Роторная гидромашина с роликовыми замыкателями и способ ее сборки Советский патент 1992 года по МПК F01C1/00 

СП

С

Сущность изобретения: замыкатели с вырезом в центральной части размещены в пазах корпуса на осях. Вытеснитель установлен на валу с возможностью взаимодействия с замыкателями и образованием в корпусе рабочих камер. Замыкатели выполнены с внутренней полостью, образованной двумя имеющими форму усеченного конуса поверхностями, и расположенной между ними цилиндрической поверхностью. Большие основания конусов обращены к торцам замыкателя, меньшие сопряжены с цилиндром в центральной части замыкателя. Опоры расположены в полостях замыкателей. Для сборки гидромашины последовательно устанавливают вытеснитель на валу и замыкатели на осях с возможностью взаимодей- ствия с вытеснителем. Замыкатели устанавливают на осях перемещением в направлении их продольных осей с возможно- стью регулирования зазоров и силы прижима каждого замыкателя к вытеснителю. Регулирование зазоров осуществляют перемещение опор вдоль продольных осей замыкателей. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к роторной гидромашине с роликовыми замыкателями, используемой в ряде отраслей машиностроения.

Известны гидромашины с роликовыми замыкателями в виде втулок с внутренней полостью для посадки на ось.

Известна объемная гидромашина с замыкателем, помещенным в ее корпусе и имеющем разгрузочные карманы, сообщаемые с рабочими камерами гидромашины.

Недостатками данных машин являются относительно низкие ресурс работы и КПД, а также сложность изготовления.

Известна двухсекционная гидромашина с замыкателями. ,

Недостатком машины является сложностью изготовления ее узлов при обеспечении точной установки замыкателей.

Известна объемная гидромашина роли- колопастного типа, принятая за прототип, замыкатели которой имеют шестерню на торце и вырез в средней части. В данном источнике также показан способ установки замыкателей, включающий их установку на цилиндрической оси с обеспечением требуемых зазоров посредством установочных шайб.

Недостатком известного способа установки замыкателя является относительно низкий ресурс работы и КПД за счет износа замыкателей, осей установочных шайб, а также сложность изготовления машины, проявляющаяся в необходимости изготовления ее узлов на координатно-расточных станках.

Целью изобретения является повышение ресурса работы за счет изменения конструкции замыкателей, повышение КПД за

XI

00

о

Ј

l-fcb

00

CJ

счет обеспечения оптимального зазора между вытеснителем и замыкателем путем увеличения его жесткости, а также упрощение изготовления путем обеспечения возможности работы гидромашины при посадке вытеснителя на вал с зазорами, что допускает возможность изготовления путем обеспечения возможности работы гидромашины при посадке вытеснителя на вал с зазором, что допускает возможность изго- товления узлов на обычном оборудовании.

Поставленная цель достигается тем, что внутренняя полость замыкателя имеет конические и цилиндрическую поверхности, причем большие основания усеченных кону- сов выходят на торцы замыкателя, а меньшие основания переходят в цилиндрическую поверхность в средней части замыкателя. Поставленная цель достигается также тем, что обеспечение оптимального зазора между вытеснителем и замыкателями достигается возможностью смещения центра дуг замыкателей и оси вала путем выполнения зазора в шлицевом соединении вытеснителя с валами, причем предел возможной регулировки зазора составляет 0,01-0,2 мм, а также тем, что регулировка зазоров осуществляется перемещением подвижных опор замыкателей вдоль их осей.

Именно заявленная конструкция замыкателя и установление их со смещением центра дуг замыкателя и оси вала путем зазора в шлицевом соединении на заданную величину способствует достижению це- ли изобретения. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позво- лило установить соответственно критерию новизна.

При изучении других известных технических решений в данной области техники, например /, признаки, отличающие заяв- ляемые изобретения от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствующие критерию существенные отличия.

На фиг. 1 представлена двухсекционная гидромашина в разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 представлен замыкатель (соответственно в первом и втором положениях; на фиг.5 - схематическая иллюстрация способа обеспечения точной установки вытеснителя.

Двухсекционная гидромашина (фиг.1) состоит из корпуса 1, в котором установлен коллектор 2 с расположенным в центре валом 3. На валу 3 посредством шлицев установлен вытеснитель 4 (его установка схематично показана на фиг.5),

В гнездах коллектора установлены и закреплены три оси 5 с цилиндрическими участками в области рабочих полостей и опорами 6. На оси 5 установлены замыкатели 7 с возможностью синхронного вращения с вытеснителями 4. В коллекторе установлены накладки 8, контактирующие с выступами вытеснителей 4. Рабочие полости закрываются крышками 9 со вставленными штифтами 10, на которых шарнирно установлены накладки 8. Рабочие полости соединены каналами 11 в коллекторе 2, причем канал первой полости расположен после накладки 8 и соединен с каналом, выходящим во вторую полость перед накладкой. Для вращения замыкателей 7 на валу 3 установлено две шестерни 12. Вал установлен на подшипниках 13 и 14.

Крышки 9 коллектором 2 соединены шпильками 15. Для обеспечения быстроходности гидромашины установлена крыльчатка 16 во всасывающей крышке 17, которая создает подпор в трех всасывающих каналах 18. Нагнетательные каналы 19 сообщены с центральной полостью распределителя 20, имеющего сливную 21 и напорную 22 трубы.

