ШЕСТЕРЕННАЯ ГИДРОМАШИНА Советский патент 1971 года по МПК F04C2/04 F04C2/08 

1

Известны шестеренные гидромашины наружного зацепления, цапфы шестерен которых опираются на разрезные подшипники скольжения, снабженные, по крайней мере, одной радиальной гидростатической камерой с уплотнительным элементом.

С целью снижения радиальных нагрузок на шестерни в предлагаемой шестеренной гидромашине одна или несколько гидростатических камер сообщаются с промежуточными камерами, выполненными в корпусной детали по периферии каждого ротора и расположенными между зонами высокого и низкого давлений.

На фиг. 1 изображена предлагаемая гидромашина; на фиг. 2 - то же, разрез по Б-Б и В-В на фиг. 1; на фиг. 3 - сравнительный график радиальных сил, действуюш,их в гидромашине.

Гидромашина содержит корпус /, в котором в разрезных подшипниках 2 скольжения установлены цапфы 3 н 4 шестерен. Торцы шестерен уплотнены элементами 5, опирающимися на внутренний выступ 6 корпуса. Ширина выступа несколько больше ширины шестерен, благодаря чему обеспечивается гарантированный торцовый зазор между шестернями и элементами.

С обеих сторон корпус закрыт крышками 7 и (S. В корпусе образованы камера 9 высокого давления и камера 10 низкого давления, между которыми в выступе 6, занимая определен-, ный сектор вокруг каждой шестерни, имеются расточки, создающие промежуточные зоны 11.

В уплотпительпых элементах выполнены уплотненные манжетами гидростатические камеры 12 и 13, сообщенные каналами, первая - с камерой 9 и вторая - с промежуточной зоной 11.

В каждом подшипнике имеются радиальные пазы 14 и 15. Системой каналов 16 пазы 14 соединены с камерой 9, а пазы 15 каналами 17 с соответствующими промежуточными зонами 11.

Работа предлагаемой гидромашины, например в насоса, происходит следующим образом.

При вращении шестерен жидкость из камеры 10 поступает в камеру 9. Давление нагнетания, действуя на шестерни в радиальном направлении, отжимает их в сторону всасывания. Образовавшиеся радиальные зазоры на переходных участках, совместно с торцовыми зазорами, содействуют повышению давления в промел уточных зонах 11 каждой шестерни.

При определенном давлении в промежуточных зонах и, следовательно, в радиальных пазах 15 под действием радиальных сил как со стороны этих пазов так и со стороны пазов 14, сообщенных с камерой нагнетания, упругие части подшипников будут деформироваться, перемещая шестерни через их цапфы в сторону камеры нагнетания.

Эти силы преодолевают результирующую радиальную нагрузку на каждую шестерню, создаваемую гидравлическим давлением в камере нагнетания, промежуточных зонах и переходных участках, осуществляющих радиальное уплотнение шестерен по обе стороны от промежуточных зон.

Благодаря этому радиальные зазоры между корпусом и венцом шестерни со стороны камеры 9 будут уменьшаться, а со стороны камеры 10 - увеличиваться. Вследствие этого давление в промежуточной зоне // будет уменьшаться, что приведет к уменьшению противодействующих радиальных сил со стороны пазов 15. Так как радиальная нагрузка, точнее ее проекция на ось X со стороны камеры нагнетания нри этом изменяется в меньшей степени, то последняя, воздействуя на шестерни, перемещает их в сторону всасывания. Таким образом, шестерни будут автоматически устанавливаться в такое положение, при котором результирующая радиальная нагрузка от гидравлических сил, воздействующих на шестерню, уравновесится воспринимаемыми цапфами шестерен, противодействующими радиальными нагрузками со стороны пазов 14 и 15.

Возможен вариант гидромашины, у которой все радиальные пазы сообщены с промежуточной зоной 11. Подбирая размеры пазов 14 и 15, можно добиться установления такого значения давления в промежуточной зоне 11, которое обеспечит максимально возможную разгрузку шестерен от гидравлических радиальных сил.

Таким образом, осуществляется следящий радиальный поджим шестерен, регулирующий величину радиальных зазоров и поддерживающий тем самым оптимальные или близкие к нему давления в промежуточных зонах шестерен, расположенных между камерами нагнетания и всасывания.

На фиг. 3 приведены эпюры распределения гидравлического давления, создающего радиальную нагрузку на шестерню.

Линия 5i очерчивает эпюру в насосе с обычной схемой радиальных нагрузок, линия 2 - эпюру для насоса согласно предлагаемому изобретению (сектор с углом ф). Участки F

и FZ показывают величину, на которую с одной стороны (.FI) уменьшается нагрузка и с другой стороны (Fz) - увеличивается. Такая частичная разгрузка нозволяет существенно уменьшить результирующую радиальную нагрузку на шестерню в случае, когда давление в промежуточной зоне имеет оптимальное значение.

Предмет изобретения

Шестеренная гидромашина наружного зацепления, цапфы шестерен которой опираются на разрезные подшипники скольжения, снабженные, по крайней мере, одной радиальной

гидростатической камерой с уплотнительным элементом, отличающаяся тем, что, с целью снил ;ения радиальных нагрузок на шестерни, одна или несколько гидростатических камер сообщаются с промежуточными камерами, выполненными в корпусной детали по периферии каждого ротора и расположенными между зонами высокого и низкого давлений.

А-А

HJr JLlTL

.,l

Б-6

в-в

/7

vuz г

иг.З