Гидромашина Советский патент 1974 года по МПК F04B1/26 

1

Изобретение касается регулируемых 1идромашнн, в частности гидромашии, рабочий объем которых регулируют изменением фаз движения нар шариковых норшней, взаимодействующих с кулачковыми направляющими.

Известны гидромашины, содержащие корпусную деталь, ротор и распределительную втулку. Рабочий объем этих машин регулируется взаимным поворотом двух кулачковых направляющих во взаимно противоположных направлениях. Поскольку обе кулачковые направляющие воспринимают полный реактивный момент и имеют движущуюся конструкцию, в их положении и, следовательно, в изменении рабочего объема гидромашины, легко возникают ошибки.

Цель изобретения - повьш1ение точности регулирования рабочего объема гидроматины - достигается тем, что в предлагаемой машине одна из кулачковых направляющих установлена неподвижно относительно корпуса, а другая направляющая и расг ределительная втулка установлены с возможностью поворота вокруг оси ротора,

причем угол поворота распределительной втулки составляет половину угла поворота кулачковой направл5пощей, а направления их взаимного поворота совпадают.

Поворот кулачковой направляющей обеспечивается червячной парой, червяк которой размещен в корпусе и имеет рукоятку для его вращения , а червячное колесо нарезано непосредственно на кулачковой направляющей и зацепляется с этим

,червяком.

Поворот распределительной втулки обеспечивается зубчатой передачей, состоящей из двух зубчатых секторов, один из которых выполнен на кулачковой направляющей, а другой - на корпусной детали и входящим в зацепление с обоими зубчатыми секторами зубчатым колесом, вращающимся на валу, закрепленном на распределительной втулке, причем вал зубчатого колеса может быть закреплен на распределительной втулке параллельно или перпендикулярно оси вращения ротора и зависит

I от вида зубьев (наружный, внутренний илИ

-торцовый ) на зубчатых секторах.

На фиг, 1 изображена описьшаемая гидромашина в продольном разрезе; на фиг. 2разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - основные детали механизма регулирования рабочего объема в аксонометрии; на фиг.4Р - графики изменения рабочего объема при повороте кулачковой направляющей на угол 29 и распределительной втулки -на угол 0 ; на фиг, 7-9 - графики изменения рабочего объема при повороте одной кулачковой направляющей на угол 2 в и фиксируемом положении распределительной втулки; на фиг. 10 - вариант устройства для поворота распределительной втулки, когда ось зубчатого колеса закреплена перпендикулярно оси вращения ротора.

В корпусе 1 с крышкой 2 на подщипниках 3 установлен ротор 4 с выходным валом 5. В максимальных расточКах ротора образованы рабочие камеры, в которые помещены шаровые поршни 6 с уплотнительными кольцами 7 и пружинами 8. Поршни, отжимаемые пружинами, взаимодействуют с кулачковыми направляющими 9 и 10, Направляющая 9 закреплена в корпусе 1 неподвижно, а направляющая 10 установлена с возможностью поворота вокруг заплечика на крышке 2.

Каждая из направляющих имеет в данном варианте конструкции девять профилированных участков.

В роторе 4 выполнены окна 11, 12, сообщенный с рабочими камерами. В корпусе установлена с возможностью вращения распределительная втулка 13 с окнами 14 и 15 для распределения рабочей жидкости, подводящейся к коллекторам 16, 17 в корпусе 1. Коллекторы уплотнены кольцами 18

Полости, образованные торцовыми поверхностями ротора 4 с корпусом 1 и крышкой 2, сообщаются каналами 19. В 2 выполнено отверстие 20 для отвода утечек.

Для 01 кшочения гидромашины в отверстие 20 подают давление, которое, воздейбтвуя на шаровые поршни 6, отводит их внутрь расточек ротора; таким образом, ротор получает возмо ;аюсть свободного

вращения.

Механизм изменения рабочего объема

гидромашины представляет собой сектор червячной передачи 21 на кулачковой направляющей 10, Этот сектор входит в зацепление с червяком 22, вращаемым рукояткой 23.

Кулачковая направляющая 10 имеет еще

один зубчатый сектор 24 или 25, входящий в панепление с колесом 26или 27, которое

вращаться на валу 28, устанавливаемом на распределительной втулке 13 параллельно или перпендикулярно оси вращения ротора 4 в зависимости от варианта

исполнения механизма регулирования.

Зубчатое колесо 26 или 27 зацепляется с зубчатым сектором или 30 на корпусной детали 1.

Радиусы секторов и передаточные отнощения зубчатых передач выбирают так,

чтобы при повороте кулачковой направляющей 10 на угол 2Q распределительная втулка 13 поворачивалась в том же направлении на угол 0 ,

При работе гидромащины, например, в

режиме мотора рабочая жидкость подается в коллектор 17 и через окно 14 распределительной втулки 13 и окно 12 ротора попадает в рабочую камеру. Здесь она прижимает поршни 6 к профилированным участкам кулачковых направляющих 9 и 10, установленных в положении максимального рабочего объема. В результате взаимодействия поршней с направляющими возникает

крутящий момент, снимаемый с выходного вала 5. После окончания рабочего хода происходит ход слива, и жидкость, через окна 11, 15 и коллектор 16 вытесняется из гидромашиыы.

Для реверса гидромашины изменяют направление потока жидкости в подводящих магистралях.

Угловую щирину и Взаимное положение окон в распределительной втулке и роторе

выбирают так, чтобы в течение рабочего хода окна втулки, связанные с напорным коллектором, сообщались с окнами в роторе„ обеспечиваю аими связь коллектора с рабочей камерой, В то же время окна ротора

и распределительной втулки, связывающие рабочую камеру со сливным коллектором, должны быть разобщены.

