ШЕСТЕРЕННАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 1997 года по МПК F04C2/08 

Изобретение относится к гидравлическим машинам, в частности к гидравлическим машинам, которые могут быть использованы в гидравлических системах тракторов как общего, так и промышленного назначения, экскаваторов, сельскохозяйственных, дорожностроительных и других машинах.

Известна шестеренная гидромашина внешнего зацепления, которая может быть использована для вышеуказанных целей, содержащая шестерни внешнего зацепления с цапфами, расположенными в подшипниках скольжения корпусной детали, выполненных в виде антифрикционных лент, охватывающих цапфы. Между посадочными поверхностями лент и корпусной деталью имеются открытые к торцам подшипников скольжения продольные каналы, которые сообщены с межзубовыми впадинами шестерен (SU, авт. св. 853165, кл. F 04 C 2/04, 1981, GB, патент 2033965, кл. F 04 C 2/14, 1980, прототип). Этим самым, гидромашина приспособлена для циркулирования рабочей жидкости под низким давлением на стороне всасывания в целях охлаждения и смазывания цапф шестерен.

Однако расположение продольных каналов по отношению к рабочим поверхностям подшипников скольжения не способствует повышению их несущей способности, улучшению теплоотвода и долговечности работы.

В основу изобретения положена техническая задача создания шестеренной гидромашины, в которой бы расположение продольных каналов по отношению к подшипникам скольжения способствовало повышению несущей способности подшипников, интенсивному отводу от них тепла и увеличению долговечности.

Задача решается тем, что в известной шестеренной гидромашине, содержащей шестерни внешнего зацепления с цапфами, расположенными в подшипниках скольжения корпусной детали6 выполненных в виде антифрикционных лент, охватывающих цапфы, открытые к торцам антифрикционных лент и сообщенные впадинами шестерен продольные каналы в корпусной детали, одна из стенок которых образована посадочной поверхностью антифрикционной ленты, согласно изобретению продольные каналы расположены в зоне максимального сближения цапф шестерен с рабочими поверхностями соответствующих подшипников скольжения.

Такое расположение продольных каналов способствует тому, что антифрикционная лента подшипника скольжения в зоне воздействия на нее максимального давления в масляном слое прогибается, что приводит к распространению на больший угол вокруг цапф шестерен зоны с максимальным давлением в масляном слое и, следовательно, к повышению несущей способности подшипников скольжения гидромашины. Это также повысит долговечность работы подшипников6 так как теплоотвод будет осуществляться с наиболее нагруженных их участков.

На фиг. 1 изображен продольный разрез гидромашины по осям шестерен; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 (стрелками показано направление проточной циркуляции масла через подшипники); на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 часть корпусной детали с подшипником скольжения работающей гидромашины и эпюрами давления в масляном слое подшипника без продольного паза (сплошная тонкая линия) и при его наличии.

Шестеренная гидромашина содержит ведущую 1 и ведомую 2 шестерни, выполненные совместно с цапфами 3 и 4.

Цапфы 3 и 4 шестерен 1 и 2 расположены в подшипниках скольжения, выполненных в виде антифрикционных лент 5, 6, 7, 8, охватывающих цапфы на ограниченной дуге или полностью на дуге 360^o. Сами же подшипники установлены в корпусных деталях 9 и 10, скрепленных болтами 11.

В корпусных деталях 9 и 10 выполнены продольные каналы 12, открытые к торцам антифрикционных лент 5, 6, 7, 8. Одна из стенок продольных каналов 12 образована посадочной поверхностью 13 антифрикционной ленты 5, 6, 7 или 8 (см. фиг. 4).

Продольные каналы 12 расположены в зоне максимального сближения цапф 3и 4 шестерен 1 и 2 с рабочими поверхностями соответствующих подшипников скольжения.

Концы соседних продольных каналов 12, открытые к торцам антифрикционных лент, с одной стороны сообщены между собой и с входным каналом 15 гидромашины выемкой 16 на торце соответствующей корпусной детали, а с другой стороны сообщаются с полостью 17, образованной торцом цапфы 3 или 4 и расточкой под подшипник в корпусной детали (см. фиг. 3).

