ШЕСТЕРЕННАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 2001 года по МПК F04C2/08 F04C27/00 

Изобретение относится к области гидравлических машин, в частности к гидравлическим машинам, которые могут быть использованы в гидравлических системах тракторов как общего, так и промышленного назначения, экскаваторов, сельскохозяйственных, дорожно-строительных и других машин.

Уже известна шестеренная гидромашина, которая может быть использована для вышеуказанных целей, содержащая входящие в наружное зацепление ведущую и ведомую шестерни, цапфы которых установлены в радиально и аксиально подвижных корпусах подшипников, см. авторское свидетельство СССР N 383880, кл. F 04 C 1/04, 23.05.1973 г. Шестерни с корпусами подшипников размещены во внутренней камере корпуса гидромашины, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими отверстиями. Между торцами шестерен и корпусами подшипников расположены торцовые уплотнительные элементы, поджатые к торцам шестерен аксиальными полями давления, которые определены З-образными уплотнениями на их тыльных сторонах.

В работе такой шестеренной гидромашины шестерни совместно с корпусами подшипников под воздействием давления рабочей жидкости смещаются в радиальном направлении к стороне низкого давления, а к торцам шестерен поджимаются торцовые уплотнительные элементы. При этом распространению давления рабочей жидкости по образовавшимся между корпусом гидромашины и подшипниками серповидным зазорам препятствуют З-образные уплотнения, что дает возможность значительно уменьшить гидравлические нагрузки на корпус гидромашины.

Однако долговечность и надежность работы гидромашины значительно уменьшается из-за разрушения кромок З-образных уплотнений, которые выдавливаются в вышеописанные зазоры давлением рабочей жидкости.

В другой известной шестеренной гидромашине частично для устранения этого недостатка З-образные уплотнения снабжены защитными элементами, простирающимися по кромкам их внутренней периферии, уплотняющими стыки корпусов подшипников с торцовыми уплотнительными элементами, см. авторское свидетельство СССР N 669084, кл. F 04 C 3/01, 25.06.1979 г.

Установка таких защитных элементов усложняет технологию сборки гидромашины, так как во время сборки необходимо исключить разделение или смещение относительно друг друга З-образных уплотнений и защитных элементов.

В основу изобретения положена задача создания шестеренной гидромашины, в которой из-за установки в З-образных уплотнениях по их наружному периметру защитных элементов, которые бы на концах уплотнений соединялись с защитными элементами, расположенными по внутренней периферии уплотнений, образовывали с ними единый сборочный узел, чем бы повышалась надежность и долговечность работы гидромашины, а также упрощалась ее сборка.

Эта задача решается тем, что в шестеренной гидромашине, содержащей входящие в наружное зацепление ведущую и ведомую шестерни с примыкающими к их торцам торцовыми уплотнительными элементами, цапфами, установлеными в радиально и аксиально подвижных корпусах подшипников и вместе размещенных во внутренней камере корпуса гидромашины, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими отверстиями, закрытой, как минимум, одной крышкой, аксиальные поля давления, которые определены З-образными уплотнениями на тыльных сторонах торцовых уплотнительных элементов, имеющими защитные элементы, простирающиеся по кромкам их внутренней периферии и уплотняющие стыки корпусов подшипников с торцовыми уплотнительными элементами, согласно изобретению в З-образных уплотнениях по их наружному периметру также установлены защитные элементы, уплотняющие стыки корпусов подшипников с корпусом гидромашины и имеющие на своих концах, со стороны зоны низкого давления, выступы, входящие в соответствующие отверстия на таких же концах защитных элементов, установленных по внутренним периферийным кромкам З-образных манжет.

Таким образом, установив защитные элементы по наружному периметру З-образных уплотнений, устраняется их разрушение в месте уплотнения стыков корпусов подшипников с корпусом гидромашины, а соединение их концов с концами защитных элементов, простирающихся по кромкам внутренней периферии уплотнений, образует с З-образными уплотнениями единый сборочный узел, что исключает разделение или смещение относительно друг друга уплотнений и защитных элементов, чем обеспечивается упрощение технологии сборки гидромашины.

Изобретение поясняется примером его конкретного исполнения и чертежами, где
на фиг. 1 изображен продольный разрез гидромашины по осям шестерен;
на фиг. 2 - ступенчатый поперечный разрез гидромашины по А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - с двух сторон и в разрезе по Б-Б отдельно в увеличенном масштабе З-образное уплотнение в сборе с защитными элементами;
на фиг. 4 - с одной стороны и в разрезе по В-В защитный элемент, устанавливаемый по внутренним периферийным кромкам З-образных уплотнений;
на фиг. 5 - с одной стороны и в разрезе по Г-Г защитный элемент, устанавливаемый по наружному периметру З-образных уплотнений.

Шестеренная гидромашина содержит входящие в наружное зацепление ведущую 1 и ведомую 2 шестерни, выполненные совместно с цапфами 3 и 4. Ведущая шестерня 1 также имеет приводной вал 5, уплотненный манжетой 6. К торцам шестерен 1 и 2 примыкают торцовые уплотнительные элементы 7 и 8, а их цапфы 3 и 4 установлены в радиально и аксиально подвижных корпусах подшипников, выполненных в виде подшипниковых втулок 9, 10, 11 и 12. Шестерни, торцовые уплотнительные элементы и подшипниковые втулки все вместе размещены во внутренней камере корпуса 13 гидромашины, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими отверстиями 14 и 15, закрытой крышками 16 и 17 (см. фиг. 1).

