ШЕСТЕРЕННАЯ ГИДРОМАШИНА ВНЕШНЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F04C2/04 

Изобретение относится к области объемных гидромашин, в частности к шестеренным гидромашинам.

Изобретение может быть применено в гидравлических системах тракторов, экскаваторов, сельскохозяйственных, дорожно-строительных и других машин.

Известна шестеренная гидромашина внешнего зацепления, имеющая корпус с взаимопересекающимися расточками и входным и выходным каналами, подшипниковые втулки, размещенные в расточках корпуса в ведущую и ведомую шестерни с цапфами, установленными в подшипниковых втулках, примыкающих своими торцами к торцам шестерен и сопряженных одна с другой по плоским срезам параллельным осям шестерен, см. SV а.с.СССР N 1280195, кл. F 04 C 2/04, 1985.

У такой конструкции гидромашины подшипниковые втулки выполняют функцию собственно подшипников скольжения и компенсаторов торцовых зазоров, которые ограничивают рабочую камеру. Из-за этого трущиеся поверхности втулок работают при равных условиях, их подшипниковые поверхности более нагружены чем торцовые, что не дает повысить рабочие параметры гидромашины.

Также известна шестеренная гидромашина, у которой имеется корпус с взаимопересекающимися расточками и входным и выходным каналами, втулки с подшипниками скольжения, размещенные в расточках корпуса ведущую и ведомую шестерни с цапфами, установленными в подшипниках скольжения втулок примыкающих своими торцами к торцам шестерен и сопряженных одна с другой по плоским срезам параллельным осям шестерен, см. US патент N 3890360, кл. F 01 C 19/08, 1973.

В такой гидромашине для устранения описанного недостатка подшипники скольжения выполнены в виде антифрикционных тонкостенных свертных втулок, запрессованных в подшипниковые втулки, которые поджимаются давлением жидкости в компенсационных камерах с их тыльных сторон к торцам шестерен. При этом для достижения высокого коэффициента полезного действия, полученного путем плотного равномерного прилегания торцев втулок к торцам шестерен, требуется высокая точность изготовления сопряжения втулок с расточками под них в корпусе, что в свою очередь повышает трудоемкость изготовления гидромашины.

С другой стороны, в начальный период работы при нагружении гидромашины, усилия от давления жидкости в компенсационных камерах бывает недостаточно для сдвижки втулок в аксиальном направлении и поджатии к торцам шестерен из-за их плотного сцепления с корпусом по наружной поверхности под воздействием ранее приложенной к шестерням радиальной гидравлической нагрузки и неизбежно возникающих при этом нежелательных перекосах деталей, что снижает надежность и долговечность работы гидромашины.

В основу изобретения положена техническая задача создания шестеренной гидромашины, у которой бы имелись средства позволяющие при любых режимах работы гидромашины достигать плотного равномерного прилегания торцев втулок к торцам шестерен при менее высоких требованиях к точности изготовления деталей.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известной шестеренной гидромашине внешнего зацепления, содержащей корпус с взаимопересекающимися расточками и входным и выходным каналами, втулки с подшипниками скольжения, размещенные в расточках корпуса ведущую и ведомую шестерни с цапфами, установленными в подшипниках скольжения втулок примыкающих своими торцами к торцам шестерен и сопряженных одна с другой по плоским срезам параллельным осям шестерен, согласно изобретению, подшипники скольжения выполнены в виде тонкостенных полувкладышей, установленных в расточках выполненных во втулках и ориентированных перпендикулярно направлению действия результирующих гидравлических нагрузок, воздействующих на шестерни от давления рабочей жидкости, причем на втулках выполнены выборки, а фиксация полувкладышей от проворота осуществлена высечками, выполненными на торцовых кромках полувкладышей, входящих в выборки втулок и размещенных на их торцах со стороны торцев шестерен.

Таким образом, выполнив подшипники скольжения в виде тонкостенных полувкладышей свободно установленных в расточках втулок и ориентированных перпендикулярно направлению действия результирующих гидравлических нагрузок воздействующих на шестерни от давления рабочей жидкости, без ухудшения работоспособности подшипников скольжения, вводится дополнительное подвижное звено между цапфами шестерен и втулками, что позволяет им при менее жестких требованиях к точности изготовления при любых условиях работы самоустанавливаться относительно торцев шестерен и равномерно поджиматься к ним повышая надежность и долговечность работы.

В последующем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения и чертежами,
где:
на фиг.1 изображен продольный разрез гидромашины по осям шестерен,
на фиг. 2 изображен поперечный разрез А-А с фиг.1 и стрелками показано направление действия результирующих гидравлических нагрузок "F" на шестерни,
на фиг.3 изображен поперечный разрез по А-А с другим вариантом установки подшипников скольжения.