К торцам шестерен 1 и 2 примыкают компенсаторы торцовых зазоров 18, имеющие на своих поверхностях каналы 19, сообщенные с входным каналом 15, межзубовыми пространствами шестерен и через серповидные зазоры 20 в подшипниках с полостями 17 и продольными каналами 12.

На торцовых поверхностях компенсаторов, обращенных к корпусным деталям 9 и 10, имеются компенсационные камеры, сообщенные с выходным каналом 21 гидромашины и уплотненные эластичными манжетами 22.

Шестеренная гидромашина в режиме насоса работает следующим образом.

При вращении шестерен 1 вращается зацепленная с ней ведомая шестерня 2.

В результате разряжения, образованного выходящими из зацепления зубьями шестерен, рабочая жидкость поступает из входного канала 15 в каналы 19 и межзубовые пространства шестерен 1 и 2, заполняет их и переносится в зону высокого давления, где зубья, входя в зацепление, вытесняют ее из впадин в выходной канал 21 (см. фиг. 2). Рабочая жидкость из выходного канала поступает в компенсационные камеры, уплотненные эластичными манжетами 22, под давлением воздействует на компенсаторы торцовых зазоров 18 и прижимает их к торцам шестерен 1 и 2, уплотняя тем самым рабочую камеру гидромашины.

Кроме этого, часть жидкости под низким давлением совершает проточную циркуляцию через подшипники скольжения следующим образом.

Из каналов 19 она, как показано на фиг. 2и 3, поступает для смазки цапф 3 и 4 шестерен и, выходя из подшипников по серповидным зазорам 20, поступает в полости 17, а из них по продольным каналам 12, выемке 16 возвращается обратно во входной канал 15 за счет перепада давления между выемкой 16 и местами входа в каналы 19.

Вместе с тем, под воздействием результирующего усилия от давления жидкости в рабочей камере насоса, цапфы 3 и 4 шестерен смешиваются в подшипниках, а оси вращения поворачиваются в сторону вращения на угол, равный около 25^o, как это показано на фиг. 4.

Вследствие того, что продольные каналы 12 расположены в зоне максимального сближения шестерен с рабочими поверхностями соответствующих подшипников, часть антифрикционных лент, перекрывающая продольные каналы 12, прогибается, чем приближает радиус кривизны опорных несущих поверхностей антифрикционных лент к радиусу цапф. Этим самым в работающем подшипнике минимальная толщина масляного слоя распространяется на больший угол вокруг цапф шестерен, а вместе с ней и максимальное давление, что повышает несущую способность подшипников, устраняет возникновение полужидкостного трения, перегрев и выход подшипников в из строя.

Использование: в гидравлических системах тракторов как общего, так и промышленного назначения, экскаваторов, сельскохозяйственных, дорожностроительных и других машин. Сущность изобретения: шестеренная гидромашина содержит шестерни внешнего зацепления с цапфами, расположенными в подшипниках скольжения корпусной детали, выполненных в виде антифрикционных лент, охватывающих цапфы, открытые к торцам антифрикционных лент и сообщенные с межзубовыми впадинами шестерен продольные каналы корпусной детали, одна из стенок которых образована посадочной поверхностью антифрикционной ленты. Продольные каналы расположены в зоне максимального сближения цапф шестерен с рабочими поверхностями соответствующих подшипников скольжения. Такое расположение продольных каналов способствует тому, что антифрикционная лента подшипника скольжения в зоне воздействия на нее максимального давления в масляном слое прогибается, что приводит к распространению максимального давления в масляном слое на больший угол вокруг цапф шестерен и, следовательно, повышает несущую способность подшипников. 4 ил.

Шестеренная гидромашина, содержащая шестерни внешнего зацепления с цапфами, расположенными в подшипниках скольжения корпусной детали, выполненных в виде антифрикционных лент, охватывающих цапфы, открытые к торцам антифрикционных лент и сообщенные с межзубовыми впадинами шестерен продольные каналы в корпусной детали, одна из стенок которых образована посадочной поверхностью антифрикционной ленты, отличающаяся тем, что продольные каналы расположены в зоне максимального сближения цапф шестерен с рабочими поверхностями соответствующих подшипников скольжения.