ШЕСТЕРЕННАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 2005 года по МПК F04C2/08 

Изобретение относится к объемным гидравлическим машинам, в частности к шестеренным гидромашинам. Изобретение может быть использовано в гидравлических системах тракторов как общего, так и промышленного назначения, экскаваторов, сельскохозяйственных, строительно-дорожных и других машин.

Уже известна шестеренная гидромашина, которая может быть использована в вышеупомянутых машинах. Эта гидромашина содержит ведущую и ведомую шестерни внешнего зацепления, цапфы которых установлены в подшипниковых втулках, а все вместе расположены во внутренней камере корпуса гидромашины, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими отверстиями, диаметр которых больший, чем внешний диаметр подшипниковых втулок, закрытой как минимум одной крышкой, и как минимум одно З-образное уплотнение размещено между тыльными торцами подшипниковых втулок и одной из крышек. В каждой подшипниковой втулке выполнен маслоподводящий канал от входного канала гидромашины к поверхности трения подшипника.

Так как диаметр соответствующего отверстия внутренней камеры больший, чем диаметр подшипниковой втулки, то получается зазор, который соединяет маслоподводящий канал с входным каналом гидромашины и по которому смазочное масло подается в зону максимального зазора между поверхностью трения подшипника и поверхностью соответствующей цапфы для смазывания, см. патент Великобритании №1382426, 18.05.1971 г., МКИ F 04 C 1/08.

Эта гидромашина выбрана прототипом заявленного технического решения.

Недостатком такого решения являются повышенные утечки жидкости из выходного канала, чем это требуется для смазывания подшипников, что уменьшает коэффициент подачи гидромашины.

В основу изобретения положена задача создания шестеренной гидромашины, в которой из-за изменения места подведения масла из выходного канала были бы уменьшены к необходимому минимуму его утечки, требуемые для смазывания подшипников.

Эта задача решается тем, что в известной шестеренной гидромашине, содержащей ведущую и ведомую шестерни внешнего зацепления, цапфы которых установлены в подшипниковых втулках, а все вместе расположены в внутренней камере корпуса гидромашины, образованной двумя цилиндрическими отверстиями, которые пересекаются, закрытой как минимум одной крышкой, и которая имеет минимум одно З-образное уплотнение, размещенное между тыльными торцами подшипниковых втулок и одной из крышек, и маслоподводящий канал от выходного канала гидромашины к поверхности трения подшипника соответствующей подшипниковой втулки, согласно изобретению выход маслоподводящего канала на поверхность трения подшипника подшипниковой втулки выполнен в зоне максимального сближения этой поверхности с цапфой соответствующей шестерни.

Таким образом, размещение выхода с маслоподводящего канала в зоне максимального сближения цапфы с поверхностью трения соответствующего подшипника подшипниковой втулки уменьшает к нужному минимуму утечки жидкости из выходного канала гидромашины для смазывания подшипников, чем повышается коэффициент ее подачи.

В дальнейшем изобретение разъясняется примером его конкретного выполнения и чертежами, где:

- фиг.1 изображает продольный разрез гидромашины, проходящий через оси шестерен;

- фиг.2 изображает поперечный разрез гидромашины по А-А;

- фиг.3 изображает поперечный разрез по Б-Б, где пунктирной линией изображены маслоподводящие каналы в подшипниковых втулках;

- фиг.4 изображает вид сбоку этих подшипниковых втулок с маслоподводящими каналами;

- фиг.5 изображает поперечный разрез по В-В с другим расположением маслоподводящих каналов;

- фиг.6 изображает в увеличенном виде расположение цапфы шестерни относительно подшипника и эпюру давления смазочного масла в зазоре во время работы гидромашины.

Шестеренная гидромашина содержит ведущую 1 и ведомую 2 шестерни, выполненные совместно с цапфами 3 и 4. Ведущая шестерня 1 также имеет приводной вал 5, который уплотнен манжетой 6. Шестерни 1 и 2 своими цапфами 3 и 4 установлены в подшипниковых втулках 7, 8, 9 и 10, а все вместе расположены во внутренней камере корпуса 11 гидромашины, образованной двумя цилиндрическими отверстиями 12 и 13, которые между собой пересекаются, см. фиг.1.

На тыльных торцах подшипниковых втулок 7 и 8 имеется аксиальное поле давления 14, см. фиг.2, которое уплотнено З-образным уплотнением 15, расположенным в крышке 16.

Аксиальное поле давления 14 сообщается с зоной высокого давления гидромашины с помощью отверстия 17, выполненного в одной из втулок, см. фиг.1 и 3.

На внешнем периметре втулок в канавках, вблизи и параллельно боковым поверхностям шестерен расположены уплотнения 18, которые имеют форму цифры восемь и располагаются по всему внешнему периметру втулок, которыми они спряжены со стенками внутренней камеры корпуса 11, см. фиг.1 и 5.

