/J
ФигА
Изобретение относится к машиностроению, касается гидромашин вращательного действия эластичными рабочими камерами и может найти применение в различных областях народного хозяйства для привода рабочих органов в режиме программного регулирования или для перекачки жидкостей в насосном режиме.
Целью изобретения является расширение технологических возможностей машины за счет безынерционного регулирования величинами крутящего момента, угловой частоты, расхода рабочей жидкости гидросистемы, а также направлением вращения и угловым положением ротора путем автоматического управления вышеуказанными параметрами, и повышение ее КПД.
На фиг. 1 показана гидромашина, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - поперечный разрез с вариантом распора в виде кулачка с гибким кольцом и телами качения; на фиг. 4 - поперечный разрез гидромашины с кулачком в виде жесткого эллипсного кулачка; на фиг. 5 - вариант ротора в виде водил с сателлитами-шарами, фрикционно связанными с валом, помещенным в гибкое кольцо; на фиг. 6 - продольный разрез гидромашин, ротор которой связан с рабочими камерами посредством волновой зубчатой передачи; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 6 и фиг. 9; на фиг. 8 - схема условно развернутых эластичных рабочих камер с изображением схемы управления работой гидромашины посредством электрических связей по программе; на фиг. 9 - вариант гидромашины по фиг. 6,продольный разрез; на фиг. 10 - рабочая камера по фиг. 2, вариант.
Гидромашина (фиг. 1-5) состоит из корпуса 1 с торцовыми крышками 2 и 3 с впускными и выпускными окнами 4 и 5. В цен- ,тральных отверстиях торцовых крышек 2 и 3 установлен вал 6 с ротором 7, закрепленным на нем неподвижно.
В зазоре между корпусом 1 и ротором 7 установлена эластичная разделительная перегородка 8 с образованием рабочих камер 9, с рабочей жидкой средой 10, которые герметично закреплены вдоль образующих на поверхностях корпуса 1 и относительно поверхностей торцовых крышек 2 и 3. Рабочие камеры 9 сообщаются посредством патрубков подвода 11 через впускные управляемые клапаны 12 с источником давления 13.
Патрубки отвода 14, подключенные к выходам рабочих камер 9, соединены в определенном порядке со сливными управляемыми клапанами 15. Рабочие камеры 9 (фиг. 3) могут быть выполнены в виде эластичного пальца 16, герметично прикрепленного к корпусу 1 посредством осей 17, а между гибким кольцом 18 и распором 7 установлены тела качения 19 (шарики или ролики).
Ротор 7 (фиг. 4) может быть выполнен в виде симметричного эллипсного кулачка, закрепленного на валу 6, вокруг которого в гибкой кольце 18 установлены
тела качения 19.
Ротор 7 (фиг. 5) может быть выполнен в виде водила 20 с сателлитами 21, например шарами, связанными с валом б при помощи фрикционной передачи.
Гидромашина (фиг. 6 и 7) состоит из корпуса f, жестко закрепленного на валу 6, являющегося осью для цилиндрического ротора 22 с ограничителями 23, имеющего зубья 24 на внутренней поверхности, расположенные вдоль его образующей.
В зазоре между корпусом 1 и ротором 22 размещены эластичные рабочие камеры 9, герметично зафиксированные в окружном направлении вокруг корпуса 1, причем закреплены поверхности рабочих камер 9 сопрягающиеся с корпусом 1.
Между свободно размещенными поверхностями рабочих камер 9 и ротором 22 установлен гибкий сепаратор, заполненный телами качения 19, внутренняя обойма которого выполнена в виде гладкого гибкого
5 кольца 18, а наружная - в виде гибкого кольца 25, имеющего зубья 26 на наружной поверхности.
Гидромашина, (показанная на фиг. 9), является вариантом гидромашины фиг. 6 и 7. Она отличается тем, что корпус 1 закреп0 лен, а ротор 22 имеет выходной вращающийся вал 6.
Эластичные рабочие камеры 9, (фиг. 10) могут быть разделены на секции перегородками 27, расположенными вдоль цилиндрической образующей рабочих камер 9, при5 чем секции связаны между собой посредством дроссельных отверстий 28, при этом входные и выходные патрубки 11 и 14 расположены в одной и той же секции. Такое разделение рабочих камер на секции
0 производят преимущественно в том случае, когда применяют волновую передачу с зубьями небольшого модуля.
