Инерционная гидромеханическая передача Советский патент 1984 года по МПК F16H47/04 

Изобретение относится к гидромеханическим передачам и может быть использовано в машинах, для работы которых необходимо усилие, переменное по углу поворота рабочего органа (камнерезные машины буровые установки и др.).

Известна гидромеханическая передача, содержащая корпус, входной и выходной валы, импульсный . механизм в виде двухзвенного дифференциала с неуравновешенным звеном, две закрепленные на корпусе объемные гидромашины положительного и отрицательного импульсов, имеющие гидролинии подвода и отвода рабочей жидкости с обратными клапанами и трехзвенный дифференциальный уравновешенный механизм, коронная шестерня которого связана непосредственно с гидромашиной положительного импульса, солнечная шестерня- с солнечной шестерней неуравновешенного дифференциального механизма, а водило - с выходным валом, с которым связана гидромашина отрицательного импульса 1.

Недостатком такой передачи в применении к названным машинам является малая неравномерность крутящего момента по углу поворота выходного вала, что при обработке неоднородных материалов замедляет скорость вращения инструмента и снижает производительность труда. Для повышения производительности труда необходимо создание на йедомом валу крутящего момента, имеющего значительную неравномерность по углу поворота выходного вала.

Цель изобретения - создание в передаче выходного момента переменного по углу поворота выходного вала.

Указанная цель достигается тем, что в инерционной гидромеханической передаче, содержащей корпус, входной и выходной валы, импульсный механизм в виде двухзвенного дифференциала с неуравновешенным звеном, две закрепленные на корпусе объемные гидромащины положительного и отрицательного импульсов, имеющие гидролинии подвода и отвода рабочей жидкости с обратными клапанами и трехзвеннный дифференциальный урановещенный механизм, коронная шестерня которого связана непосредственно с гидромашиной положительного импульса,, солнечная шестерня - с солнечной шестерней неуравновешенного дифференциального механизма, а водило - с выходным валом, с которым связана гидромашина отрицательного импульса, гидромашина положительного импульса связана одной из своих гидролиний через обратный клапан с гидромашиной отрицательного импульса, которая установлена на выходном валу, при этом вторая гидролиния гидромашины положительного импульса сообщена с баком через обратный клапан, подключенный входом к баку.

На фиг. 1 предст 1В.ена кинематическая схема предлагаемой передачи; на фиг. 2 - схема движения неуравновешенного звена; на фиг. 3 - график изменения крутящего 5 момента на выходном валу; на фиг. 4 - график изме ени-я угловой скорости; на фиг. 5 - планы скоростей звеньев уравновешенного дифференциального- механизма. Инерционная гидромеханическая пере0 дача содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 валы, импульсный механизм 4 в виде двухзвенного дифференциала с неуравновешенным звеном 5, две закрепленные на корпусе 1 объемные гидромашины б и 7 по-ложительного и отрицательного импульсов,

гидролинии 8, 9 и 10, сообщающие гидромашины 6 и 7 между собой и с баком 1, с обратными клапанами 12 и 13, и трехзвенный дифференциальный урановешенный механизм 14, коронная шестерня 15 кото0 рого связана непосредственно с гидромашиной 6 положительного импульса, солнечная шестерня 16 - с солнечной шестерней 17 неуравновещенногодифференциального

механизма 4, а водило 18 - с выходным валом 3. Гидромашина 6 положительного импульса связана гидролинией 9 через обратный клапан 12 с гидромашиной 7 отрицательного импульса, которая установлена на выходном валу 3. Гидролиния 8 гидромашины 6 положительного импульса сооб0 щена с баком И через обратный клапан 13, подключенный входом к баку 11. Кроме того, неуравновещенное звено 5 имеет груз 19, создающий неуравновешенность, а уравновешенный дифференциальный механизм 14 - сателлиты 20.

Работа передачи происходит следующим образом.

Неравномерность крутящего мо.мента на выходном валу 3 обеспечивается суммированием или вычитанием инерционного мо.мента, создаваемого грузом 19, с крутящим моментом, передаваемым с входного вала 2 на выходной 3. В процессе обкатывания неуравновещенного звена 5 с грузом 19 по солнечной шестерне 17 за счет центробежной силы груза 19 от вращения входного

5 вала 2 и переменного плеча Ь; (фиг. 2) между грузом 19 и осью ОО (фиг. 2) создается инерционный момент MU (фиг. 3). Он изменяется от нуля до максимума между точками е и f и от максимума до нуля между точками f и к (положительный им0 пульс) и складывается с моментом на входном валу 2 (участок ооо, в, фиг. 3). Далее между точками, к,п, е процесс повторяется, но уже в другую сторону (отрицательный импульс) и инерционный момент Матеперь

g уже вычитается из момента на входном валу 2. Следовательно, за один оборот звена 5 проходит один цикл пульсации момента на выходном валу 3. Поскольку за один оборот входного вала 2, в зависимости от

числа зубьев шестерни 17 и звена 5, оно делает большее число оборотов, постольку частота импульсов на выходном валу 3 значительно выше частоты вращения входного вала 2.

