АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 2005 года по МПК F04B1/20 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к аксиально-поршневым гидромашинам.

Известна аксиально-поршневая гидромашина с шатунами, имеющими сферические головки, входящие в расположенные по окружности полусферические углубления на торце опорного диска приводного вала гидромашины и поджатые к этому торцу с помощью единой шайбы с расположенными по окружности отверстиями для прохода шатунов, закрепленной к торцу приводного вала.

На торце шайбы, обращенной к опорному диску, выполнена открытая кольцевая канавка, пересекаемая отверстиями для прохода шатунов, причем центральная ось канавки совпадает с осью расположения полусферических углублений на торце опорного диска, а ее поперечное сечение является сечением сферы с диаметром, равным диаметрам этих углублений [SU 485237 A, 25.09.1975].

Недостатком известной аксиально-поршневой гидромашины является недостаточная долговечность заделки сферических головок шатунов в торце опорного диска.

Известна также аксиально-поршневая гидромашина, содержащая установленный в корпусе Т-образный вал, имеющий на торце, обращенном к блоку цилиндров, расположенные равномерно по окружности полусферические гнезда для размещения сферических головок шатунов поршней, причем головки поджаты к соответствующему гнезду при помощи индивидуального для каждой головки вкладыша и общей для всех вкладышей пластины, закрепленной на торце вала.

Для снижения трудоемкости изготовления и повышения надежности данная аксиально-поршневая гидромашина снабжена двумя разрезными пружинными стопорными кольцами с наклонным торцом и элементом его фиксации, торец Т-образного вала снабжен кольцевой аксиальной проточкой, имеющей на внутреннем и наружном цилиндрических участках кольцевые канавки, одна из торцовых стенок которых выполнена перпендикулярно к оси вала, а другая - под углом, равным углу наклона торца стопорного кольца, причем торцовые стенки канавок, перпендикулярных к оси вала, расположены в одной плоскости, а общая пластина закреплена на торце вала при помощи указанных стопорных колец, установленных в канавках аксиальной проточки.

Кроме того, элемент фиксации стопорных колец выполнен в виде закрепленной винтом планки, имеющей на противоположных сторонах, обращенных к местам разреза стопорных колец, паз и выступ для взаимодействия со стопорными кольцами [SU 1015109 A, 30.04.1983].

Последнее техническое решение является наиболее близким по технической сущности и поэтому принято в качестве прототипа.

Недостатками известной гидромашины является то, что поджим сферических головок шатунов к своим гнездам осуществляется индивидуальным для каждой головки вкладышем и общей пластиной, фиксируемой двумя стопорными кольцами, которые помимо фиксации обеспечивают и поджим общей пластины к сферическим головкам шатунов. Такая конструкция требует тщательного подбора вкладышей для каждой головки шатуна по толщине, но даже при соблюдении этого условия обеспечить равный поджим всех головок поршней к своим сферическим гнездам очень трудно. Кроме того, выполнение элемента фиксации стопорных колец в виде планки, закрепленной винтом, создает определенный дисбаланс при работе гидромашины, поэтому после сборки Т-образного вала с шатунами и поршнями необходима операция балансировки, что увеличивает трудоемкость сборки гидромашины и усложняет ее конструкцию.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение описанных недостатков известных решений, а именно обеспечение надежной, сохраняемой в процессе длительной эксплуатации гидромашины фиксации сферических головок шатунов поршней с необходимым усилием поджима в гнездах Т-образного вала, а также упрощение конструкции механизма фиксации и снижение трудоемкости сборки.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в известной аксиально-поршневой гидромашине, содержащей установленный в корпусе Т-образный вал, имеющий на торце, обращенном к блоку цилиндров, расположенные равномерно по окружности полусферические гнезда для размещения сферических головок шатунов поршней, каждая из которых поджата к соответствующему гнезду при помощи индивидуального вкладыша и элемента его фиксации, причем каждый индивидуальный вкладыш выполнен в виде цилиндрической вставки с центральным отверстием, сопрягаемым со сферической головкой шатуна, установленной с возможностью продольного перемещения в соответствующей, изготовленной соосно полусферическому гнезду головки шатуна, расточке Т-образного вала, между которыми равномерно расположены радиальные пазы и соосные им радиальные отверстия, а на цилиндрических поверхностях вставок выполнены соответствующие, сопрягаемые с упомянутыми пазами и отверстиями, или кольцевые канавки, или радиальные лыски, или радиальные отверстия, в которых установлены элементы фиксации, выполненные в виде заневоленных пружин изгиба, например пластинчатых или проволочных, каждая из которых одним концом входит в радиальное отверстие Т-образного вала, средней частью - в кольцевые канавки, или радиальные лыски, или радиальные отверстия соседних цилиндрических вставок, а вторым концом введена в радиальный паз и закреплена с обеспечением упругого деформирования на торце Т-образного вала.

Пластинчатая пружина изгиба может быть выполнена в виде С-образно изогнутой пластины с отверстием под винт крепления на одном из концов.