Шестеренная гидромашина внешнего зацепления содержит корпус 1 с взаимопересекающимися расточками 2 и входным 3 и выходным 4 каналами, см.фиг. 1 и 2.

В расточках 2 корпуса 1 размещены втулки 5,6,7 и 8, сопряженные одна с другой по плоским срезам 9, ведущая 10 и ведомая 11 шестерни выполненные совместно с цапфами 12 и 13. Ведущая шестерня 10 также имеет приводной вал 14, уплотненный манжетой 15. Шестерни 10 и 11 своими цапфами 12 и 13 установлен в подшипниках скольжения 16, выполненными в виде тонкостенных полувкладышей установленных в расточках 17 втулок 5,6,7,8 и ориентированных перпендикулярно направлению действия результирующих гидравлических нагрузок "F", воздействующих на шестерни от давления рабочей жидкости, см.фиг.2.

На втулках выполнены выборки 18, а фиксация полувкладышей 16 от проворота осуществлена высечками 19, выполненными на торцевых кромках полувкладышей, входящих в выборки 18 втулок.

Между корпусом 1 и крышкой 20, закрывающей корпус, установлена эластичная манжета 21, уплотняющая компенсационную камеру 22.

Шестеренная гидромашина в режиме насоса работает следующим образом.

При приведении во вращение шестерен 9 и 10 посредством приводного вала 14, во впадинах выходящих из зацепления зубьев образуется вакуум, вследствие чего рабочая жидкость поступает во входной канал 3 и вытесняется входящими в зацепление зубьями в выходной канал 4 и гидросистему машины.

Далее, в самой гидромашине, жидкость под давлением поступает в компенсационную камеру 22 и поджимает втулки 5 и 6 к торцам шестерен 10 и 11, а их в свою очередь к торцам втулок 7 и 8, уплотняя тем самым рабочую камеру. Результирующие гидравлических нагрузок "F" воздействующих на шестерни воспринимаются подшипниками скольжения в виде тонкостенных полувкладышей 16, зафиксированных от проворота в направлении вращения шестерен высечками 19, которые как это показано на фиг.2, расположены в выборках 18, выполненных со стороны входного канала 3 насоса и уже не влияет на сдвижку втулок в аксиальном направлении и самоустановку относительно торцев шестерен, повышая надежность и долговечность работы гидромашины.

При использовании гидромашины в качестве гидромотора, как это показано в другом варианте ее исполнения на фиг.3, когда рабочая жидкость уже подается от насоса в выходной канал 4, для удержания полувкладышей 16 от проворота, высечки 19 располагаются в выборках 18, выполненных уже со стороны выходного канала 4.

Использование: в гидравлических системах тракторов, экскаваторов, сельскохозяйственных, дорожно-строительных и других машин. Сущность изобретения: подшипники скольжения выполнены во втулках. Подшипники ориентированы перпендикулярно направлению действия результирующих гидравлических нагрузок "F", воздействующих на шестерни от давления рабочей жидкости. На втулках выполнены выборки. Фиксация полувкладышей от проворота осуществлена высечками, выполненными на торцовых полувкладышах, входящих в выборки втулок и размещенных на их торцах со стороны торцев шестерен. Таким образом вводится дополнительное подвижное звено, что дает возможность не влиять на сдвижку втулок в аксиальном направлении и самоустанавливаться им относительно торцев шестерен, повысить надежность и долговечность работы гидромашины. 2 з.п. ф., 3 ил.

1. Шестеренная гидромашина внешнего зацепления, содержащая корпус с взаимопересекающимися расточками и входным и выходным каналами, втулки с подшипниками скольжения, размещенные в расточках корпуса ведущую и ведомую шестерни с цапфами, установленными в подшипниках скольжения втулок, примыкающих своими торцами к торцам шестерен и сопряженных одна с другой по плоским срезам, параллельным осям шестерен, отличающаяся тем, что подшипники скольжения выполнены в виде тонкостенных полувкладышей, установленных в расточках, выполненных во втулках и ориентированных перпендикулярно направлению действия результирующих гидравлических нагрузок, воздействующих на шестерни от давления рабочей жидкости, причем на втулках выполнены выборки, а фиксация полувкладышей от проворота осуществлена высечками, выполненными на торцовых кромках полувкладышей, входящих в выборки втулок и размещенных на их торцах со стороны торцов шестерен. 2. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что выборки втулок выполнены со стороны выходного канала. 3. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что выборки втулок выполнены со стороны входного канала.