ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Российский патент 1999 года по МПК F01B9/02 F16H21/16 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к поршневым машинам, в частности к гидроприводам, и может быть использовано в судостроении, строительстве, горном деле и других областях техники, где требуются высокомоментные приводы с низкой частотой вращения рабочего органа.

Известно устройство - поршневая машина, в котором в качестве преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное используют зубчатую передачу специальной конструкции, выполненную в виде отдельных зубчатых пар рейка-сектор, дополнительно снабженных механизмом синхронизации, обеспечивающим возможность последовательной работы этих пар [1]. Известно также устройство - поршневая машина, в котором в качестве преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное используется механизм, который содержит ползун с замкнутой зубчатой рейкой внутреннего зацепления, зацепленный постоянно с ведущей шестерней [2].

Недостатком данных устройств является наличие зубчатой передачи и большого количества деталей, что усложняет изготовление и эксплуатацию данных механизмов.

Предлагается устройство - поршневая машина, состоящее из корпуса, двух гидроцилиндров, кинематически связанных посредством механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, выходного вала, расположенного в корпусе с возможностью вращения, отличающееся тем, что в качестве преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное используется передача специальной конструкции, выполненная в виде ползуна, состоящего из трех отдельных пластин, в каждой из которых выполнен сквозной паз под углом 45 градусов к направлению движения ползуна. Пластины кинематически соединены между собой гидроцилиндром. Паз средней пластины выполнен с образованием с пазами крайних пластин углов, равных 90 градусам. Ползун кинематически связан с валом коленчатым посредством имеющегося паза в пластинах. Ползун также кинематически связан с корпусом поршневой машины посредством еще одного гидроцилиндра, который совместно с ползуном обеспечивает работу механизма.

Предлагаемая конструкция поршневой машины позволяет отказаться от традиционной схемы высокомоментного привода с громоздкими и сложными в изготовлении редукторами, в которых используются зубчатые передачи и может быть выполнена на базе освоенных промышленностью гидроцилиндров.

Использование в поршневой машине в качестве преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное передачи специальной конструкции, выполненной в виде ползуна, состоящего из трех отдельных пластин, не требует при своем изготовлении сложной оснастки и дорогостоящих приспособлений.

На фиг. 1 приведена схема машины, вид сверху; на фиг. 2 - разрез пары ползун-вал коленчатый; на фиг. 3 - возможный вариант гидропривода машины; на фиг. 4 - планограмма возвратно-поступательных движений гидроцилиндров, на которой показаны моменты прохождения критических точек.

В корпусе 1 установлен ползун 2, состоящий из отдельных пластин 3, 4, 5, в каждой из которых выполнен сквозной паз 6 под углом 45 градусов к направлению движения ползуна. Паз 6 средней пластины 4 выполнен с образованием с пазами крайних пластин 3, 5 углов, равных 90 градусам. Гидроцилиндр 8 штоком подсоединен к средней пластине 4, а корпусом - к крайним пластинам 3, 5. Вал коленчатый 7, расположенный в корпусе 1 с возможностью вращения, кинематически связан с ползуном 2 через сквозное отверстие 9, образующееся в перекрестии пазов пластин 3, 4, 5. Ползун 2 также кинематически связан гидроцилиндром 10 с корпусом 1. Шток гидроцилиндра 10 подсоединен к ползуну 2, а корпус - к проушине 11, в которой расположен дополнительный ползун 12.

Работа конструкции осуществляется от гидростанции с насосом 13 с предохранительным клапаном 14, через фильтр 15 и обратный клапан 16 рабочая жидкость поступает к гидрораспределителю 17. Давление жидкости контролируется манометром 18 с манометровым клапаном 19. От основного гидрораспределителя 17 жидкость поступает к распределителям 20 и 21, кинематически связанным с ползуном 2 и в зависимости от его крайнего левого (или правого) положения распределяющим рабочую жидкость в штоковые, либо поршневые полости гидроцилиндров 8 и 10.

При возвратно-поступательном движении гидроцилиндров 8 и 10 приводятся в движение пластины 3 - 5 ползуна 2. Это, в свою очередь, вызывает появление сил, действующих перпендикулярно валу коленчатому 7 со стороны плоскостей паза 6, что обуславливает крутящий момент на выходном валу.

Реверс осуществляется изменением направления подачи рабочей жидкости гидрораспределителем 17 в гидроцилиндры 8 и 10.

Регулирование скорости вращения выходного вала может быть обеспечено несколькими способами: насосом (ами) переменной производительности; введением в схему дополнительно регуляторов потока рабочей жидкости.

Поршневая машина предназначена для использования, например, в качестве гидропривода в судостроении, строительстве, горной технике и других областях. В поршневой машине механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное выполнен в виде ползуна, состоящего из трех отдельных пластин, в каждой из которых выполнен сквозной паз под углом 45^o к направлению движения ползуна. Пластины кинематически соединены между собой посредством гидроцилиндра. Паз средней пластины ползуна образует с пазами крайних пластин угол 90^o. Использование такой конструкции в высокомоментном приводе позволяет отказаться от традиционной схемы высокомоментного привода с громоздкими и сложными редукторами, в которых используются зубчатые передачи. 4 ил.

Поршневая машина, содержащая корпус, по меньшей мере два гидроцилиндра, кинематически связанных посредством механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное с выходным валом, отличающаяся тем, что механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное выполнен в виде ползуна, состоящего из трех отдельных пластин, в каждой из которых выполнен сквозной паз под углом 45^o к направлению движения ползуна, пластины кинематически соединены между собой посредством гидроцилиндра, выходной вал выполнен коленчатым и расположен в пазах пластин, а паз средней пластины выполнен с образованием с пазами крайних пластин углов, равных 90^o.