Гидромашина (фиг. 8) имеет две цепи - гидравлическую (изображена на схеме сплошными линиями) и электрическую
5 (изображена пунктиром).
Гидравлическая цепь состоит из источника давления 13, впускных управляемых клапанов 12, патрубков подвода 11, патрубков отвода 14, рабочих 9 камер и связана со сливными управляемыми клапанами 15
0 гидравлически, причем управляемые впускные клапаны 12 и сливные управляемые клапаны 15 могут быть соединены с несколькими рабочими камерами 9 в определенной закономерности в окружном направлении. Например, каждая пара диаметрально противоположных камер 9 может быть соединена с одним впускным управляемым клапаном 12 и одним сливным управляемым клапаном 15.
Управляемые впускные клапаны 12 и управляемые сливные клапаны 15 связаны электрической цепью через регулирующие устройства 29 с программным регулятором, например микропроцессором 30, причем регу- g лирующих устройств 29, в зависимости от их мощности, может быть меньше, чем управляемых клапанов 12 и 15.
Гидромашина работает следующим образом.
личивают результирующую силу, заставляющую ротор 7 поворачиваться.
Подача рабочей среды может осуществляться и по другим схемам.
Для уменьшения трения между стенками рабочих камер 9, или поверхностью гибкого кольца 18 и поверхностью ротора 7 устанавливают тела качения 19 в виде роликов или шариков (фиг. 3).
Работа гидромашины (фиг. 4 и 5), созВ случае работы гидромашины в режи- Ю дающей большой крутящий момент на валу 6, ме двигателя рабочую среду под давле- происходит следующим образом.
Рабочую среду 10 подают через управляемые впускные клапаны 12 в рабочие
камеры 9, находящиеся в I и III четвер- 15 тях круга, а слив производят из камер 9, находящихся во II и IV четвертях, через управляемые сливные клапаны 15. При этом возникает момент от пары равнодействующих сил, возникающих в I и III четвертях, при этом крутящий момент больше,
нием подают в рабочие камеры 9 в определенной последовательности, а слив производят тоже в определенной последовательности.
Гидромашина (фиг. 1 и 2) в данном случае работает следующим образом.
С помощью источника давления 13 жидкую рабочую среду 10 подают через впускные управляемые клапаны 12. Патрубки подвода 11 торцовой крышки 2 в рабочие 20 чем в случае одностороннего ротора, и на- камеры 9, расположенные во П четвертиправлен против часовой стрелки,
круга (фиг. 2), либо в рабочие камеры 9,Дальнейшее управление ротором 7 произнаходящиеся во II и III четвертях круга, водят две симметричные волны давления, т. е. в левой половине, отделены вер-создающие пару сил, в результате чего
тикальной осью. Слив производят либо из 25 происходит равномерное, симметричное на- камер 9, находящихся в четверти кругагружение вала 6 большой величиной крутящего момента.
Число клапанов 12 и 15 можно -мень- шить путем соединения одного клапана 12 и одного клапана 15 с несколькими рабо(фиг. 2), либо из камеры 9, находящихся в правой половине круга (I и IV четверти) .
Рабочие камеры 9, находящиеся в левой
половине круга (фиг. 2) гидромашины, под 30 чими камерами 9, например с двумя или
личивают результирующую силу, заставляющую ротор 7 поворачиваться.
Подача рабочей среды может осуществляться и по другим схемам.
Для уменьшения трения между стенками рабочих камер 9, или поверхностью гибкого кольца 18 и поверхностью ротора 7 устанавливают тела качения 19 в виде роликов или шариков (фиг. 3).
Работа гидромашины (фиг. 4 и 5), создающей большой крутящий момент на валу 6, происходит следующим образом.
