РЕГУЛИРУЕМАЯ АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 1999 года по МПК F04B1/24 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к аксиально-поршневым гидромашинам с регулируемой производительностью.

Известна регулируемая аксиально-поршневая гидромашина, которая содержит корпус, крышку с механизмом регулирования, вращающийся блок цилиндров, распределитель, поворотный корпус с цапфой и каналами подвода и отвода жидкости, вал с диском, связанным через шатуны с поршнями, размещенными в блоке цилиндров. Последний установлен с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной к оси вала, с опорой на распределитель, который, в свою очередь опирается на дно поворотного корпуса и снабжен распределительными окнами, соединенными с каналами подвода и отвода жидкости поворотного корпуса. Поворотный корпус установлен в подшипниковых опорах и ось его поворота совпадает с осью поворота блока цилиндров (см. Васильченко В.А., Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник - М.: Машиностроение, 1983 г.).

Недостатком известного типа гидромашины являются большие габариты и масса из-за наличия громоздкого поворотного корпуса и подшипниковых опор.

Известна также регулируемая аксиально-поршневая гидромашина, которая содержит корпус с крышкой, вращающийся блок цилиндров, распределитель, каналы подвода и отвода жидкости и вал с диском, связанный через шатуны с поршнями. Последние в свою очередь размещены в блоке цилиндров, установленном с возможностью поворота относительно оси перпендикулярной к оси вала, опирающимся на распределитель. Распределитель установлен в направляющих крышки корпуса и снабжен распределительными окнами, соединенными с каналами подвода и отвода жидкости (см. А.С. СССР N 857534, кл. F 04 B 1/12, 1979 г.).

Недостатком этой гидромашины является малый диапазон регулирования подачи.

Существует еще одна регулируемая гидромашина принятая за прототип, которая содержит корпус с крышкой, вращающийся блок цилиндров, распределитель, каналы подвода и отвода жидкости и вал с диском. Диск связан через шатуны с поршнями, размещенными в блоке цилиндров, который установлен с возможностью поворота относительно оси вала и опирается на распределитель. Распределитель гидромашины установлен в направляющих крышки корпуса и имеет распределительные окна, которые соединены с каналами подвода и отвода жидкости. Кроме того, он имеет дополнительные окна, выполненные на стороне, обращенной к крышке корпуса и соединенные через дроссели с распределительными окнами. Корпус гидромашины снабжен поворотными цапфами, оси поворота которых совпадают с осью поворота блока цилиндров. Каналы подвода и отвода жидкости выполнены в виде трубопроводов, закрепленных в распределителе и цапфах с возможностью ограниченного осевого перемещения. Регулировочный палец, взаимодействующий с механизмом регулирования, входит в зацепление с распределителем с его торцевой опорной поверхностью (см. патент 1146966, кл. F 04 B 1/12, 1969 г.).

Недостатками этой гидромашины являются значительные габариты, за счет большого хода механизма регулирования, и сложность конструкции узлов подвода и отвода жидкости.

Технической задачей, решаемой изобретением, является упрощение конструкции и уменьшение габаритов гидромашины.

Решение указанной технической задачи достигается тем, что в известной регулируемой аксиально-поршневой гидромашине, содержащей корпус с опорной крышкой, поворотный вращающийся блок цилиндров, распределитель, с помощью которого рабочие полости блока цилиндров сообщены с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, имеющими возможность ограниченного осевого перемещения, вал с диском связанным с помощью поршней с рабочими полостями опирающегося через распределитель на опорную крышку блока цилиндров, ось поворота которого перпендикулярна оси вала, направляющую, на которой установлен распределитель, выполненную в опорной крышке, при этом распределитель снабжен дополнительными окнами, расположенными на стороне, обращенной к крышке корпуса, и соединенными через дроссели с распределительными окнами, регулировочный палец, входящий в зацепление с распределителем и взаимодействующий с механизмом регулирования угла наклона блока цилиндров, согласно изобретению распределитель выполнен составным в виде распределительной линзы и поворотного корпуса, скрепленных между собой, каналы подвода и отвода рабочей жидкости выполнены каждый в виде втулки, имеющей сферическую заделку в корпусе гидромашины, причем ось сферической заделки совмещена с осью поворота блока цилиндров, при этом каждая втулка закреплена в поворотном корпусе распределителя, а управляющий палец расположен в его боковой поверхности.

