ШЕСТЕРЕННАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 2004 года по МПК F04C2/08 

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 машинах.

Уже известна шестеренная гидромашина, которая может быть использована для вышеуказанных целей, содержащая входящие в наружное зацепление ведущую и ведомую шестерни, установленные в расточках корпуса гидромашины, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими отверстиями [1]. С одной стороны от торцов шестерен к ним примыкает пара компенсаторов торцовых зазоров, выполненных в виде втулок. Втулки сопряжены между собой по плоским срезам на их наружных поверхностях, а с их тыльных сторон размещено уплотнение.

При работе гидромашины втулки от давления рабочей жидкости, подаваемой из выходного канала гидпомашины в полость, ограничиваемую уплотнением, поджимаются к торцам шестерен, уплотняя тем самим рабочую камеру гидромашины.

Однако вследствие того что в пределах допусков венцы шестерен могут быть выполнены разными по ширине, то торец одной шестерни будет выступать над торцом другой шестерни и, тем самим, торец одной из втулок не будет полноценно уплотнять торец соответствующей шестерни, что приведет к уменьшению подачи гидромашины.

В другой известной гидромашине, содержащей шестерни внешнего зацепления, установленные в цилиндрических расточках корпуса, по меньшей мере, пара компенсаторов торцовых зазоров сопряжены между собой посредством дугообразных выемок на их наружных поверхностях [2]. С тыльной стороны этих компенсаторов, примыкающих к торцам шестерен, размещено уплотнение.

Таким образом, из-за сопряжения компенсаторов между собой дугообразными выемками, каждый из них, имея возможность смещаться в осевом направлении, своим торцом будет плотно примыкать к торцу соответствующей шестерни, увеличивая подачу гидромашины. Однако, с другой стороны, подача гидромашины будет значительно уменьшаться из-за сопряжения компенсаторов между собой по одной дугообразной выемке и образованию зазора по другой выемке, который сообщает напрямую зоны низкого и высокого давлений, так как невозможно в двух разных компенсаторах выполнить две одинаковые по размерам и расположению дугообразные выемки.

В основу изобретения положена задача создания шестеренной гидромашины, в которой, из-за изменения сопряжения компенсаторов между собой и с шестернями, до минимума уменьшались бы зазоры в этих сопряжениях и повышался коэффициент подачи гидромашины.

Эта задача решается тем, что в шестеренной гидромашине, содержащей шестерни внешнего зацепления, установленные в цилиндрических расточках корпуса, по меньшей мере, пару компенсаторов торцовых зазоров, сопряженных между собой дугообразной выемкой, примыкающих к торцам шестерен, и уплотнение с тыльной стороны компенсаторов, согласно изобретению дугообразная выемка выполнена по всей высоте одного из компенсаторов, а сопряженный с ним другой компенсатор примыкает к торцу шестерни, выступающему над торцом другой шестерни.

Таким образом, выполнив сопряжение компенсаторов между собой лишь по одной дугообразной выемке и по всей высоте компенсатора и разместив компенсатор без выемки со стороны торца шестерни, выступающему над торцом другой шестерни, достигается то, что изначально компенсаторы сопрягаются между собой и с шестернями без зазоров, увеличивая в работе коэффициент подачи гидромашины.

Кроме того, целесообразно, чтобы в конструкции гидромашины с двумя парами компенсаторов, примыкающих к обеим торцам шестерен и находящимися расточках корпуса, выполненных в виде колодцев, компенсировать возможность выполнения их разными по глубине, компенсаторы торцовых зазоров без дугообразных выемок выполнять сопряженными с противоположными торцами различных шестерен.

В последующем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения и чертежами, где:

на фиг.1 изображен продольный разрез одного из вариантов исполнения гидромашины по осям шестерен;

на фиг.2 изображен поперечный разрез гидромашины по А-А с фиг.1;

на фиг.3 изображен в увеличенном виде местный вид Б с фиг.1;

на фиг.4 изображен продольный разрез по осям шестерен другого варианта исполнения гидромашины, где в утрированном виде показано расположение компенсаторов и шестерен при разной по глубине расточек под них в корпусе;

на фиг.5 изображен поперечный разрез гидромашины по В-В с фиг.4.

Шестеренная гидромашина содержит ведущую 1 и ведомую 2 шестерни, выполненные совместно с цапфами 3 и 4. Ведущая шестерня 1 также имеет приводной вал 5, уплотненный манжетой 6. Шестерни 1 и 2 совместно с компенсаторами торцовых зазоров, выполненных в виде втулок 7 и 8, в которых расположены цапфы 3 и 4 шестерен 1 и 2, установлены во внутренней камере корпуса 9 гидромашины, образованной двумя цилиндрическими расточками 10 и 11, см. фиг.1. Другими своими концами цапф 3 и 4 шестерни установлены в подшипниках скольжения 12 и 13, которые запрессованы в корпус 9 гидромашины, а торцы шестерен 1 и 2, с этой стороны, примыкают к антифрикционной пластине 14.