В корпусе 13 гидромашины выполнены входной 18 и выходной 19 каналы, которые изображены на фиг. 2 пунктирными линиями.

Подшипниковые втулки в пределах зазоров подвижны в радиальном и аксиальном направлении. В этих же направлениях подвижны торцовые уплотнительные элементы 7 и 8, которые поджаты к торцам шестерен аксиальными полями давления, которые определены З-образными уплотнениями 20 и 21 на тыльных сторонах торцовых уплотнительных элементов 7 и 8, имеющими защитные элементы 22 и 23 (см. фиг. 1, 2 и 3).

Защитные элементы 22 простираются по кромкам внутренней периферии уплотнений 20 и 21 и уплотняют стыки подшипниковых втулок 9, 10, 11 и 12 с торцовыми уплотнительными элементами 7 и 8, а защитные элементы 23 установлены по наружному периметру уплотнений 20 и 21 и уплотняют стыки подшипниковых втулок с корпусом 13 гидромашины (см. фиг. 1 и 3).

Защитные элементы 23 имеют на своих концах, со стороны зоны низкого давления, выступы 24, которые входят в соответствующие отверстия 25 на таких же концах защитных элементов 22 (см. фиг. 4 и 5).

Шестеренная гидромашина в режиме насоса работает следующим образом.

При приведении во вращение шестерен 1 и 3 посредством приводного вала 5 во впадинах входящих в зацепление зубьев образуется вакуум, вследствие чего рабочая жидкость поступает во входной канал 18, заполняет межзубовые пространства шестерен, переносится в зону высокого давления и вытесняется входящими в зацепление зубьями в выходной канал 19. Рабочая жидкость под давлением по выборкам 26 в торцовых уплотнительных элементах 7 и 8 поступает в аксиальные поля давления, которые определены З-образными уплотнениями 20 и 21, расположенными в подшипниковых втулках 9, 10, 11 и 12. Под воздействием давления рабочей жидкости в аксиальных полях давления торцовые уплотнительные элементы 7 и 8 своими торцами поджимаются к торцам шестерен 1 и 2, уплотняя их и рабочую камеру насоса, а подшипниковые втулки поджимаются к крышкам 16 и 17.

Защитные элементы 22, простирающиеся по кромкам внутренней периферии уплотнений 20 и 21, уплотняют стыки подшипниковых втулок, а защитные элементы 23, установленные по наружному периметру уплотнений 20 и 21, уплотняют стыки подшипниковых втулок с корпусом 13 насоса.

Тем самым предохраняются от разрушения не только внутренние периферийные кромки З-образных уплотнений 20 и 21, но и наружные, чем повышается долговечность и надежность работы гидромашины.

Соединение же концов защитных элементов 22 и 23 посредством выступов 24, входящих в отверстия 25, образует с З-образными уплотнениями единый сборочный узел, что исключает разделение или смещение относительно друг друга уплотнений и защитных элементов, чем обеспечивается упрощение технологии сборки гидромашины.

При работе гидромашины в режиме гидромотора рабочая жидкость, подаваемая под высоким давлением в выходной канал 19, воздействует на зубья шестерен и вращает их, преодолевая нагрузку, приложенную к приводному валу 5. В остальном работа гидромашины в режиме гидромотора аналогична ее работе в режиме насоса.

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, дорожно-строительных и других машин. Шестеренная гидромашина содержит ведущую и ведомую шестерни с торцовыми уплотнительными элементами, прилегающими к их торцам, цапфами, установленными в радиально и аксиально подвижных корпусах подшипников и вместе размещенных во внутренней камере корпуса гидромашины, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими отверстиями, закрытой, как минимум, одной крышкой, аксиальные поля давления, которые определены З-образными уплотнениями на тыльных сторонах торцовых уплотнительных элементов, которые имеют защитные элементы, простирающимися по их внутренним периферийным кромкам, З-образные уплотнения по их внешнему периметру также имеют защитные элементы, которые уплотняют стыки подшипниковых втулок с корпусом гидромашины и которые имеют на своих концах, со стороны зоны низкого давления, выступы, входящие в соответствующие отверстия на таких же концах защитных элементов, которые установлены по внутренним периферийным кромкам 3-образных уплотнений. Соединенные таким образом концы защитных элементов образуют с З-образными уплотнениями единый сборочный узел, который исключает разделение или смещение относительно друг друга уплотнений и защитных элементов, чем обеспечивается упрощение сборки гидромашины. 5 ил.

Шестеренная гидромашина, содержащая входящие в наружное зацепление ведущую и ведомую шестерни с примыкающими к их торцам торцовыми уплотнительными элементами, цапфами, установленными в радиально и аксиально подвижных корпусах подшипников и вместе размещенных во внутренней камере корпуса гидромашины, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими отверстиями, закрытой, как минимум, одной крышкой, аксиальные поля давления, которые определены З-образными уплотнениями на тыльных сторонах торцовых уплотнительных элементов, имеющими защитные элементы, простирающиеся по кромкам их внутренней периферии и уплотняющие стыки корпусов подшипников с торцовыми уплотнительными элементами, отличающаяся тем, что в З-образных уплотнениях по их наружному периметру также установлены защитные элементы, уплотняющие стыки корпусов подшипников с корпусом гидромашины и имеющие на своих концах, со стороны зоны низкого давления, выступы, входящие в соответствующие отверстия на таких же концах защитных элементов, установленных по внутренним периферийным кромкам З-образных уплотнений.