Аксиально-поршневая гидромашина с шатунным приводом бескарданного типа Советский патент 1991 года по МПК F04B1/20 

Изобретение относится к аксиально- поршневым гидромашинам и может быть использовано в различных областях машиностроения.

Цель изобретения -уменьшение вибра- ции, шума и повышение долговечности.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предложенной машины, продольный разрез; на фиг.2 - поршень с шатуном, имеющим криволинейную поэерхность

Гидромзишна содержит корпус 1, блок цилиндров 2 с поршнями 3, приводной вал 4, шатуны 5 с криволинейной опорной поверхностью 6 и сферическими опорами 7 и 8, распределитель 9.

При работе гидромашины, например в режиме насоса, приводной вал 4 через сферические опоры 7 передает крутящий момент на шипуны 5. Осевое усилие шатуны 5 передают через сферические опоры 8 на поршни 3. Возвратно-поступательное движение поршней 3 в блоке цилиндров 2 осуществляет подачу или всасывание жидкости через распределитель 9. Шатуны 5 последовательно взаимодействуют с. внутренней поверхностью поршней 3, осуществляя поочередное ведение блока цилиндров 2. Каждый из шатунов 5 имеет криволинейную поверхность 6, выполненную как дуга окружности, которая взаимодействуете порш- нем,

В момент ведения шатуном бп.ока ци- пиндров сила давления Р между шатуном и поршнем действует перпендикулярно касательной в теоретической точке контакта и проходит через центр окружности. Это позволяет полностью использовать приложенную силу в месте контакта для совершения полезной работы, так как избегаем разложения ее на составляющие. На- правление действах силы Р составляет с осью шатуна угол, равный 90- б градусов. Высота h приложения силы Р выбирается из условия равноплечего рычага и находится посередине между центрами сферических опор 7 и 3, что позволяет более равномерно распределить нагрузки между опорами.

Контур поверхности контакта поршня с криволинейной поверхностью шатуна представляет собой эллипс. Это позволяет избе- жать точечного контакта и, как следствие, снизить контактные напряжения пары поршень-шатун.

Для увеличения пятна контакта и сни- жеьия контактных напряжений радиус кри- визнь: Р выбирается наибольшим, но, с другой стороны, радиус кривизны и длина дуги АКБ выбираются из условия, чтобы ее крайние точки А и Б не входили в контакт при предельных значениях допусков на

внутренний диаметр поршня и радиус шатуна,

Построение дуги АКБ производится следующим образом.

Зная номинальный диаметр поршня, номинальный угол д и задаваясь высотами точек А, К, Б по формуле находят диаметры окружностей шатуна, на которых расположены эти точки, т.е.

. dnB 2hsinc5(1)

dujЈЬТ5

где d ш диамето шатуна в месте контакта с поршнем;

d пв внутренний диаметр поршня;

h - расстояние между центром вращения шатуна и его расчетной точкой контакта с поршнем;

5- угол отклонения шатуна от оси поршня.

Далее через теоретическую точку контакта К проводится прямая под углом д к оси шагуна и радиусом, центр которого находится на этой прямой, проводим дугу через три точки А, К, Б.

Оценка качества изготовления пары поршень-шатун определяется углом отклонения шатуна от оси поршня, Для определения величины 6 используется формула, полученная аналитическим путем

sin д

dnBV4h2 + dЈB -dfiT-2h du

4h

dЈB

Шатун с криволинейной поверхностью, выполненной как дуга окружности, которая взаимодействует с поршнем в момент ведения блока цилиндров, обеспечивает уменьшение влияния допуска внутреннего диаметра поршня на отклонение максимального угла между осями шатуна и порш- ня, что влечет за собой уменьшение вибраций, шума и увеличение долговечности,

Формула изобретения Аксиально-поршневая гидромашина с шатунным приводом бескарданного типа, содержащая установленный в корпусе на валу блок цилиндров с поршнями и шатунами, имеющими опорную криволинейную поверхность, выполненную на части длины, взаимодействующей с внутренней повеох- ностью поршня, о сличающаяся тем, что, с целью уменьшения вибраций, шума и повышения долговечности, часть шатуна, взаимодействующая с поршнем, выполнена в виде дуги окружности, радиус которой в точке контакта расположен перпендикулярно поверхности поршня, а диаметр шатуна в месте контакта с поршнем выбирается из соотношения

. driB - 2h sin d

dm

где dm - диаметр шатуна в месте контакта с поршнем;

d пв- внутренний диаметр поршня;

h - расстояние между центром вращения шатуна и его расчетной точкой контакта с поршнем,

6 - угол отклонения шатуна от оси пор- шня.

Изобретение позволяет уменьшить вибрацию, шум и повысить долговечность акси s ально-поршневой гидромашины с шатунным приводом бескарданного типа В кор пусе 1 на валу 4 установлен блок цилиндров 2с поршнями (П) 3 и шатунами 5, имеющими опорную криволинейную поверхность 6. Поверхность 6 выполнена на части длины, вза имодействующей с внутренней поверхностью П 3. Часть шатуна 5, взаимо действующая с П 3, выполнена в виде дуги окружности, радиус к-рой в точке контакта расположен перпендикулярно поверхности П 3. Диаметр шатуна 5 в месте коныктг с П 3выбирается из заданного соотношения Шатун 5, взаимодействуя с П 3 в момент ведения блока цилиндров 2, оПегпечив.-км уменьшение влияния допуска внутреннею диаметра П 3 на отклонение мнкг угла мг i - ду их осями. 2 ил 0 х| N со о Ч Фиг /