Решение поставленной технической задачи становится возможной благодаря тому что, передача рабочей жидкости от распределителя к выходным отверстиям корпуса насоса в предлагаемой конструкции решается с помощью втулок, имеющие сферические заделки в корпусе гидромашины. Сферические заделки обеспечивают возможность поворотов втулок относительно оси поворота блока цилиндров в сочетании с необходимой герметичностью. Это приводит к упрощению конструкции узла подвода и отвода жидкости, и к уменьшению габаритов гидромашины. Расположение регулировочного пальца в боковой поверхности поворотного корпуса распределителя позволяет значительно сократить ход механизма регулирования, а это, в свою очередь, дает возможность уменьшить габариты гидромашины и использовать серийные механизмы регулирования, тем самым расширить ее функциональные возможности.

Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое устройство имеет существенные признаки, отличные от прототипа. Следовательно, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Анализ источников информации, используемых для определения уровня техники, показал отсутствие источников, в которых была бы описана совокупность заявляемых отличительных от прототипа признаков. При этом совокупность отличительных признаков не является очевидной, так как не следует непосредственно из уровня техники. Следовательно, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Предлагаемое устройство, также осуществимо в промышленных условиях, а следовательно, является промышленно применимым.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез А-А гидромашины на фиг.2; на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг.1. На чертежах использовано обозначение "X" - ход механизма регулирования угла наклона блока цилиндров.

Регулируемая аксиально-поршневая гидромашина содержит корпус 1 с опорной крышкой 2, поворотный вращающийся блок 3 цилиндров, распределитель (на чертеже не обозначен), снабженный распределительными окнами 4 и 5, с помощью которого рабочие полости 6 блока 3 цилиндров сообщены с каналами 7 и 8 подвода и отвода рабочей жидкости, вал 9 с диском 10, связанным с помощью поршней 11 с рабочими полостями 6 опирающегося через распределитель на опорную крышку 2 блока 3 цилиндров, ось поворота которого O-O перпендикулярна оси вала 9, направляющую 12 на которой установлен распределитель. Она выполнена в опорной крышке 2 при этом распределитель снабжен дополнительными окнами 13 и 14, расположенными на стороне, обращенной к крышке корпуса 2, и соединенными через дроссели 15 и 16 с распределительными окнами 4 и 5. Также гидромашина содержит регулировочный палец 17, входящий в зацепление с распределителем и взаимодействующий с механизмом 18 регулирования угла наклона блока 3 цилиндров. Распределитель выполнен составным в виде распределительной линзы 19 и поворотного корпуса 20, скрепленных между собой. Каналы 7 и 8 подвода и отвода рабочей жидкости выполнены каждый в виде соответствующей втулки 21 и 22, имеющей сферическую заделку в корпусе 1 гидромашины, причем ось сферической заделки совмещена с осью O-O поворота блока 3 цилиндров.

Каждая втулка 21 и 22 закреплена в поворотном корпусе 20 распределителя, а регулировочный палец 17 расположен в его боковой поверхности 23. Фиксация распределительной линзы 19 относительно поворотного корпуса 20 распределителя осуществляется с помощью штифта 24. Поверхность 25 опорной крышки 2 выполняется криволинейной (сферической или цилиндрической). Направляющая 12 установлена в пазу (не показан) опорной крышки 2.

Корпус 1 гидромашины имеет напорный 26 и всасывающий 27 каналы (при реверсе гидромашины их функции меняются), которые связаны с рабочими полостями 6 блока 3 цилиндров при помощи напорных каналов 8 - во втулке 22, 28 - в поворотном корпусе 20 распределителя и дугообразного 4 - в распределительной линзе 19, а также при помощи всасывающих каналов 7 - во втулке 21, 29 - в поворотном корпусе 20 распределителя и дугообразного 5 - в распределительной линзе 19. При реверсе функции напорных и всасывающих каналов также меняются. Вал 9 с диском 10 расположен в опорах 30 корпуса 1, а механизм 18 регулирования угла наклона блока 3 цилиндров, взаимодействующий с регулировочным пальцем 17, размещен со стороны боковой поверхности 31 корпуса 1.

Регулируемая аксиально-поршневая гидромашина работает следующим образом.