камеры 9, находящиеся в I и III четвер- тях круга, а слив производят из камер 9, находящихся во II и IV четвертях, через управляемые сливные клапаны 15. При этом возникает момент от пары равнодействующих сил, возникающих в I и III четвертях, при этом крутящий момент больше,
чем в случае одностороннего ротора, и на- правлен против часовой стрелки,
Изобретение позволяет расширить функциональные возможности гидромашины обеспечения регулирования величины крутящего момента, угловой скорости вращения и ее реверсирования, расхода рабочей жидкости, упростить конструкцию, повысить точность углового перемещения, плавно изменить нагрузки на отдельные участки ротора (Р) в заданном направлении и осуществить дистанционность программного управления рабочими параметрами. В центральных отверстиях торцовых крышек 2 и 3 корпуса 1 установлен вал 6 с Р 7. В зазоре между корпусом 1 и Р 7 размещена эластичная перегородка 8 с образованием рабочих камер 9 и закреплена на внутренней поверхности корпуса 1. В патрубках 11 и 14 подвода и отвода рабочей среды установлены клапаны 12 и 15. Впускные и выпускные окна 4 и 5 выполнены в каждой камере 9. Перегородка 8 установлена на Р 7 свободно. Р 7 выполнен в виде симметричного эллипсного кулачка или в виде размещенных в гибком кольце водила с сателлитами, имеющими форму тел качения. Второй Р может быть выполнен в виде жесткого цилиндра с зубьями. Камеры 9 выполнены в виде отдельных секций, соединенных между собой дроссельными отверстиями. Управляемые клапаны 12 и 15 связаны регулирующим устройством с программным регулятором. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.
давлением растягиваются и начинают действовать на ротор 7, нагружая его поверхность равномерной нагрузкой. В связи с тем, что ротор 7 имеет выступ, направленный Вверх, результирующая сила давления во II
четверти круга больше, чем в I поэтому 35 Р°та с достаточной точностью, результирующая сила левой половины больнесколькими диаметрально п ными.
Данная схема гидромашин устойчивым угловым положени что позволяет регулировать уг
ше, чем правой, что создает крутящий момент, направленный по часовой стрелке, который поворачивает ротор 7 и жестко соединенный с ним вал 6 по часовой стрелке.
В дальнейшем включают сливные управляемые клапаны 15, соединенные с рабочими камерами 9, находящиеся по ходу часовой стрелки от крайней камеры 9, в которой до этого производится слив рабочей среды по очереди, друг за другом. Таким же образом, одновременно, в рабочих камерах 9, расположенных диаметрально противоположными тем, в которых включается слив, включается управляемый клапан 12
Работа гидромашины (фиг. 6, 7 и 9) происходит следующим образом.
Управляемые клапаны 12 и 15 подключены таким образом, что один клапан 12 и один клапан 15 управляет-давлением в двух диаметрально противоположных камерах 9, создавая две волны давления. Дальнейшее управление давлением производят в нужном направлении, причем управ- 45 ление сливом происходит в двух диаметрально противоположных рабочих камерах 9, создавая вращающуюся волну давления по или против часовой стрелки. Волна давления, разжимая гибкое кольцо 25, имеющее на наружной поверхности зубья 26, вводит
подачи рабочей жидкости в камеру 9. Таким 50 зубья в зацепление в двух диаметрально
образом создается волна давления и слива рабочей среды в диаметрально противоположных рабочих камерах 9, что и вращает ротор 7 и вал 6 в ту же сторону.
Для изменения направления вращения вала б достаточно перемещать волну давления в противоположную сторону.
Величина крутящего момента регулируется сливными управляемыми клапанами 15. Увеличивая слив из рабочих камер 9, уве55
противоположных сторонах гибкого зубчатого кольца 25, а при вращении двух волн давления зубчатый ротор 22 получает вращение в сторону, противоположную направлению вращения волн давления.
Особенностью данного варианта является то, что корпус закреплен на валу 6 неподвижно, причем вал 6 является осью гидромашнны, а вращающийся зубчатый
несколькими диаметрально противоположными.
Данная схема гидромашины отличается устойчивым угловым положением ротора 7, что позволяет регулировать угол его повоРабота гидромашины (фиг. 6, 7 и 9) происходит следующим образом.
Управляемые клапаны 12 и 15 подключены таким образом, что один клапан 12 и один клапан 15 управляет-давлением в двух диаметрально противоположных камерах 9, создавая две волны давления. Дальнейшее управление давлением производят в нужном направлении, причем управ- 5 ление сливом происходит в двух диаметрально противоположных рабочих камерах 9, создавая вращающуюся волну давления по или против часовой стрелки. Волна давления, разжимая гибкое кольцо 25, имеющее на наружной поверхности зубья 26, вводит
0 зубья в зацепление в двух диаметрально
5
противоположных сторонах гибкого зубчатого кольца 25, а при вращении двух волн давления зубчатый ротор 22 получает вращение в сторону, противоположную направлению вращения волн давления.