Пластинчатая пружина изгиба может быть выполнена в виде С-образно изогнутой, частично разрезанной пластины, снабженной на одном из концов отверстием под винт крепления, причем разрез выполнен вдоль продольной оси пластины от упомянутого отверстия до ее наиболее удаленного конца.

Проволочная пружина изгиба может быть выполнена в виде С-образно изогнутого, П-образного в плане, проволочного фиксатора с петлей под винт крепления на одном из своих концов.

На фиг.1 изображен узел крепления головок шатунов поршней к торцу Т-образного вала.

На фиг.2 - вид А на фиг.1.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

На фиг.4 - сечение В-В на фиг.2.

На фиг.5 - варианты изготовления пружин изгиба.

Аксиально-поршневая гидромашина содержит установленный в корпусе (не показан) Т-образный вал 1, имеющий на торце, обращенном к блоку цилиндров (не показан), расположенные равномерно по окружности полусферические гнезда 2 для размещения сферических головок 3 шатунов 4 поршней 5.

Сферические головки 3 шатунов 4 поджаты к соответствующим полусферическим гнездам 2 при помощи индивидуальных для каждой головки 3 цилиндрических вставок 6 с центральными отверстиями, стенки которых выполнены по сфере и сопрягаются со сферическими головками шатунов 4. На наружной цилиндрической поверхности каждой вставки 6 выполнена кольцевая канавка 7. В качестве альтернативных решений вместо кольцевой канавки 7 с обоих сторон вставки 6 могут быть изготовлены радиальные лыски 8 или просверлены радиальные отверстия 9.

На торце Т-образного вала 1 соосно полусферическим гнездам 2 выполнены цилиндрические расточки 10, в которые с возможностью продольного перемещения установлены цилиндрические вставки 6, а между ними равномерно по плоскости торца выполнены радиальные пазы 11 и соосные им радиальные отверстия 12. В эти пазы 11 установлены элементы фиксации от продольного перемещения и поджима цилиндрических вставок 6 - заневоленные пружины изгиба, которые могут быть выполнены в виде С-образно изогнутых вдоль своих продольных осей пластин 13, изготовленных из пружинной стали. На одном конце пластины 13 выполнено отверстие 14 для установки винта крепления 15, который заворачивается в отверстие 16 торца Т-образного вала 1. Как вариант выполнения, пружина изгиба может быть изготовлена в виде С-образно изогнутой, частично разрезанной пластины 17, снабженной на одном из концов отверстием 18 под винт крепления 15, причем разрез 19 может быть сделан вдоль продольной оси пластины 17 от отверстия 18 до ее наиболее удаленного конца. Кроме того, пружина изгиба может быть изготовлена в виде С-образно изогнутого, П-образного в плане, проволочного фиксатора 20 с петлей 21 под винт крепления 15. Другой конец пружины изгиба, т.е. пластин 13 или 17, а также проволочного фиксатора 20, введен в радиальное отверстие 12 и может по нему свободно перемещаться.

При сборке гидромашины после установки в полусферические гнезда 2 сферических головок 3 шатунов 4 поршней 5 в расточки 10 устанавливаются цилиндрические вставки 6, при этом их центральные отверстия, выполненные по сфере, сопрягают со сферическими головками 3 шатунов 4. В радиальные пазы 11 своей выпуклой стороной, обращенной ко дну паза, с некоторым усилием вводятся пластины 13 или 17, или проволочные фиксаторы 20 пружин изгиба, которые затем проталкиваются вдоль пазов 11 через кольцевые канавки 7, или через совмещенные с пазами 11 радиальные лыски 8 или радиальные отверстия 9 цилиндрических вставок 6 до совмещения отверстий 14 или 18, или петель 21 пружин изгиба с соответствующими отверстиями 16, выполненными на торце Т-образного вала 1, в которые вворачиваются винты крепления 15. При этом в зависимости от вида используемой пружины изгиба должны применяться и соответствующие цилиндрические вставки 6, которые при сборке должны ориентироваться таким образом, чтобы их кольцевые канавки 7, или радиальные лыски 8, или радиальные отверстия 9 совпадали с радиальными пазами 11 и радиальными отверстиями 12 торца Т-образного вала.

При завертывании крепежных винтов 15 в отверстиях 16 Т-образного вала 1 пружины изгиба, т.е. пластины 13 или 17, или проволочные фиксаторы 20 деформируются, а их противоположные от крепежных отверстий 14, или 18, или петли 21 концы перемещаются в радиальных отверстиях 12. При этом своею средней частью каждая пружина изгиба воздействует с усилием, определяемым ее деформацией, на боковые стенки кольцевых канавок 7 или радиальных лысок 8, или стенки радиальных отверстий 9 двух соседних цилиндрических вставок 6, которые, соответственно, поджимаются к сферической головке 3 каждого шатуна 4. Таким образом, осуществляется поджим и фиксация сферических головок 3 шатунов 4 в полусферических гнездах 2 Т-образного вала 1, что повышает надежность и долговечность гидромашины, снижает трудоемкость ее сборки, а расположение винтов крепления 15 равномерно по торцу вала 1 практически не требует какой-либо балансировки последнего.

