Аксиально-поршневая гидромашина Советский патент 1992 года по МПК F04B1/20 

Изобретение относится к бронетанковой технике, колесным многоосным автомобилям специального назначения, строительно-дорожным машинам, универсально-пропашным и промышленным тракторам большой мощности

Цель изобретения - уменьшение габаритов аксиально-поршневой гидромашины, имеющей схему наклонный диск, что достигается за счет выполнения на наклонном диске зубчатых секторов, входящих в зацепление с рейками на поршнях гидроцилиндров, при этом диаметр Do делительной окружности зубчатых секторов определяется из следующего соотношения

Do

У

где L - величина перемещения оси наклонного диска;

у- угол наклона диг.кз в радианах.

В связи с тем, что нагрузка от поршней гидромашины на наклонный дигк воспринимается зубьями рейки и секторов радиус

кривизны которых значительно превышает радиус тел качения роликоподшипников люльки в гидромашине - прототипе, то при равных контактных напряжениях на поверхностях тел качения габариты наклонного диска с секторами и рейками должны быть меньше габаритов люльки с подшипниками качения Наличие упомянутого соотношения между величинами Do, L, у обеспечивает такое осевое перемещение L наклонного диска, которое требуется для устранения дополнительного вредного объема в поршневых камерах гидромашины.

На фиг. 1 приведен продольный разрез предлагаемой аксиально-поршневой гидромашины, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг 3 показано радиальное сечение наклонного диска в сборе с зубчатыми секторами; на фиг 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез в положении максимального угла наклонного диска с системой регулирования давления в устройстве управления.

Гидромашина выполнена с конусным расположением поршней и содержит корпус 1, распределительный коллектор 2,

(Л

ел о о о ел

опорную крышку 3, ротор 4, установленный на подшипниках скольжения 5 и содержащий в отверстиях б поршни 7 с башмаками 8, опирающиеся на сферическую поверхность 9 наклонного диска 10 и удерживаемые на этой поверхности с помощью сферического диска 11 и конической втулки 12. Ротор 4 поджимается к плоской поверхности 13 коллектора 2, имеющего полости 14 нагнетания и впуска с помощью тарельчатой пружины 15, закрепленной между опорной (фишкой 3 и крышкой 16 манжеты 17. На наклонном диске 10 закреплены зубчатые секторы 18, обхватывающие выступы 19, которые выполнены за одно целое с наклонным диском 10. Жесткое соединение зубчатых секторов 18 на выступах 19 достигается за счет их наклонных поверхностей 20 и плоских 21. Зубчатые секторы 18 входят в зацепление с зубчатыми рейками 22, которые выполнены на штоках 23 поршней 24, находящихся в верхних 25 и нижних 26 парах цилиндров корпуса 1. Наклонный диск 10 под воздействием пружин растяжения 27 через штоки 23 и зубчатые секторы 18 находится при неработающей гидромашине в положении нуяевогоуглау (нулевой подачи гидромашины), при котором все поршни 7 выдвинуты в отверстия 6 ротора 4 на максимальную глубину. Штоковые полости В, Г в цилиндрах 25, 26 соединяются через челночный клапан 28 с одной из полостей 14 коллектора 2, в которой существует высокое давление. Поршневые полости Д, Е в цилиндрах 25, 26 сообщаются через реверсивный золотник 29 с распределителем 30, который с помощью электрогидравлического усилителя сопло-заслонка 31 соединяет одну из указанных полостей с источником низкого давления (р 1,5-2,5 МПа). При наличии избыточного давления (1,5...2,5 МПа), например в полости Д (как это следует из положения на фиг, 5 реверсивного золотника 29 и соответствует нижней позиции распределителя 30), нижняя пара поршней 24, перемещаясь, поворачивает с помощью зубчатых секторов 18 наклонный диск 10), В результате при вращении ротора 4 (если гидромашина работает в насосном режиме) происходит периодическое изменение объемов в цилиндрах 6 за счет движения порш- ней 7 с башмаками 8 по наклонной сферической поверхности 9, при этом в одной из полостей коллектора 2 возникает высокое давления р. Это давление, устанавливаясь в полостях В и Г, стремится переместить нижние поршни 24 в крайнее правое положение. В это же время высокое давление р в цилиндрах 6 ротора 4 создает отжимную силу PL которая через поршни 7

и башмаки 8 стремится отодвинуть наклон- ныйдиск 10 в крайнее левое положение. Так как разность площадей н$ каждой паре поршней 24 и штоков 23 (S24 - S 2з) рассчитыва- ется из необходимости получения на верхних и нижних штоках 23 такой силы Ра 2P(S24 - 823), которая в сумме с усилием пружин 27 РПр обеспечивает неравенство

Р2 + Рпр

±1

2

(1)

то верхняя пара поршней 24 остается неподвижной в крайнем правом положении, а избыточное давление в полостях отсутствует. Наличие давления 1.5-2,5 МПа в нижних поршневых полостях меняет знак в неравенстве (1) на противоположный

20

Р2 РПр-(1.5..2,5МПа)524

Pi

(2)

При наличии неравенства (2) нижняя пара поршней со штоками 23 продолжает перемещаться влево до упора в опорную крышку 3, осуществляя качение зубчатых секторов 18 по неподвижным верхним рей- кам 22 и увеличивая угол наклонного диска 10 до максимального у макс, При перемещении распределителя 30 в среднюю позицию (на любом угле у умим...умэкс нижние поршневые полости оказываются запертыми и движение нижних поршней 24 (а вместе с ними и наклонного диска 10)

прекращается, В результате нижняя пара поршней 24 со штоками 23 оказывается в равновесии в виду баланса сил

40

Р2 + Рпр - Рг

Pi

(3)

где Рг - усилие на нижних поршнях 24 от избыточного давления в запертых объемах, при этом обеспечивается фиксированное положение наклонного диска на любом угле у умин .,. умакс.

После перемещения распределителя 30 в верхнюю позицию происходит слив рабочей жидкости из нижних поршневых полостей, движение в силу неравенства (1)

нижних поршней 24 вправо и уменьшение тем самым угла у наклонного диска 10 в результате качения зубчатых секторов 18 по неподвижным верхним рейкам 22. При переводе реверсивного золотника 29 в верхнюю позицию неподвижной оказывается нижняя пара поршней 24 со штоками 23 и рейкам 22, а перемещение верхней пары поршней 24, сопровождаемое качением зубчатых секторов 18 по неподвижным нижним рейкам 22, происходит по аналогии с рассмотренным выше перемещением нижней пары деталей 24, 23, 22, при этом происходит реверсирование потока гидромашины.

Формула изобретения Аксиально-поршневая гидромашина, содержащая корпус, наклонный диск, взаимодействующий с поршнями гидромашины, и устройство управления, выполненное в виде цилиндров с поршнями, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов, на наклонном диске установле

чххччх

11

17

,

Фиа.2

ны зубчатые секторы, а поршни гидроцилиндров снабжены зубчатыми рейками, входящими в зацепление с секторами, при этом диаметр Do делительной окружности зубчатых секторов определяется из следующего соотношения

n 2L Do--- .

где L - величина перемещения оси наклонного диска;

у- угол наклона диска в радианах.

Фие.З

20 23 Б-6

Использование: в объектах насосостро- ения, в частности в аксиально-поршневых гидромашинах гидроприводов строительно- дорожных и других машин. Сущность изобретения1 аксиально-поршневая гидромашина содержит корпус (1); наклонный диск

Фиг4

Фаз 5