ПЕРЕДАЧА ХОДОВОЙ ВИНТ-ГАЙКА С ВИХРЕВЫМ СОПЛОМ Российский патент 2012 года по МПК F16H25/20 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам передач с применением смазки, и может быть использовано на транспорте и в спортивных средствах передвижения.

Наиболее близким к заявленному объекту является механизм передачи ходовой винт-гайка, который осуществляет преобразование вращательного движения винта в прямолинейное поступательное движение гайки, связанной с суппортом станка (а.с. СССР №976412, F02M 59/04 - прототип). Известны также механизмы ходовой винт-гайка качения и скольжения.

Недостатками известных объектов является то, что винтовые пары скольжения из-за больших потерь при скольжении в резьбе и связанного с ним изнашивания заменяют винтовыми парами качения, которые имеют малые потери на трение, высокий КПД, кроме того, в них полностью устранены зазоры в резьбе в результате создания предварительного натяга. Замена трения скольжения трением качения в винтовой паре возможна либо при использовании вместо гайки роликов, свободно вращающихся на своих осях, либо при применении тел качения (шариков). Шарики перекатываются в канавках ходового винта и гайки, но в шариковых парах применяют устройства для выборки зазоров и создания предварительного натяга, что усложняет конструкцию.

Технически достижимый результат - повышение КПД, долговечности и надежности передачи.

Это достигается тем, что в гидростатической передаче ходовой винт-гайка, содержащей ходовой винт, охватываемый гайкой с винтовой нарезкой, гайка имеет эквидистантную винтовую поверхность с ходовым винтом, например трапециидальной формы, при этом на боковых поверхностях винтовой нарезки, как с левой, так и с правой стороны, в гайке выполнены карманы с вихревыми гидростатическими соплами, соединенными посредством дроссельных каналов, с распределительными каналами, которые в свою очередь соединены через дроссели с подающей магистралью, а насос, размещенный в масляной ванне, и параллельно установленный ему обратный клапан связаны с подающей магистралью через фильтр с дросселями распределительных каналов, соответственно для правой и левой сторон винтовой нарезки в гайке, при этом сливной ванной для рабочего тела служит емкость, гидравлически связанная с масляной ванной.

На фиг.1 представлена схема гидростатической передачи ходовой винт-гайка, на фиг.2 - схема вихревого сопла в гидростатическом кармане.

Передача ходовой винт-гайка с вихревым гидростатическим соплом (фиг.1) содержит ходовой винт 7, охватываемый гайкой 6 с винтовой нарезкой, имеющей эквидистантную (конгруэнтную) винтовую поверхность с ходовым винтом 7, например трапециидальной формы, при этом на боковых поверхностях винтовой нарезки, как с левой, так и с правой стороны, в гайке 6 выполнены карманы 13 с соплами, соединенные посредством дроссельных каналов, например 11 и 12 с левой стороны (на чертеже с правой стороны дроссельные каналы показаны пунктирной линией), с распределительными каналами, например 10 с левой стороны (на чертеже с правой стороны распределительный канал показан пунктирной линией), которые в свою очередь соединены через дроссели 4 и 5 с подающей магистралью.Карманы 13 представляют собой углубления в боковой поверхности винтовой нарезки гайки 6, например в виде отверстий круглой или некруглой формы, связанные гидравлически с дроссельными каналами.

Насос 1, размещенный в масляной ванне 8, и параллельно установленный ему обратный клапан 2 связаны с подающей магистралью через фильтр 3 с дросселями 4 и 5 распределительных каналов соответственно для правой и левой сторон винтовой нарезки в гайке 6. Сливной ванной для рабочего тела (смазочного материала, масла) служит емкость 9, гидравлически связанная с масляной ванной 8.

Сопло, расположенное в гидростатическом кармане 13 (фиг.2), состоит из цилиндрического корпуса 14 с цилиндрической полостью 15 внутри корпуса, в которой установлена цилиндрическая вставка-завихритель 17, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 18, а внутри которой выполнен расширяющийся конический канал 16. Вставка-завихритель 17 фиксируется в цилиндрической полости 15 корпуса сопла и может быть выполнена из износостойкого материала.

Передача ходовой винт-гайка с вихревым гидростатическим соплом работает следующим образом.

Передача ходовой винт-гайка работает в условиях трения со смазочным материалом.

Насос 1, размещенный в масляной ванне 8, подает через фильтр 3 к дросселям 4 и 5 распределительных каналов, расположенных в гайке 6, смазочный материал. Сливной ванной для рабочего тела (смазочного материала, масла) служит емкость 9, гидравлически связанная с масляной ванной 8,

Сопло для распыления смазочной жидкости работает следующим образом.

Жидкость поступает в сопло двумя путями: через расширяющийся конический канал 16 и периферийные винтообразные нарезные каналы 18 вставки-завихрителя 17. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах вставки-завихрителя 17 и одновременно движется в осевом направлении по расширяющимуся коническому каналу 16. В результате на выходе происходит взаимодействие этих потоков с их дополнительной турбулизацией и дроблением с образованием мелкодисперсной фазы. Такой поток жидкости на выходе из сопла хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелкодисперсно распределяется по поверхности контакта винт-гайка.

В этой передаче износ винта 7 и гайки 6 практически отсутствует. Передача практически беззазорная, обеспечивает повышенную точность, при этом КПД передачи достигает величины - 0,99. По сравнению с «передачей ходовой винт-гайка трения», «ходовой винт-гайка качения» она имеет несколько меньшую жесткость и несущую способность вследствие наличия масляного клина.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования движения. Гидростатическая передача винт-гайка содержит винт и гайку с трапецеидальной резьбой. На боковых поверхностях винтовой резьбы гайки выполнены карманы с вихревыми гидростатическими соплами. Указанные карманы соединены посредством дроссельных каналов с распределительными каналами, которые через дроссели соединены с подающей магистралью. Hасос, размещенный в масляной ванне, и обратный клапан связаны с подающей магистралью через фильтр. Сливной ванной для рабочего тела служит емкость, гидравлически связанная с масляной ванной. Технический результат - повышение КПД, долговечности и надежности передачи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Передача ходовой винт-гайка с вихревым соплом, содержащая ходовой винт, охватываемый гайкой с винтовой нарезкой, отличающаяся тем, что гайка имеет эквидистантную винтовую поверхность с ходовым винтом, например трапецеидальной формы, при этом на боковых поверхностях винтовой нарезки как с левой, так и с правой стороны, в гайке выполнены карманы с вихревыми гидростатическими соплами, соединенными посредством дроссельных каналов с распределительными каналами, которые, в свою очередь, соединены через дроссели с подающей магистралью, а насос, размещенный в масляной ванне, и параллельно установленный ему обратный клапан связаны с подающей магистралью через фильтр с дросселями распределительных каналов соответственно для правой и левой сторон винтовой нарезки в гайке, при этом сливной ванной для рабочего тела служит емкость, гидравлически связанная с масляной ванной.

2. Передача ходовой винт-гайка с вихревым соплом по п.1, отличающаяся тем, что каждое из сопел, расположенное в гидростатическом кармане, состоит из цилиндрического корпуса с цилиндрической полостью внутри корпуса, в которой установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, а внутри которой выполнен расширяющийся конический канал, при этом вставка-завихритель фиксируется в цилиндрической полости корпуса сопла и выполнена из износостойкого материала.