоми валами и редуктором.

Известен регулируемый объемный насос (а.с. СССР №666298), принятый за прототип, содержащий качающий узел и распределитель, установленный в корпусе с возможностью поворота. Насос дополнительно содержит второй качающий узел с распределителем, связанным дополнительно установленной зубчатой передачей с распределителем первого качающего узла.

Для обеспечения и поддержания давления внутри корпуса равным атмосферному используется, как правило, сапун.

Недостатком данной конструкции регулируемого объемного насоса является то, что при малом внутреннем объеме корпуса редуктора будет происходить утечка масла через сапун наружу. Т.е. известная конструкция не позволяет снизить габариты насоса, а следовательно, известная конструкция обладает ограниченной областью применения, связанной с тем, что данную конструкцию невозможно устанавливать в небольших пространствах.

Задача - расширение области применения гидроагрегата за счет снижения его габаритов.

Поставленная задача решается тем, что гидроагрегат содержит гидромашины, установленные на корпусе редуктора. На валах гидромашин установлены шестерни, кинематически связанные с центральной шестерней приводного вала, расположенной в корпусе редуктора. Приводной вал установлен в двух подшипниках, которые размещены в корпусе редуктора с обеих сторон центральной шестерни. Первый подшипник установлен со стороны поверхности корпуса редуктора, через которую выполнен выход приводного вала, а второй подшипник - с противоположной стороны центральной шестерни. На корпусе редуктора установлен сапун таким образом, что его выпускное отверстие расположено между вторым подшипником и наружной поверхностью корпуса редуктора. В приводном валу, под вторым подшипником, выполнены осевой и радиальные каналы, сообщающие внутреннюю полость корпуса редуктора в области шестерен с полостью редуктора со стороны второго подшипника, в которой установлен отражатель, отражающая поверхность которого размещена между выпускным отверстием сапуна и вторым подшипником.

Гидроагрегаты собраны по модульному принципу и комплектуются двумя и более гидромашинами, которые могут работать в режиме насосов или моторов. Гидромашины установлены на корпусе редуктора. На валах гидромашин установлены шестерни, кинематически связанные с центральной шестерней приводного вала, расположенной в корпусе редуктора.

Часто гидроагрегаты приходится устанавливать в ограниченном пространстве. Поэтому для расширения функциональных возможностей гидроагрегатов, выражающихся в том, чтобы иметь возможность использования гидроагрегатов в любых объемах как малых, так и больших, без ограничений по месту установки, стремятся снизить габаритные размеры гидроагрегатов. Снизить размеры гидроагрегата можно за счет корпуса, в котором размещен редуктор.

При работе редуктора в результате трения шестерней происходит их нагрев, что приводит к увеличению давления в корпусе редуктора.

Повышенное давление в корпусе редуктора снижает срок службы манжеты, уплотняющей центральный вал, и снижает ресурс работы машины в целом. Поэтому необходимо поддерживать давление внутри корпуса редуктора, равное атмосферному. Для обеспечения и поддержания давления внутри корпуса редуктора, равного атмосферному, используется сапун.

При избыточном давлении в корпусе редуктора сапун выпускает воздух из корпуса наружу; при давлении в корпусе редуктора ниже атмосферного, наоборот, воздух забирается извне и, таким образом, давление внутри корпуса редуктора поддерживается на уровне атмосферного.

В гидроагрегатах с малым внутренним объемом корпуса редуктора имела место проблема, связанная с утечками масла через сапун наружу.

Такое положение объясняется тем, что внутренняя полость корпуса редуктора с малым внутренним объемом заполнена масляным туманом, который образуется вследствие работы шестерней, разбрызгивающих мелкие частицы масла. Из-за отсутствия застойной зоны в корпусе редуктора вследствие его малого внутреннего объема масляный туман не имеет возможности конденсироваться и находится в корпусе редуктора во взвешенном состоянии.

При повышенном давлении в корпусе редуктора сапун выпускает масляный туман, находящийся в корпусе, наружу, т.е. происходит утечка масла из корпуса через сапун, что приводит к потере масла в редукторе и его выходу из строя.

Для устранения утечек масла из корпуса редуктора через сапун сапун установлен на корпусе редуктора таким образом, что его выпускное отверстие расположено между вторым подшипником и наружной поверхностью корпуса редуктора.

Для циркуляции воздуха и масла в приводном валу со стороны второго подшипника выполнены осевой и сообщающиеся с ним сквозные радиальные каналы, которые сообщаются между собой и сообщают внутреннюю полость корпуса редуктора в области шестерен с полостью редуктора со стороны второго подшипника.

Масляный туман осаждается (коагулируется) на шариках и сепараторе второго подшипника центральной шестерни в виде масляной пленки, которая во избежание утечки масла не должна попадать в сапун при его работе. Для этого в полости корпуса редуктора со стороны второго подшипника установлен отражатель, отражающая поверхность которого расположена между поверхностью подшипника и выпускным отверстием сапуна. Масляная пленка от сепаратора подшипника попадает на отражающую поверхность отражателя и стекает по ней к центру шестерни, где за счет действия центробежных сил и силы тяжести попадает в осевой и далее в радиальные каналы, выполненные в приводном валу под вторым подшипником. Таким образом, отражатель препятствует попаданию масла в сапун. Стекающая по отражателю масляная пленка, попадающая в осевой канал, выходит через радиальные каналы во внутреннюю полость шестерен редуктора. Масло стекает тонкой пленкой по внутренней поверхности каналов, а в центральной части каналов циркулирует воздух. Таким образом, по каналам одновременно перемещается масло в виде пленки, стекающей по их внутренней поверхности, и воздух. При выходе из радиальных каналов масло попадает на шестерни, а воздух - в полость корпуса редуктора в области шестерен.