Втулки 7 и 8, в пределах зазоров, подвижны в радиальном, аксиальном направлениях и сопряжены между собой дугообразной выемкой 15, выполненной во втулке 8 по всей ее высоте. Другая же втулка 7 устанавливается так, что примыкает к торцу шестерни, который выступает над торцом другой шестерни, в данном варианте к торцу шестерни 1, венец которой по ширине выполнен большим, чем венец шестерни 2, см. фиг.3.

С тыльной стороны втулок 7 и 8 в крышке 16 имеется уплотнение 17, которое уплотняет компенсационную камеру 18.

Шестеренная гидромашина в режиме насоса работает следующим образом.

При приведении во вращение шестерен 1 и 2 посредством приводного вала 5 во впадинах выходящих из зацепления зубьев образуется вакуум, вследствие чего рабочая жидкость поступает во входной канал 19, заполняет межзубовые пространства шестерен, переносится в зону высокого давления и вытесняется входящими в зацепление зубьями в выходной канал 20, см. фиг.2, где входной и выходной каналы показаны пунктирной линией.

Рабочая жидкость под давлением из выходного канала 20 поступает из зоны высокого давления в компенсационную камеру 18, которая ограничена уплотнением 17, расположенным в крышке 16.

Под воздействием давления рабочей жидкости в компенсационной камере 18 втулки 7 и 8 продвигаются в аксиальном направлении и своими торцами поджимаются к боковым поверхностям шестерен 1 и 2, а те, в свою очередь, к антифрикционной пластине 14, уплотняя их и рабочую камеру насоса.

Так как втулки 7 и 8 сопряжены между собой дугообразной выемкой 15, выполненной по всей высоте втулки 8, то, смещаясь в аксиальном направлении одна относительно другой, они своими торцами плотно прилегают к торцам шестерен даже тогда, когда венцы шестерен имеют разную ширину и когда торец одной шестерни выступает над торцом другой шестерни. При этом втулка без дугообразной выемки примыкает к торцу шестерни, выступающему над торцом другой шестерни, изначально сопрягаясь с другой втулкой и с шестернями, без зазоров, увеличивая в работе коэффициент подачи гидромашины.

В другом варианте исполнения гидромашины, изображенном на фиг.4 и 5, такое выполнение втулок, когда их дополнительная пара 21 и 22 расположена с других торцов шестерен, может компенсировать выполнение цилиндрических расточек 10 и 11 в корпусе 9 разными по глубине. При этом втулки без дугообразных выемок выполнены сопряженными с противоположными торцами различных шестерен, см. фиг.4, где в утрированном виде показано расположение втулок и шестерен.

При работе в режиме гидромотора рабочая жидкость, подаваемая под высоким давлением в выходной канал 20, воздействует на зубья шестерен, вращая их и преодолевает нагрузку, приложенную к приводному валу 5.

В остальном работа гидромашины в режиме гидромотора аналогична ее работе в режиме насоса.

Источники информации

1. SU 723218 A, 05.04.1980, F 04 С 2/04.

2. SU 794252 A, 07.01.1981, F 04 C 2/04.

Изобретение относится к области гидравлических машин. Шестеренная гидромашина содержит шестерни, установленные в цилиндрических расточках корпуса и, по меньшей мере, пару компенсаторов торцовых зазоров примыкающих к торцам шестерен, сопряженных между собой дугообразной выемкой, а также уплотнение с тыльной стороны компенсаторов. Дугообразная выемка выполнена по всей высоте одного из компенсаторов, а сопряженный с ним другой компенсатор примыкает к торцу шестерни, выступающему над торцем другой шестерни. Компенсаторы, смещаясь в аксиальном направлении одна относительно другой, своими торцами плотно прилегают к торцам шестерен даже тогда, когда венцы шестерен имеют разную ширину и когда торец одной шестерни выступает над торцем другой шестерни. При этом втулка без дугообразной выемки примыкает к торцу шестерни, выступающему над торцем другой шестерни, изначально сопрягаясь без зазоров с другой втулкой и с шестернями, увеличивая в работе коэффициент подачи гидромашины. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Шестеренная гидромашина, содержащая шестерни внешнего зацепления, установленные в цилиндрических расточках корпуса, по меньшей мере, пару компенсаторов торцовых зазоров, сопряженных между собой дугообразной выемкой, примыкающих к торцам шестерен и уплотнение с тыльной стороны компенсаторов, отличающаяся тем, что дугообразная выемка выполнена по всей высоте одного из компенсаторов, а сопряженный с ним другой компенсатор примыкает к торцу шестерни, выступающему над торцем другой шестерни.2. Шестеренная гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что компенсаторы торцовых зазоров без дугообразных выемок сопряжены с противоположными торцами различных шестерен.