В случае, если выходной вал неподвижен, .например заторможен, положительный импульс инерционного момента Ми воспринимается солнечными шестернями 17 и 16, сателлитами 20 и далее разделяется на два потока: коронная шестерня 15 - гидромашина 6 и водило 18 - выходной вал 3. Ротор гидромашины 6 не врашается, так как рабочая жидкость заперта клапаном 13, а гидромашина 7 момент не воспринимает вследствие возможности свободного перетекания в ней жидкости. Отрицательный имлульс инерционного момента передается аким же путем, но, в силу своего знака, воздействует на ротор гидромашины 6 в другую сторону и через клапан 12 передается на гидромашину 7 и выходной вал 3,вычитаясь из момента, передаюш,егося по пути: водило 18 - выходной вал 3.

Когда выходной вал 3 вращается, преодолевая внешнее сопротивление, то частота его вращения меньше частоты вращения входного вала 2. В период действия положиельного импульса солнечные шестерни 16 и 17 тормозятся силами инерции от отрицаельной скорости, рождаемой внешним сопротивлением (участок е, f, к, фиг. 2) до нуля и далее разгоняются в положительную торожу. Коронная шестерня 15 вращается вместе с ротором гидромашины 6. С начаом изменения угловой скорости солнечной шестерни 16 происходят соответствующие изменения угловых скоростей дифференциального механизма 14 (фиг. 4). Когда угловая скорость солнечной шестерни 16 остигает определенной величины (точка а, фиг. 4), происходит изменение направления ействия окружной силы на коронной щестерне 15 и соответственно отмечается тенденция к изменению направления ее вращения. По этой причине ротор гидромашины 6 замыкается на корпус 1 посредством 13, тогда коронная шестерня 15 останавливается, и происходит передача инерционного момента по пути: водило 18 - выходной вал 3, в положительной фазе цикла (фиг. 4). В период дейтсвия отрицательного импульса

(участок к, п,е, фиг. 2) соответственно изменяется направление действия сил Р на зубья шестерни 17, она тормозится до полнсхй остановки и далее разгоняется в обрат5 ную сторону. В процессе разгона изменяется соотношение угловых скоростей в дифференциальном механизме 14 и направление действия окружной силы на коронной шестерне 15, которая начинает вращаться вмес0 те с ротором гидромашины 6, которая начинает подавать через гидролинию 9 и клапан

12,рабочую жидкость в гидромашину 7, передавая ей энергию отрицательного импульса. Одновременно водило 18 получает через дифференциальный механизм положи5 тельный импульс. Таким образом, на выходном валу 3 суммируются два противоположно направленных импульса инерционного момента. Соотношение величины положительной и отрицательной частей импульсов

Q момента на выходном валу 3 определяется параметрами механического и гидравлического потоков энергии. Следовательно, на выходной вал 3 передачи в положительной и отрицательной фазах цикла действуют различные сумматорные импульсы моментов,

5 которые и создают пульсирующее по величине усилие, создаюш,ее благоприятные условия работы инструмента при обработке неоднородных материалов.

Когда момент внещних сопротивлений

Q становится соизмеримым с моментом приводного двигателя, передача работает в режиме динамической муфты, т. е. звенья 5 не вращаются относительно своих осей и дифференциальный механизм 4 вращается как одно целое, коронная щестерня 15 удержи5 вается гидромашиной 6, запертой клапаном

13,гидромащина 7 вращается вхолостую, момент на выходной вал 3 передается через водило 18 в соответствии с передаточным отношением дифференциального механизма 14.

Одновременно двигатель машины защищен от перегрузок, так как в случае заклинивания рабочих органов звенья 5 обкатываются по неподвижной солнечной тестер не 17.

5Таким образом, предлагаемая передача

обеспечивает создание выходного момента, переменного по углу поворота выходного вала.

фиг.г

Ми.

иеЛ

ИНЕРЦИОННАЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая корпус, входной и выходной валы, импульсный механизм в виде двухзвенного дифференциала с неуравновешенным звеном, две закрепленные на корпусе объемные гидромашины положительного и отрицательного импульсов, имеюш,ие гидролинии подвода и отвода рабочей жидкости с обратными кла4 f9 го /5 f сригА панами и трехзвенный дифференциальный урановешенный механизм, коронная шестерня которого связана непосредственно с гидромашиной положительного импульса, солнечная шестерня - с солнечной шестерней неуравновешенного дифференциального механизма, а водило - с выходным валом, с которым связана гидромашина отрицательного импульса, отличающаяся тем, что, с целью создания выходного момента, переменного по углу поворота выходного вала, гидромашина положительного импульса связана одной из своих гидролиний через обратный клапан с гидромашиной отрицательного импульса, которая установлена на выходном валу, а вторая гидролиния гидромашины положительного импульса сообшена с баком через обратный клапан, подключенный входом к баку. 863