При переходе порщней на сливной участок профиля кулачковой направляющей окна,

обслуживающие напорный коллектор, разобщаются, тогда как окна в роторе и распределительной втулке, обслуживающие сливной коллектор, сообщаются.

Подобное взаимодействие последовательно повторяется с остальными парами .поршней, благодаря чему ротор продолжает вращаться с угловой скоростью, зависящей от количества жидкости, подводимой к гидромашине.

В силу обратимости гидромашины она может работать и в качестве насоса. Принцип взаимодействия в этом случае сохраияотся, вращение ротору 4 передается от BiieiiJHoro источника через приводной вал 5 а напорный и всасывающий коллекторы и ряды окон в роторе и распределительной втулке соответственно меняются местами, Для регулирования рабочего объема гидромашины изменяют рабочий ход пары поршней поворотом рукоятки 23, а следова тельно и чорвяка 22 на некоторый угол. Тогпа с зктор 21 червячного колеса, свяоппнын с кулачковой направлшоаюй 10, по ворачивает последнюю вокруг заплечика н крышке 2. Одновременно вращение кулачковой направляюще через зубчатый сектор 25 и колесо 26, находя1иееся в зацепле1П1и с зубчатым сектором 29 корпуса 1, передается распределительной втулке 13, так как колесо 26 вращается ш валу 28, жвгтко закрепленном ко втулко 13, игра-л ющей в дан11О11 пла 1етарной зубчатой пере даче роль водила. Во время взаимодействия н(фечисленных деталей кулачковая направляющая 10 поворачивается на угол 26 тогда как распределительная втулка 13 па угол 9 . Когдс кулачковая направляющая 10 поворачивается на угол 20 , а распредели-гсмьная втулка 13 неподвижна (см. фиг. 7, 8 и П: на фиг. 7 показано 11зменение хода 11Ор1иня и при взaи юдeйcтвии с- кулачкоBoii нанравляющей 9 по отноик.чмпо к углу попорота ротора 4; на фиг. 8 - изм(Л11М1ие хола пор1ипя 6 при взаимодействии с кулачковой направляющей 10 по отноик-.иию к углу поворота ротора; fia фиг. SJ - кривая изменения рабочего объема рабочей Кс1меры в зависимости от угла поворота ротора), образуется отрицательная часть рабочего объема. Так, например, при работе гидромапиппи в ре/1{име- она вдруг на части хода н реходит на режим насоса IaKvje явление крайне нежелатель.ю. 11оjTOMy в предлагаемо мащиш- iioiio)OT кулачковой нанравля1011к:й на угол 20 синхронизирован с поворотом pacIlpe J JИlтeльиой втулки на угол Q . На фиг. 4-6, выполненных аналогично фиг. 7-9, ноказаны и;(менение хода иорин( в занис;имости от нииорота и Згам1симос:ть изменения раиичего объема от yivia поворота ротора. 1Чак видно и: графика на t|)in. 6, кри- пая изменения рабоч1МО объема ненрерыви;). Слодователь.но, гид1,)ома111ННс1 всегда |i.-i6(.)Taei jHi6o в качестве насоса либо в кач ;стие Тидромогора. IaooHiiii объем 1идромащинь меняется в з.чиисимости от угла поворота кулачкоI.oii иаиргтлякицей; при возрас-тании этого угла он уменьшается, при угле 20 , кратном числу рабочих ходов (в данном случае 20 40 ), - становится нулевым. Предмет изобретения 1.Гидромашина, содержащая корпусную цеталь, ротор, распределительную втулку и регулируемая путем изменения фаз движения пар шариковых поршней, установленных в аксиальных расточках ротора и взаимодействующих с кулачковыми направляющими, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования рабочего объема гидромашины, одна из кулачковых направляющих установлена неподвижно относительно корпусной детали, а другая направляющая и распределительная втулка установлена с возможностью поворота вокруг оси ротора, причем угол поворота распределительной втулки составляет половину угла поворота кулачковой направляющей, а направления их взаимного поворота совпадают. 2,Гидромащина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения поворота кулачковой напраЕШЯющей, она снабжена червячной парой, червяк которой размещен в корпусной детали, оснащен рукояткой, выходящей за пределы корпусной детали, а червячное колесо нарезано непосредственно на кулачковой направляющей. 3.Гидромащина по п. 2, обличающаяся тем, что, с целью обеспечения поворота распределительной втулки, она снабжена зубчатой передачей, образованной зубчатым сектором с внешним зубом, выполненным на нодвижнбй кулачковой направляющей, зубчатым сектором с внутренним зубом, вьнloлнeнньнvl в корпусной детали, и входящим в зацепление с обоими зубчатыми секторами зубчатым колесом, вращающимся на валу, закрепленном на распределительной втулке параллельно оси вращения ротора. 4,Гидромащина по п. 2, отлича ощаяся тем, что, с целью обеспечения поворота риспределительной втулки, она снабжена зубчатой передачей, образованной двумя зубчатыми секторами с торцовым зубом, один из которых выполнен на подвижной кулачковой направляющей, а другой - на корпусной детали, и входящим в зацепление с обоими зубчатыми секторами зубчатым колесом, вращающимся на валу, закрепленном на распредели.ельной вгулке перпендикулярно оси вращения ротора.

11 14

fiJ8. 1 П

cfuz. 2

CM

с«

О

о 0

40°

20 Фиг. 6