РЕГУЛИРУЕМАЯ РЕВЕРСИВНАЯ РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 1996 года по МПК F03C1/04 F01B1/06 F04B1/04 

Изобретение относится к гидромашиностроению и касается усовершенствования радиально-поршневых гидромашин с золотниковым распределением.

Известна радиально-поршневая гидромашина, содержащая корпус с торцовыми крышками и с радиально расположенными цилиндро-поршневыми группами, кинематически связанными с эксцентриком выходного вала, и распределительное устройство, включающее корпус и золотники, аксиально расположенные и кинематически связанные с управляющим кулачком, имеющим профилированный паз и установленным на выходном валу (SU, авт. св. N 1163016, кл. ⁶F03C 1/04, 1985).

Недостатком этой гидромашины является невозможность автоматической корректировки фаз распределения.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание такой регулируемой реверсивной радиально-поршневой гидромашины с аксиальным расположением золотников, распределительный механизм которой автоматически, в зависимости от направления вращения выходного вала, производит корректировку фаз распределения. Тем самым одновременно обеспечивая оптимизацию процесса в рабочих камерах и уменьшение пульсации результирующей силы до ее абсолютной величины, что в совокупности позволяет повысить КПД и моторесурс гидромашины.

Задача решается тем, что золотники выполнены с "положительным перекрытием", а кулачок привода золотников снабжен дополнительным устройством, позволяющим автоматически, в зависимости от направления вращения выходного вала смещать рабочий профиль кулачка. В режиме гидромотора необходимо смещение вдоль оси на величину, равную 1/2 "положительного перекрытия" в золотниках, в направлении, обеспечивающем перемещение золотника от начала подвода давления к каналу слива, и проворачивать его в сторону опережения на угол, необходимый для перехода золотниками 1/2 положительного перекрытия в них.

Необходимо отметить, что рабочий профиль кулачка обеспечивает переход полного положительного перекрытия в золотниках при повороте эксцентрикового вала на угол, равный не более 1/4 угла между цилиндрами. В режиме гидронасоса необходимо только угловое смещение на угол, необходимый для перехода золотника 1/2 положительного перекрытия в них, в направлении, обеспечивающем запаздывание фаз на этот угол.

На фиг.1 схематично изображена радиально-поршневая гидромашина.

На фиг. 2 показан график изменения коэффициента радиальной силы Ку. Сплошной линией изображен график без коррекции фаз распределения, пунктирной линией с коррекцией фаз распределения. Из графика видно, что корректировка фаз распределения снижает пульсацию коэффициента Ку до диапазона /-0,3; +0,1/.

На фиг. 3 показан продольный разрез гидромашины; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3 (разрез распределительного устройства); на фиг. 5 вид Б на фиг. 4.

Регулируемая реверсивная радиально-поршневая гидромашина содержит корпус 1 с радиально расположенными цилиндрами 2 и установленными в них с возможностью возвратно-поступательного движения поршнями 3, связанными при помощи шатунов 4 с перемещающимся в радиальном направлении эксцентриком 5 выходного вала 19, перемещение которого в радиальном направлении осуществляется плунжером 6.

Распределительное устройство содержит корпус 8 с установленными в нем золотниками 9, в хвостовиках которых запрессованы пальцы 10, кинематически связанные с профильным пазом подвижной обоймы 11 кулачка привода золотников, неподвижную ступицу 12, зафиксированную на валу с помощью планки 13, винта 14 и конуса 15, заднюю крышку с корончатым выступом 16, рычаг 17, ось рычага 18, неподвижный штифт 21, паз 22, упругие элементы 23. В корпусе 1 машины выполнены каналы 7, 20 подвода рабочей жидкости.