Рабочая жидкость из выходного канала 19 гидромашины, который, как и входной канал 20, условно изображен пунктирной линией на фиг.3, поступает под две кольцевые части уплотнения 18 с помощью дугообразных канавок 21 и отверстий 17 и 22, выполненных на торцах втулок со стороны боковых поверхностей шестерен. Рабочая жидкость также используется как смазочное масло для смазывания подшипников 23 подшипниковых втулок 7, 8, 9 и 10 и подводится по маслоподводящим каналам 24 через дугообразные канавки 21 из выходного канала 19 гидромашины, см. фиг.3 и 4.

Смазка для подшипников 23 также может подводиться по маслоподводящим каналам 24 непосредственно с под уплотнений 18, как это изображено в другом примере расположения каналов, показанном на фиг.5.

Выход маслоподводящего канала 24 на поверхность трения подшипника 23 соответствующей подшипниковой втулки выполнен в зоне максимального сближения этой поверхности с цапфой шестерни, как это показано на фиг.6.

Шестеренная гидромашина, как насос, работает следующим образом.

При приведении в движение шестерен 1 и 2 приводным валом 5 во впадинах между зубьями, которые выходят из зацепления, создается вакуум, за счет чего рабочая жидкость поступает во входной канал 20, заполняет впадины между зубьями шестерен, переносится в зону высокого давления и вытесняется в выходной канал 19 зубьями, которые входят в зацепление.

Рабочая жидкость под давлением с выходного канала 19 по дугообразным канавкам 21 и каналам 17 во втулках поступает в аксиальное поле давления 14, которое определено З-образным уплотнением 15, установленным в крышке 16. Под действием давления рабочей жидкости в аксиальном поле давления подшипниковые втулки своими торцами поджимаются к торцам шестерен 1 и 2, уплотняя их и рабочую камеру насоса.

Рабочая жидкость также по маслоподводящим каналам 24 подводится к поверхностям трения подшипников 23 подшипниковых втулок 7, 8, 9 и 10, как это показано на фиг.6, в зону наибольшего сближения этих поверхностей с цапфами соответствующих шестерен. На этой фигуре условно стрелкой изображено направление действия результирующего гидравлического усилия Р, которое передается от жидкости, нагнетаемой насосом в выходной канал, и вид эпюры давления смазочного масла в масляном слое подшипника 23.

Как видно из эпюры, место выхода масла из подводного канала 24 на поверхность трения подшипника совпадает с уменьшением давления в масляном слое на выходе из него.

Таким образом, размещение выхода с маслоподводящего канала в зоне минимального зазора между цапфой и поверхностью трения подшипника уменьшает к нужному минимуму утечки жидкости из выходного канала гидромашины для смазывания подшипников, что повышает ее коэффициент подачи.

При работе в режиме гидромотора рабочая жидкость, которая подается под высоким давлением в выходной канал 19, воздействует на зубья шестерен и приводит шестерни во вращение, преодолевая нагрузки, которые прикладываются к приводному валу.

В другом работа гидромашины в режиме гидромотора подобна ее работе в режиме насоса.

Изобретение относится к объемным гидравлическим машинам, в частности к гидромашинам, которые могут быть использованы в гидравлических системах тракторов как общего, так и промышленного назначения, экскаваторов, сельскохозяйственных, строительно-дорожных и других машинах. Шестеренная гидромашина содержит ведущую и ведомую шестерни внешнего зацепления, цапфы которых установлены в подшипниковых втулках, а все вместе расположены в внутренней камере корпуса гидромашины, закрытой крышкой, З-образное уплотнение, размещенное между тыльными торцами подшипниковых втулок и крышкой, и маслоподводящий канал от выходного канала гидромашины к поверхности трения соответствующей подшипниковой втулки. Выход маслоподводящего канала на поверхность трения выполнен в зоне максимального сближения этой поверхности с цапфой соответствующей шестерни. Такое размещение маслоподводящего канала в зоне минимального зазора между цапфой и поверхностью трения уменьшает к требуемому минимуму утечки жидкости с выходного канала гидромашины для смазки подшипников, что повышает ее коэффициент подачи. 6 ил.

Шестеренная гидромашина, содержащая ведущую и ведомую шестерни внешнего зацепления, цапфы которых установлены в подшипниковых втулках, а все вместе расположены во внутренней камере корпуса гидромашины, образованной двумя цилиндрическими отверстиями, которые пересекаются, и закрытой, как минимум, одной крышкой, и, как минимум, одно З-образное уплотнение размещено между тыльными торцами подшипниковых втулок и одной из крышек, маслоподводящий канал от выходного канала гидромашины к поверхности трения подшипника соответствующей подшипниковой втулки, отличающаяся тем, что выход маслоподводящего канала на поверхность трения подшипника подшипниковой втулки выполнен в зоне максимального сближения этой поверхности с цапфой соответствующей шестерни.