При такой конструкции обеспечивается вентиляция (циркуляция воздуха) внутри корпуса редуктора, исключая утечку масла из корпуса редуктора через сапун.

Изобретение поясняется чертежами:

На фиг.1 представлен общий вид гидроагрегата; корпус редуктора выполнен в разрезе.

На фиг.2 представлено сечение части корпуса редуктора с центральной шестерней и сапуном.

Гидроагрегат содержит корпус 1 редуктора. Приводной вал 2 с центральной шестерней 3 установлен в двух подшипниках, которые размещены в корпусе 1 с обеих сторон центральной шестерни 3; первый подшипник 4 установлен со стороны поверхности корпуса 1 редуктора, через которую выполнен выход приводного вала 2. Второй подшипник 5 установлен с противоположной стороны центральной шестерни 3.

На корпусе 1 установлен сапун 6. Выпускное отверстие 7 сапуна 6 расположено между подшипником 5 и наружной поверхностью корпуса 1.

В приводном валу 2, под вторым подшипником 5, выполнены осевой 8 и радиальные 9 каналы, сообщающие внутреннюю полость 10 корпуса редуктора в области шестерен с полостью 11 со стороны второго подшипника 5. Отражатель 12 установлен в полости 11 корпуса 1 между вторым подшипником 5 и поверхностью корпуса 1. Гидромашины 13 установлены на корпусе 1 редуктора.

Гидроагрегат работает следующим образом.

Гидроагрегат содержит, например, две гидромашины 13, которые установлены на корпусе 1 редуктора.

На валах гидромашин 13 установлены шестерни (не обозначены), которые кинематически связаны с центральной шестерней 3 приводного вала 2. Крутящий момент от приводного вала 2 посредством центральной шестерни 3 передается шестерням и, соответственно, валам гидромашин 13.

Корпус 1 редуктора имеет малый внутренний объем: в корпусе отсутствует застойная зона для конденсации масляного тумана, находящегося во внутренней полости корпуса 1.

Приводной вал 2 установлен в двух подшипниках 4 и 5, которые расположены с обеих сторон центральной шестерни 3. Для смазки подшипников используется масло, находящееся в корпусе 1 редуктора, в масляной ванне. Масло от работающих шестерен разбрызгивается и смешивается с воздухом, находящимся во внутренней полости корпуса 1, образуя масляный туман. Образовавшийся масляный туман находится в полости корпуса 1 редуктора во взвешенном состоянии. Подшипник 5 с шариками и сепаратором превращает масляный туман в масляную пленку. В полости 11 корпуса 1, со стороны подшипника 5, установлен отражатель 12 с отражающей поверхностью. Отражающая поверхность отражателя 12 расположена перед выпускным отверстием 7 сапуна 6. По отражающей поверхности 12 со стороны второго подшипника 5 масляная пленка стекает к центру шестерни 3, попадает в осевой канал 8 и продолжает стекать по его внутренней поверхности. Далее масляная пленка за счет центробежных сил и силы тяжести поступает в радиальные каналы 9, продолжает стекать по внутренней поверхности радиальных каналов 9 и поступает в полость 10 корпуса 1. По этим же каналам 8 и 9 осуществляется движение воздуха. Из радиальных каналов 9 масло поступает обратно на шестерни, а воздух - в полость 10 корпуса 1.

Для поддержания давления в корпусе 1, равного атмосферному, на корпусе установлен сапун 6 с фильтром; его выпускное отверстие 7 расположено во внутренней полости редуктора между подшипником 5 и наружной поверхностью корпуса 1. Отражатель 12 препятствует попаданию масла в выпускное отверстие сапуна 7, тем самым обеспечивается работа редуктора без утечки масла через сапун наружу.

Гидроагрегат, содержащий гидромашины, установленные на корпусе редуктора, на валах гидромашин установлены шестерни, кинематически связанные с центральной шестерней приводного вала, расположенной в корпусе редуктора, при этом приводной вал установлен в двух подшипниках, которые размещены в корпусе редуктора с обеих сторон центральной шестерни, первый подшипник установлен со стороны поверхности корпуса редуктора, через которую выполнен выход приводного вала, а второй подшипник - с противоположной стороны центральной шестерни, на корпусе редуктора установлен сапун таким образом, что его выпускное отверстие расположено между вторым подшипником и наружной поверхностью корпуса редуктора, в приводном валу под вторым подшипником выполнены осевой и радиальные каналы, сообщающие внутреннюю полость корпуса редуктора в области шестерен с полостью корпуса редуктора со стороны второго подшипника, в которой установлен отражатель, отражающая поверхность которого размещена между выпускным отверстием сапуна и вторым подшипником.