Цапфенный распределитель Советский патент 1992 года по МПК F04B1/04 F03C1/04 

Изобретение относится к гидравлическому оборудованию, а именно к объемным двухрядным гидромашинам однократного действия с цапфенным распределением рабочей жидкости, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Известен цапфенный распределитель двухрядной радиально-поршневой гидромашины однократного действия, содержащий выполненные в цапфе и разделенные перемычками два ряда распределительных окон высокого и низкого давления и два кольцевых коллектора высокого и низкого давления, каждый из которых снабжен примыкающей к нему разгрузочной канавкой, причем окна высокого давления каждого ряда расположены оппозитно одно другому

относительно нейтральной плоскости, проходящей через центр перемычек, разгрузочная канавка, примыкающая к коллектору высокого давления, расположена оппозитно распределительному окну высокого давления первого ряда, а разгрузочная канавка, примыкающая к коллектору низкого давления, расположена оппозитно распределительному окну низкого давления первого ряда.

Недостатком известного распределителя является узкая область его применения, ограниченная использованием в гидромашинах с нерегулируемым рабочим объемом.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения ступенчатого регулирования рабочего объема гидромашины.

VJ СО

Ю 00 О

Поставленная цель достигается тем, что цапфенный распределитель двухрядной радиально-поршневой гидромашины однократного действия, содержащий выполненные в цапфе и разделенные пере- мычками два ряда распределительных окон высокого и низкого давления и два кольцевых коллектора высокого и низкого давления, каждый из которых снабжен примыкающей к нему разгрузочной канавкой, причем окна высокого давления каждого ряда расположены оппозитно одно другому относительно нейтральной плоскости, проходящей через центр перемычек, разгрузочная канавка, примыкающая к коллектору высокого давления, расположена оппозитно распределительному окну высокого давления первого ряда, а разгрузочная канавка, примыкающая к коллектору низкого давления, расположена оппозитно рас- пределительному окну низкого давления первого ряда, согласно изобретению снабжен двумя дополнительными кольцевыми коллекторами высокого и низкого давления, расположенными между первым рядом рас- пределительных окон и основными коллекторами, при этом последние сообщены с соответствующими распределительными окнами высокого и низкого давления первого ряда, а дополнительные коллекторы сообще- ны с соответствующими распределительными окнами второго ряда.

Введение двух дополнительных кольцевых коллекторов на поверхности цапфы позволяет использовать ее в гидромашине с регулируемым рабочим объемом, ступенчатое изменение которого осуществляется за счет переключения параллельного питания двух оппозитно расположенных рядов поршней на последовательное.

Сообщение каждого дополнительного коллектора с распределительными окнами высокого или низкого давления второго ряда позволяет минимизировать осевой габарит цапфы за счет уменьшения ширины распределительных окон первого ряда и полукольцевых разгрузочных канавок.

На фиг. 1 изображен радиально-поршневой гидромотор с цапфенным распределителем, продольный разрез; на фиг. 2развертка боковой поверхности цапфы с предлагаемым согласно изобретению расположением дополнительных кольцевых коллекторов; на фиг. 3 - развертка боковой поверхности цапфы с расположением до- полнительных кольцевых коллекторов на периферии цапфы; на фиг. 4 - развертка боковой поверхности цапфы и эпюры давлений на уплотнительных поясках, распределительных окнах и кольцевых коллекторах

при максимальном рабочем объеме гидромотора; на фиг. 5 - то же, при реверсе гидромотора; на фиг. 6 - то же, при уменьшенном рабочем объеме гидромотора; на фиг. 7 - то же, при реверсе гидромотора, работающего с уменьшенным рабочим объемом.

Радиально-поршневой гидромотор однократного действия с регулируемым рабочим объемом и цапфенным распределителем содержит блок цилиндров 1 с двумя рядами цилиндров 2 и 3, в которых установлены поршни 4, взаимодействующие с эксцентриками 5 и 6 вала 7, цапфенный распределитель 8, установленный в осевой расточке блока цилиндров 1 и соединенный с валом 7 муфтой 9. Каналы 10 и 11 блока цилиндров служат для сообщения цилиндров 2 и 3 с распределительными окнами 12 и 13 цапфы 8.

Цапфенный распределитель 8 содержит выполненные на теле цапфы и разделенные перемычками два ряда распределительных окон 12 (первого ряда) и 13 (второго ряда), каждый из которых содержит окна высокого (Н) и низкого (С) давлений (фиг. 2-7). Ширина окон 12 первого ряда выполнена большей, чем ширина окон 13 второго ряда.

На теле цапфы также выполнены дополнительные кольцевые коллекторы 14 и 15 и кольцевые коллекторы 16 и 17с примыкающими к ним полукольцевыми разгрузочными канавками 18 и 19. Дополнительные кольцевые коллекторы 14 и 15 размещены между распределительными окнами 12 первого ряда и кольцевыми коллекторами 16 и 17 и сообщены с распределительными окнами 13 второго ряда. Кольцевые коллекторы 16 и 17 сообщены с распределительными окнами 12 первого ряда. Каналы 20, 21,22 и 23 в блоке цилиндров 1 сообщены с магистралями гидросистемы и кольцевыми коллекторами 14, 15,16 и 17, соответственно.