В описанной конструкции гидромашины за счет индивидуального пружинного элемента фиксации можно обеспечить постоянный поджим сферической поверхности цилиндрической вставки к сферической поверхности головки шатуна, а последней - к полусферическому гнезду, что приводит к сохранению кинематики движения шатуна, а также к уменьшению утечек рабочей жидкости по данному соединению и, как следствие, к повышению объемного к.п.д. гидромашины в целом. Кроме того, упрощается конструкция элементов фиксации и снижается трудоемкость сборки гидромашины.

Устройство предназначено для использования в области гидромашиностроения, в частности в аксиально-поршневых гидромашинах. Аксиально-поршневая гидромашина содержит установленный в корпусе Т-образный вал, имеющий на торце, обращенном к блоку цилиндров, расположенные равномерно по окружности полусферические гнезда для размещения сферических головок шатунов поршней, каждая из которых поджата к соответствующему гнезду при помощи индивидуального вкладыша и элемента фиксации. Каждый индивидуальный вкладыш выполнен в виде цилиндрической вставки с центральным отверстием, сопрягаемым со сферической головкой шатуна, установленной с возможностью продольного перемещения в соответствующей, изготовленной соосно полусферическому гнезду головки шатуна, расточке Т-образного вала, между которыми равномерно расположены радиальные пазы и соосные им радиальные отверстия. На цилиндрических поверхностях вставок выполнены соответствующие, сопрягаемые с упомянутыми пазами и отверстиями, или кольцевые канавки, или радиальные лыски, или радиальные отверстия, в которых установлены элементы фиксации, выполненные в виде заневоленных пружин изгиба, например пластинчатых или проволочных, каждая из которых одним концом входит в радиальное отверстие Т-образного вала, средней частью - в кольцевые канавки, или радиальные лыски, или радиальные отверстия соседних цилиндрических вставок, а вторым концом введена в радиальный паз и закреплена с обеспечением упругого деформирования на торце Т-образного вала. Кроме того, пластинчатая пружина изгиба выполнена в виде С-образно изогнутой пластины с отверстием под винт крепления на одном из концов. Пластинчатая пружина изгиба может быть выполнена в виде С-образно изогнутой, частично разрезанной пластины, снабженной на одном из концов отверстием под винт крепления. Разрез выполнен вдоль продольной оси пластины от упомянутого отверстия до ее наиболее удаленного конца. Проволочная пружина изгиба может быть выполнена в виде С-образно изогнутого, П-образного в плане, проволочного фиксатора с петлей под винт крепления на одном из своих концов. Повышается надежность и долговечность аксиально-поршневой гидромашины за счет упрощения конструкции фиксации и поджима с необходимым усилием сферических головок шатунов поршней к их полусферическим гнездам в торце Т-образного вала. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Аксиально-поршневая гидромашина, содержащая установленный в корпусе Т-образный вал, имеющий на торце, обращенном к блоку цилиндров, расположенные равномерно по окружности полусферические гнезда для размещения сферических головок шатунов поршней, каждая из которых поджата к соответствующему гнезду при помощи индивидуального вкладыша и элемента фиксации, отличающаяся тем, что каждый индивидуальный вкладыш выполнен в виде цилиндрической вставки с центральным отверстием, сопрягаемым со сферической головкой шатуна, установленной с возможностью продольного перемещения в соответствующей, изготовленной соосно полусферическому гнезду головки шатуна, расточке Т-образного вала, между которыми равномерно расположены радиальные пазы и соосные им радиальные отверстия, а на цилиндрических поверхностях вставок выполнены соответствующие, сопрягаемые с упомянутыми пазами и отверстиями, или кольцевые канавки, или радиальные лыски, или радиальные отверстия, в которых установлены элементы фиксации, выполненные в виде заневоленных пружин изгиба, например пластинчатых или проволочных, каждая из которых одним концом входит в радиальное отверстие Т-образного вала, средней частью - в кольцевые канавки, или радиальные лыски, или радиальные отверстия соседних цилиндрических вставок, а вторым концом введена в радиальный паз и закреплена на торце Т-образного вала.2. Аксиально-поршневая гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что пластинчатая пружина изгиба выполнена в виде С-образно изогнутой пластины с отверстием под винт крепления на одном из концов.3. Аксиально-поршневая гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что пластинчатая пружина изгиба выполнена в виде С-образно изогнутой, частично разрезанной, пластины, снабженной на одном из концов отверстием под винт крепления, причем разрез выполнен вдоль продольной оси пластины от упомянутого отверстия до ее наиболее удаленного конца.4. Аксиально-поршневая гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что проволочная пружина изгиба выполнена в виде С-образно изогнутого, П-образного в плане проволочного фиксатора с петлей под винт крепления на одном из своих концов.