ШЕСТЕРЕННАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 2008 года по МПК F04C2/08 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различных машин, снабженных гидроприводом.

Известна шестеренная гидромашина, представленная в книге «Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учеб. для машиностроительных вузов» / Т.М.Башта и др. - 2-е изд. перераб. - М.: Машиностроение, 1982, и описанная на стр.340-342, а также показанная на рис.3.47. Такая гидромашина состоит из двух шестерен, находящихся в зацеплении и расположенных в камере, стенки которой охватывают со всех их сторон с малыми зазорами. По обе стороны области зацепления в корпусе имеются полости, соединенные с линиями высокого и низкого давления (всасывающая и нагнетательная полости). При вращении одной из шестерен происходит вращение другой, и захватываемая рабочая жидкость из всасывающей полости зубьями шестерен транспортируется по корпусу в нагнетательную полость гидромашины. Несмотря на простоту конструкции и достаточную эффективность использования такая шестеренная гидромашина имеет ряд недостатков, заключающихся, например, в высокой пульсации транспортируемого потока рабочей жидкости, недостаточной производительности, сравнительно высокой металлоемкости и т.д.

Известна также шестеренная гидромашина, описанная в патенте RU 2269031. Конструкция такой гидромашины представляет собой корпус, в котором подвижно размещены колеса с жестко к ним присоединенными тонкостенными пластинами, образующими зубья шестерен. Колеса своими торцевыми поверхностями контактируют с боковыми дисками, которые в зонах полостей всасывания и нагнетания имеют углубления, позволяющие использовать транспортировку рабочей жидкости внутренними объемами зубьев. Несмотря на свою эффективность использования такая гидромашина так же, как и предыдущая, не полностью решает проблему исключения пульсации потока и повышения ее производительности.

Поэтому задачей изобретения является повышение эффективности использования шестеренных гидромашин.

Поставленная задача достигается тем, что в корпусе шестеренной гидромашины в пространстве между его боковыми дисками, снабженными в зонах полостей всасывания и нагнетания углублениями, расположены колеса с зубьями, образованными тонкостенными пластинами, согласно изобретению колеса в зоне расположения каждого из профилей пустотелых зубьев со стороны внешних образующих своих поверхностей снабжены в своем осевом направлении пазами, имеющими, например, полуцилиндрическую форму и контактирующими с углублениями, выполненными в зонах всасывания и нагнетания рабочей жидкости упомянутых дисков.

На фиг.1 показан общий вид шестеренной гидромашины в разрезе в вертикальной ее плоскости,

на фиг.2 - укрупненный вид зубьев ее шестерен,

на фиг.3 - поперечный разрез по Д-Д части гидромашины со стороны всасывающей полости.

Шестеренная гидромашина состоит из корпуса 1, в котором расположены неподвижные диски 2 с выполненными в них углублениями 3, являющимися продолжением подобных углублений 4 корпуса 1. Между неподвижными дисками 2 подвижно размещены колеса 5, снабженные зубьями 6, изготовленными из отрезков тонкостенных пластин. Колеса 5 снабжены пазами 7 и установлены жестко на валу 8 с помощью шпонки 9 и свободно на оси 10. Корпус 1 имеет всасывающий патрубок 11 и нагнетательный патрубок 12, предназначенные для направления тока рабочей жидкости 13.

Работает шестеренная гидромашина следующим образом.

При подаче вращающего момента на вал 8 последний способствует вращению его колеса 5, а за счет того, что его зубья 6 связаны зацеплением с ответными, выполненными на другом колесе 5, то оба они вращаются с одинаковой угловой скоростью по стрелкам С. Такое вращение колес 5 способствует транспортировке рабочей жидкости 13, поступающей через всасывающий патрубок по стрелке А и углубления 4 и 3 в пустотелое пространство зубьев 6 и пазы 7, в сторону нагнетательного патрубка 12 и затем выходу ее под давлением по стрелке В. Следует отметить, что в предложенном техническом решении объем рабочей жидкости 13, располагаемой в межзубовых пространствах, внутри зубьев 6, а также в пазах 7 достаточно велик, причем пазы 7 могут иметь не только полуцилиндрическую форму, но и, например, трапецеидальную, прямоугольную и т.д. Это позволит разместить в них дополнительно значительное количество транспортируемой рабочей жидкости 13. Известно (см. вышеуказанную книгу Т.М.Башта), что неравномерность подачи рабочей жидкости 13 шестеренной гидромашины зависит от радиуса выступов зубчатого колеса r_Г, радиуса начальной окружности r и шагом зацепления t (стр.344, формула 3.63 указанной книги). В то же время средняя подача Q_И зависит от этих же параметров, а также от ширины зубьев и угловой скорости колес (см. стр.343, формула 3.62). Но так как количество транспортируемой жидкости 13 значительно увеличивается, то в целом ее поток будет в предлагаемой гидромашине более равномерен и устойчив. Следует также отметить, что пульсация потока жидкости 13 также возможна, как у известных машин, но ее величина будет очень мала и характеризуется только площадью, создаваемой головками зубьев 6 в зоне контакта их с корпусом 1 гидромашины.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в отличие от известных очевидно за счет того, что производительность и пульсация такой шестеренной машины отвечает требованиям эффективности их использования в гидроприводах различных машин и механизмов.

Изобретение относится к области машиностроения. В корпусе шестеренной гидромашины в пространстве между его боковыми дисками, снабженными в зонах полостей всасывания и нагнетания углублениями, расположены колеса с зубьями, образованными тонкостенными пластинами. Колеса в зоне расположения каждого из профилей пустотелых зубьев со стороны внешних образующих своих поверхностей снабжены в своем осевом направлении пазами, имеющими, например, полуцилиндрическую форму и контактирующими с углублениями, выполненными в зонах всасывания и нагнетания рабочей жидкости упомянутых дисков. Повышается эффективность использования гидромашины. 3 ил.

Шестеренная гидромашина, в корпусе которой в пространстве между его боковыми дисками, снабженными в зонах полостей всасывания и нагнетания углублениями, расположены колеса с зубьями, образованными тонкостенными пластинами, отличающаяся тем, что колеса в зоне расположения каждого из профилей пустотелых зубьев со стороны внешних образующих своих поверхностей снабжены в своем осевом направлении пазами, имеющими, например, полуцилиндрическую форму и контактирующими с углублениями, выполненными в зонах всасывания и нагнетания рабочей жидкости упомянутых дисков.