Гидромашина работает следующим образом: в режиме гидромотора рабочая жидкость под давлением из канала 7 подвода через золотник 9 поступает в рабочую камеру, передавая давление поршню 3, который, в свою очередь, через шатун 4 воздействует на неподвижный в радиальном направлении эксцентрик 5, осуществляя поворот выходного вала 19. При повороте выходного вала 19 поворачивается установленная на нем неподвижно ступица 12 кулачка привода золотников 9. Вместе со ступицей 12 перемещается рычаг 17, установленный на оси 18, который своим внутренним концом упирается в неподвижный корончатый выступ крышки 16 гидромашины, в результате чего поворачивается на оси 18 и внешним концом, входящим в прорезь на торце подвижной обоймы 11 кулачка, поворачивает ее относительно неподвижной ступицы 12 в сторону опережения фаз распределения на угол, необходимый для перехода золотниками 1/2 положительного перекрытия в них, сжимая при этом установленные между неподвижной обоймой 11 кулачка и неподвижной ступицей 12 упругие элементы 23. Поворот подвижной обоймы 11 кулачка относительно ступицы 12 осуществляется до выхода внутреннего конца рычага 17 из корончатого выступа 16 крышки. Поворачиваясь относительно ступицы 12, подвижная обойма 11 кулачка одновременно перемещается в осевом направлении так, чтобы золотники 9 двигались в направлении от канала подвода давления к каналу слива за счет косых пазов 22, выполненных на его поверхности и неподвижных штифтах 21, закрепленных на ступице 12.

При реверсе гидромотора путем смены каналов подвода фазы распределения корректируются в зеркальном отображении.

При работе гидромашины в режиме насоса рычаг 17, упругий элемент 23 не устанавливаются, пазы 22 выполняются не косыми, а параллельными торцу подвижной обоймы 11 кулачками привода золотников. Гидромашина в режиме насоса работает следующим образом: при вращении выходного вала 19 подвижный в радиальном направлении эксцентрик 5 воздействует на поршни 3 через шатуны 4. В свою очередь, поршни 3, которые движутся в направлении от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, осуществляют вытеснение рабочей жидкости в каналах высокого давления, а поршни 3, движущиеся от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, осуществляют всасывание. При начале вращения выходного вала 19 начинает вращаться закрепленная на нем неподвижная ступица 12, которая с помощью неподвижных штифтов 21, запрессованных в ней, увлекает за собой подвижную обойму 11 кулачка, но с запаздыванием. Запаздывание подвижной обоймы 11 кулачка определяется длиной пазов 22 и должно составлять указанную выше величину. При реверсе вращения выходного вала 19 фазы корректируются в зеркальном отображении. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4

Использование: в гидромашиностроении при проектировании радиально-поршневых гидромашин с золотниковым распределением. Сущность изобретения: управляющий кулачок распределительного устройства выполнен составным из ступицы, жестко закрепленной на валу, и обоймы, охватывающей ступицу и установленной с возможностью углового и осевого перемещения, причем профилированный паз выполнен на наружной поверхности обоймы. На торце последней выполнена прорезь, а в обращенной к ней крышке корпуса - корончатый выступ, при этом качающийся рычаг одним концом расположен в прорези обоймы, а другим - в выступе крышки. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Радиально-поршневая регулируемая реверсивная гидромашина, содержащая корпус с торцевыми крышками и радиально расположенными цилиндропоршневыми группами, кинематически связанными с эксцентриком выходного вала, и распределительное устройство, включающее корпус и золотники, аксиально расположенные и кинематически связанные с управляющим кулачком, имеющим профилированный паз и установленным на выходном валу, отличающаяся тем, что кулачок выполнен составным из ступицы, жестко закрепленной на валу, и обоймы, охватывающей ступицу и установленной с возможностью углового и осевого перемещения, причем профилированный паз выполнен на наружной поверхности обоймы. 2. Гидромашина по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена качающимся рычагом, установленным на торце ступицы, на торце обоймы выполнена прорезь, а в обращенной к ней крышке корпуса корончатый выступ, причем один конец рычага расположен в прорези обоймы, а другой в выступе крышки. 3. Гидромашина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что ступица снабжена двумя диаметрально расположенными неподвижными штифтами, а в обойме выполнены два ответных паза, диаметрально расположенных и наклонных к оси гидромашины, и штифты ступицы расположены в пазах обоймы. 4. Гидромашина по пп. 1 и 3, отличающаяся тем, что обойма смещена в угловом направлении относительно ступицы на угол, не превышающий 1/4 угла между цилиндропоршневыми группами, в направлении, противоположном направлению вращения вала. 5. Гидромашина по пп. 1-3, отличающаяся тем, что обойма смещена относительно ступицы в осевом направлении и повернута относительно нее на угол, не превышающий 1/4 угла между цилиндропоршневыми группами, в направлении вращения вала.