При работе гидромашины вместе с приводным валом 9 и диском 10 вращаются конические поршни 11 и наклонный блок 3 цилиндров. Между последним и поршнями 11 образуются камеры 6 переменного объема, максимальный размер которых и, тем самым, производительность насоса зависят от хода конических поршней 11, т. е. от угла наклона блока 3 цилиндров относительно оси вала 9. Этот угол регулируется путем перемещения механизмом 18 регулирования поворотного корпуса 20 распределителя за регулировочный палец 17, установленный в его боковой поверхности 23. При этом поворотный корпус 20 перемещается вдоль неподвижной направляющей 12 по криволинейной поверхности 25 опорной крышки 2, вокруг центра которой происходит поворот распределителя вместе с блоком 3 цилиндров и втулками 21 и 22. Рабочая жидкость из всасывающего канала 26 через канал 7 втулки 21, канал 29 поворотного корпуса 20 распределителя и окно 5 распределительной линзы 19 всасывается в рабочую камеру 6 блока 3 цилиндров. При дальнейшем вращении последнего рабочая жидкость сжимается в этой камере и через напорное окно 4 распределительной линзы 19, канал 28 в поворотном корпусе 20 распределителя, канал 8 втулки 22 отводится под давлением в напорный канал 27 корпуса 1 гидромашины.

Расположение регулировочного пальца 17 в боковой поверхности 23 поворотного корпуса 20 распределителя позволяет значительно сократить ход "X" механизма 18 регулирования, а следовательно, его габариты. При этом появляется возможность использовать серийные механизмы регулирования. Конструкция втулок 21 и 22 позволяет обеспечить передачу рабочей жидкости от каналов 28 и 29 поворотного корпуса 20 распределителя к каналам 27 и 26 корпуса 1 гидромашины, при повороте блока 3 цилиндров. Причем, сферические заделки втулок 21 и 22 в корпусе 1 обеспечивают их поворот вокруг оси поворота O-O блока 3 цилиндров в сочетании с необходимой герметичностью соединения. Втулки 21 и 22 соединены с поворотным корпусом 20 распределителя нежестко, т.е. они не будут воспринимать возникающие колебания распределителя.

Применение втулок 21 и 22 позволяет упростить конструкцию узлов подвода и отвода жидкости и уменьшить их габариты, а следовательно и габариты всей гидромашины.

Таким образом, изобретение позволяет решить поставленную задачу, а именно упростить конструкцию гидромашины, а также уменьшить ее габариты.

Изобретение предназначено для использования в машиностроении. Гидромашина содержит корпус 1 с опорной крышкой 2, поворотный относительно оси О-О блок 3 цилиндров, сообщенный через окна 4, 5, 13 и 14 распределителя с каналами 7 и 8 подвода и отвода рабочей жидкости, соответственно, а также вал 9 с диском 10 и регулировочный палец 17, входящий в зацепление с распределителем. При этом распределитель выполнен составным в виде распределительной линзы 19 и поворотного корпуса 20, каналы 7 и 8 подвода и отвода выполнены каждый в виде соответствующей втулки 21 и 22 со сферической заделкой в корпусе 1, одновременно втулки 21 и 22 закреплены в поворотном корпусе 20 распределителя, в боковой поверхности 23 которого расположен управляющий палец 17, взаимодействующий с механизмом 18 регулирования угла наклона блока 3 цилиндров со стороны боковой поверхности 31 корпуса 1. Втулки 21 и 22 обеспечивают движение рабочей жидкости по каналам поворотного корпуса 20 распределителя к каналам в корпусе 1 гидромашины. Конструкция втулок 21 и 22 значительно упрощена, а их сферическая заделка обеспечивает необходимые подвижность и герметичность при работе. Регулировочный палец, расположенный в боковой поверхности 23 корпуса 20 распределителя, позволяет сократить рабочий ход механизма 18 регулирования. Позволяет упростить конструкцию гидромашины и уменьшить ее габариты. 2 ил.

Регулируемая аксиально-поршневая гидромашина, содержащая корпус с опорной крышкой, поворотный вращающийся блок цилиндров, распределитель, снабженный распределительными окнами, с помощью которого рабочие полости блока цилиндров сообщены с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, имеющими возможность ограниченного осевого перемещения, вал с диском, связанным с помощью поршней с рабочими полостями опирающегося через распределитель на опорную крышку блока цилиндров, ось поворота которого перпендикулярна оси вала, направляющую, на которой установлен распределитель, выполненную в опорной крышке, при этом распределитель снабжен дополнительными окнами, расположенными на стороне, обращенной к крышке корпуса, и соединенными через дроссели с распределительными окнами, регулировочный палец, входящий в зацепление с распределителем и взаимодействующий с механизмом регулирования угла наклона блока цилиндров, отличающаяся тем, что распределитель выполнен составным в виде распределительной линзы и поворотного корпуса, скрепленных между собой, каналы подвода и отвода рабочей жидкости выполнены каждый в виде втулки, имеющей сферическую заделку в корпусе гидромашины, причем ось сферической заделки совмещена с осью поворота блока цилиндров, при этом каждая втулка закреплена в поворотном корпусе распределителя, а управляющий палец расположен в его боковой поверхности.