Роликовый замыкатель 7 (фиг.4) представляет собой цилиндрическую втулку. На одном торце замыкателя 7 выполнена зубчатая шестерня 23 для обеспечения синхронного вращения с вытеснителем 4 (фиг.1). Замыкатель 7 имеет в средней части вырезы 24 (фиг.4) для пропускания вытеснителя. Внутренняя полость замыкателя 7 состоит из конически-х 25 и 26 и цилиндрического 27 участков.

Роторная гидромашина работает следующим образом,

При вращении ротора гидромашины через передачу 12 вращение передается на замыкатели 7, укрепленные на осях5 (фиг. 1). Замыкатель 7 имеет два характерных положения относительно вытеснителя 4, которые показаны на фиг.4. В первом положении вырезы 24 замыкателя 7 (фиг.4) находятся на окружности относительно продольной оси 3 машины (левая часть фиг.1 и 2). Замыкатель контактируете дугами вытеснителя 4 (т.е. находится в закрытом положении). Жидкость из первой секции вытесняется во вторую секцию по каналу 11.

Во втором положении вырезы 24 замыкателя 7(фиг.4) расположены радиально оси 3 гидромашины. При этом выступ вытеснителя 4 проходит через вырез 24 в замыкателе 7. Рабочая жидкость из полости высокого давления передается в полость низкого давления.

Вытеснитель находится в равномерно нагруженном состоянии, т.к. его наружная и внутренняя поверхности нагружены одинаковыми суммарными силами за счет подвода рабочей жидкости как к наружной поверхности, так и к внутренней поверхности (при втором положении вытеснителя), причем наличие конических полостей обеспечивают равномерную посадку замыкателя.

Все это способствует повышению ресурса работы и КПД за счет уменьшения трения в зоне контактирования элементов.

Способ обеспечения точной установки замыкателя достигается следующим.

Оптимальный зазор между вытеснителем 4 и замыкателем 7, обеспечивающий их контактирование достигается за счет смещения центра дуг замыкателя и оси вала путем выполнения зазора в шлицевом соединении вытеснителя с валом (фиг.5), причем предел возможной регулировки зазорэ составляет 0,1-02 мм, а сама регулировка осуществляется перемещением подвижных опор..

Наличие зазора между ротором (дугами вытеснителя) и замыкателем резко снижает КПД гидромашины, а чрезмерное их прижатие - снижает ресурс работы.

При выполнении гидромашины с тремя замыкателями возможна самоустановка ротора по трем точкам. Это достигается за счет обеспечения возможности их контакта. Причем зазоры в пределах 0,01-0,2 мм. допустимы, так как при вращении замыкателя этот зазор ликвидируется появлением клинового эффекта гидродинамической смаз- ки рабочей средой.

Возникшие в машине силы прижмут замыкатели к ротору, обеспечив оптимальный зазор. Подтверждение правильности выбранного зазора следующее.

Возможно смещение центра дуг замыкателей 02 от оси вала О определим исходя из следующего. Для прямобочных шлицов можно применить легкоходовую (EeJs) или широкоходовую (Ds; ds) посадки. Тогда смещение центра целиком определится допустим на ширину шлица. Например, в шлицевом соединении 8 х 46 х 50 мм при ширине шлица в 9 мм величина допуском

0 D9 Ф$ составляет и зазор в соединеdg ® нии Д 0,08-0,152.

При соединении с насадками

D9 ФЗЗ

величина зазора Д 0,065 IB - $ 0,123.

Неточность выполнения гнезд, т.е. отклонение от размеров дуг ротора могут иметь значение 0,06-0,152 мм.

Использование предлагаемой конструкции замыкателя позволяет по сравнению с существующими снизить трение в зоне контактирования элементов за счет равномерной нагрузки и прижатия конических поверхностей осью и тем самым повысить ресурс работы и КПД гидромашины, к тому же точная установка замыкателя обеспечивается прижатием опоры.

Использование способа обеспечения точной установки замыкателя за счет возможности смещения центров дуг замыкателя и оси вала путем выполнения зазора в шлицевом соединении обеспечит оптимальный зазор между вытеснителем и замыкателем с возможностью из контакта, а также обеспечит повышение КПД машины и ресурса ее работы.

Кроме того, предложенный способ обеспечивает высокую работоспособность машины даже при изготовлении ее на обычном оборудовании (токарном,сверлильном, фрезерном станках), на которых достигается точность в пределах 0,03-0,05 мм, а не только на координатно-расточных станках, где обеспечивается микронная точность. Совокупность способа обеспечения точной установки и регулировки замыкателей, их конструкция на конических опорах обеспечивают простую установку их путем прижатия опор, без использования установочных и прижимных шайб

Формула изобретения

13 is а & 4 д J 8 я I a я J # 2В г/

устанавливают на осях перемещением в направлении их продольных осей с возможностью регулирования зазоров и силы прижима каждого замыкателя к вытеснителю.

гг

у Фиг.1 /I -А

flcs. 2

25 lit

17QOS4Q б - 6

фг/г.З

Фиг. 4

фиг. 5