Различная ширина распределительных окон 12 и 13 первого и второго рядов в совокупности с полукольцевыми разгрузочными канавками 18 и 19, непосредственно примыкающими к кольцевым коллекторам 16 и 17, обеспечивает гидростатическую разгрузку распределителя. Гидромотор с предлагаемым распределителем работает следующим образом.

При подводе рабочей жидкости под давлением в кольцевые коллекторы 15 и 16 цапфы распределителя 8 и далее через распределительные окна 12 и 13 высокого давления Н первого и второго рядов, каналы 10 и 11 блока цилиндров 1 к цилиндрам 2 и 3 поршни 4 воздействуют на эксцентрики 5 и 6 вала 7, приводя последний во вращение. Отработанная рабочая жидкость поступает

через распределительные окна 12 и 13 низкого давления С первого и второго рядов к кольцевым коллекторам 14 и 17 и далее через каналы 20 и 23 в сливную магистраль.

При уменьшении рабочего объема (фиг. 6 и 7) гидромотора с помощью внешнего распределителя осуществляется переключение питания цилиндров с последовательного на параллельное. При этом происходит изменение в 2 раза величины давления в одном из распределительных окон каждого ряда 12 и 13: увеличение до Н/2 в одном из окон низкого давления С и снижение до Н/2 в одном из окон высокого давления Н (характер изменения давлений показан с по- мощью эпюр).

Благодаря указанному порядку сообщения распределительных окон с кольцевыми коллекторами и наличию разгрузочных канавок 18 и 19 на торцах кольцевых коллекто- ров 16 и 17 равнодействующие сил давлений равны между собой и лежат на одной прямой, что позволяет разгрузить распределитель от действия сил и моментов при максимальной и уменьшенном значениях рабочего объема гидромотора.

Таким образом, благодаря расположению дополнительных кольцевых коллекторов 14 и 15 на теле цапфы 8 между распределительными окнами 12 первого ряда и кольце- выми коллекторами 16 и 17 и сообщению их с окнами 13 второго ряда сокращается ширина окон 12 и разгрузочных полукольцевых канавок 18 и 19 и, соответственно, длина цапфы по сравнению с вариантом конструкции (фиг. 3), в которой дополнительные коллекторы расположены по периферии цапфы (размеры bi и ba, ai и az). Расчеты показывают, что выполнение распределителя согласно изобретению (фиг. 2) позволяет 2

/,

сократить осевой габарит распределения Б пределах 10% и габариты и массу гидромашины в целом.

Формула изобретения Цапфенный распределитель двухрядной радиально-поршневой гидромашины однократного действия, содержащий выполненные в цапфе и разделенные перемычками два ряда распределительных окон высокого и низкого давления, при этом окна высокого давления каждого ряда расположены оппозитно одно другому относительно нейтральной плоскости, проходящей через центр перемычек, два кольцевых коллектора высокого и низкого давления, каждый из которых снабжен примыкающей к нему разгрузочной канавкой, причем разгрузочная канавка, примыкающая к коллектору высокого давления, расположена оппозитно распределительному окну высокого давления первого ряда, а разгрузочная канавка, примыкающая к коллектору низкого давления, расположена оппозитно распределительному окну низкого давления первого ряда, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения ступенчатого регулирования рабочего объема гидромашины, он снабжен двумя дополнительными кольцевыми коллекторами высокого и низкого давления, расположенными между первым рядом распределительных окон и основными коллекторами, при этом последние сообщены с соответствующими распределительными окнами высокого и низкого давления первого ряда, а дополнительные коллекторы сообщены с соответствующими распределительными окнами второго ряда.

9 ю 8 & Л

//

1221

йй

Изобретение м.б. использовано в объемных двухрядных гидромашинах однократного действия. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей цапфенного распределителя путем обеспечения ступенчатого регулирования рабочего объема. В цапфе выполнены и разделены перемычками два ряда распределительных окон высокого и низкого давления. Окна высокого давления каждого ряда расположены оппозитно одно другому относительно нейтральной плоскости, проходящей через центр перемычек. Каждый из кольцевых коллекторов снабжен примыкающей к нему разгрузочной канавкой. Канавка, примыкающая к коллектору высокого давления, расположена оппозитно распределительному окну высокого давления первого ряда. Канавка, примыкающая к коллектору низкого давления, расположена оппозитно окну низкого давления первого ряда. Дополнительные коллекторы высокого и низкого давления расположены между первым рядом окон и основными коллекторами, к-рые сообщены с соответствующими окнами высокого и низкого давления первого ряда, а дополнительные - с окнами второго ряда. 7 ил. СП

с

tf

. 2

$щ

Щ

i

i

JU.

с

J

I

I

Co

L:

I I i l i , .J |

JL,J fc

: f fO

-J CO

o

CO

о

,J

н

2 +

Ч

Фиг.б

fi

I

Н

&

н

ъ2

т