Особенностью данного варианта является то, что корпус закреплен на валу 6 неподвижно, причем вал 6 является осью гидромашнны, а вращающийся зубчатый
ротор 22 может быть использован в виде ведущего колеса (зубчатого или гладкого, например, колесо автомобиля и т. д., фиг. 6 и 7.
В варианте фиг. 9 корпус 1 закрегг- лен неподвижно, а вал 6, жестко связанный с цилиндрическим зубчатым ротором 22, установлен с возможностью вращения
Работа в режиме двигателя с программным дистанционным управлением и электрической связью происходит следующим образом (фиг. 8).
В задающее устройство микропроцессора (30) набирают программы работ каждой рабочей камеры 9, или нескольких рабония перекачиваемой жидкости, что позволяет расширить ее технологические возможности.
Формула изобретения
При работающем источнике давления 13 в камере 9 гидромашины одного из указанных вариантов рабочую жидкость 10 подают через впускные управляемые клапаны 12 в определенном порядке и в определенном порядке производят слив через управляемые сливные клапаны 15.
Управлением давления в рабочих камерах 9 производят в тех же последовательностях, которые указаны при описании вариантов работы гидромашины, и осуществляют посредством электрических сигналов, вырабатываемых регулирующими устройствами 29 в последовательности, заданной программой, набранной в задающем устройстве микропроцессора 30 или установленной в другом типе программного регулятора.
В случае работы гидромашины в качестве насоса ее работа осуществляется следующим образом.
лирования величин крутящего момента, угловой скорости вращения и ее реверсирования, расхода рабочей жидкости, гидромашина снабжена управляемыми клапанами и патрубками подвода и отвода рабочей
20 среды, в последних установлены клапаны, при этом впускные и выпускные окна выполнены в каждой рабочей камере, а разделительная перегородка установлена на роторе свободно.
„с 2. Гидромашина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, диаметрально противоположные рабочие камеры сообщены с патрубками подвода и отвода рабочей среды, в каждой из которых установлен управляемый клапан.
30 3. Гидромашина по п. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью увеличения крутящего момента, ротор выполнен в виде симметричного эллипсного кулачка.
Источник давления 13 воздает подпор 35 размещенных в гибком кольце водила с
сразу во всех рабочих камерах 9. Вращением ротора 7 через вал 4 (фиг. 1-5)
или вращением ротора 22 (фиг. 6-8), производят поочередное сжатие рабочих камер 9 в последовательности, обратной ра боте гидромапжны как двигателя. При этом происходит вытеснение рабочей жидкой среды 10 через управляемые клапаны 15 в магистраль из тех рабочих камер 9, которые сжимает ротор 7, либо ротор 22.
сателлитами, имеющими форму тел качения и связанными с валом при помощи фрикционной передачи.
торые ротора 7 ослабевает, происходит подпитка жидкой рабочей среды 10.
Величину давления нагнетания регулируют по программе посредством управления сливными управляемыми клапанами 15.
валу, при этом в зазоре между ротором и статором установлен гибкий сепаратор с телами качения, внутреннее кольцо сепаратора выполнено тонким и гладким, а на внешней поверхности наружного кольца выполТаким образом, гидромашина работает 50 йены зубья с возможностью сопряжения
в режиме двигателя и насоса, при этом возможно безынерционное регулирование параметров гидромашины, работающей в режиме двигателя - величины и направления крутящего момента, угловой частоты, углового
с зубьями ротора.
ния перекачиваемой жидкости, что позволяет расширить ее технологические возможности.
Формула изобретения
среды, в последних установлены клапаны, при этом впускные и выпускные окна выполнены в каждой рабочей камере, а разделительная перегородка установлена на роторе свободно.
размещенных в гибком кольце водила с
сателлитами, имеющими форму тел качения и связанными с валом при помощи фрикционной передачи.
валу, при этом в зазоре между ротором и статором установлен гибкий сепаратор с телами качения, внутреннее кольцо сепаратора выполнено тонким и гладким, а на внешней поверхности наружного кольца выполйены зубья с возможностью сопряжения
с зубьями ротора.
А-А
Фиг. 2
ФигА
рабочими параметрами, управляемые клапаны связаны посредством регулирующего устройства с программным регулятором.
Фиг.З
10
Фиг.З
Vi 9 19 7 7
Фиг.6
П
16
к
25
2В
фиг.7
Фиг.8
19
22
ГЗ
27
28
19
| Гидромашина | 1980 |
|
SU909287A1 |
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
