Гидродвигатель вращательного действия Советский патент 1980 года по МПК F03C1/06 F15B15/06 

1

Изобретение относится к машиност роению, а именно к гидравлическим двигателям вращательного действия, и может быть использовано в качест- с не поворотного устройства, например, для исполните л ьньос органов металлорежущих станков; барабанов, револьверных головох и т. п.

Известен гидродвигатель вращательного действия, содержащий корпус, в котором установлены блок цилиндров с плунжерами, которые снабжены зубчатыми рейками, взаимодействующими с зубчатым колесом, смонтированном на ведомом валу (1.

Однако известный гидродвигатель имеет ограниченную область применения вследствие двухстороннего поворота ведомого вала.

. -20

Цепью изобретения является расширение области применения путем обеспечения одностороннего вращения ведомого вала, использования двухстороннего движения плунжеров, реверсиро- 25 вания направления вращения вала.

Это достигается тем, чТо двигатель содержит устройство для взаимного перемещения блока цилиндров и зубчатого колеса,JQ

Ьказанное устройство для взаимного перемещения может быть выполнено в виде плунжеров, установленных в расточках корпуса по обе стороны колеса для радиального перемещения относительно последнего блока цилиндров; в виде гибкого зубчатого венца и эксцентрика, взaимoдeйcтвs oщeгo с его внутренней поверхностью, размещенного на дополнительном валу; в виде дополнительного цилиндра, поршень которого связан со втулкой, размещенной в расточке ведомого вала с возможностью осевого .перемещения, а колесо закреплено ро втулке при помощи штифта, причем с целью уменьшения габаритов зубья на плунжерах -и колесе могут быть выполнены с прорезью, глубина которой больше высоты зубьев, а ширина - больше ширины зубьев.

С целью повышения эффективности работы корпус со стороны дополнительного цилиндра может быть снабжен фиксатором для взаимодействия с зубьями колеса в его нерабочем положении, причем, с целью повьпйения точности фиксации зубья фиксатора на четверть длины могут быть выполнены коническими. Кроме того, с целью обеспечения автоматизации перемещения, блока цилин дров и зубчатого колеса устройство для взаимного .перемещения может быть выполнено в виде дороже.к, закрепленных на рейках, и секторов, установлен ных на колесе, причем в плунжерах выполнены TiSs и и в последних установлены рейки с возможностью качательного перемещения и подпружинены в сторону колеса , а длина дорожки со стороны нерабочего торца рейки меньше длины рерки. . . На фиг, 1 схематически изображён двигатель с устройством для взаимного перемещения блока цилиндров и зуб чатого колеса, выполненного в виде дополнительных плунжеров; на фиг. 2 дано сечение А-А на фиг. 1; на фиг. сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 изображен двигатель с устройством для взаимного перемещения, выполненйыМ в виде зубчатого .венца и эксцентрика; на фиг. 5 - сечение В-В ни фиг. 4; на фиг,, б дан узел I на фиг. 4; на.фиг, 7 - узел II на фиг. на фиг. 8 - гидродвигатель с устройс вом для в заим.ного перемещения, выпол ненным в виде дополнительного цилиндра; -на фиг.. 9 -сечение Г-Г на фиг. 8; на фиг. 10 - гидродвигатель с зубьями на плунжере и колесе, выполненными с прорезью; на фиг. 11 сечение Д-г-д на фиг. 10; на фиг. 12 - гидродвигатель с фиксатором; на фиг. 13 - сечение Е-Е на фиг. 12; на Ф.иг. 14 - сечение Ж-Ж на фиг. 13; на фиг. 15 - гйдродвигатель с устройством для взаимного перемещения, выполненным в виде дорожек на рейках и секторов на колесе; на фиг. 16 - сечение 3-3 на фиг. 15; на фиг. 17 20 положения гидродвигателя при пода че жидкости в рабочие полости плунжеров,. . Гидродвигатель содержит корпус 1, в котором установлен блок 2 цилиндров с плунжерами 3 и 4, которые снаб жены зубчатыми рейками 5 и 6, взаимо действующими с зубчатым колесом 7, смонтированном на ведомом валу 8. гйдродвигатель содержит устройство для взаимного перемещения блока 2 цилиндров и зубчатого колеса 7, кото рое может быть выполнено, например в виде дополнитедцьных плунжеров 9 и 10 с полостями 11 и 12 установленных в расточках 13 и 14 корпуса 1 по обе сторрны колеса 7 для радиального пе реме14ения относительно послед него блока 2 цилиндров. Рабо4йе пОлЬйТи 15й 16 цилиндров сообщены с распре о елительным устройством (на чертеже не показано), Устройство ДЛЯ: взаимного перемеще ния блока 2 цилиндров и зубчатого колеса 7 (см. фиг. 4 и 5) может быть выполнено в ввде .гибкого зубчатого венца, представляющего собой пластиы 17, соединенные гибким элементом. 18, и эксцентрика 19, взаимэдействувдего с внутренней поверхностью 20 , венца посредством подшипника 21, усановленного на эксцентрике 19, причем эксцентрик 19 размещен на дополнительном валу 22. Ведомый вал 8 с сепаратором 23 смонтирован в крышке 24, В радиальных пазах 25 сепаратора 23 устано.влены пластины 17, соединенные гибким элементом 18, Наружные торцовые участки пластин 17 имеют профиль зуба .эвольветного зацепления Вал 22 посредством зубчато-реечной передачи 26 связан со штоком 27, установленным в блоке 2. Устройство для взаимного перемещения блока 2 цилиндров и зубчатс го колеса 7 может быть выполнено в виде дополнительного цилиндра 28 с рабочими полостями 29 и 30, поршень 31 которого связан посредством штока 32 с подшипниками 33, установленными во втулке.34, размещенной в расточке 35 ведомого вала 8 с возможностью осевого перемещения, причем колесо .7 закреплено во втулке 34 при помощи штифта 36. С целью уменьшения габаритов зубья 37 на плунжерах 3 и 4 и колесе 7 могут быть выполнены с прорезями 38 и 39, глубина которых больше вы.соты зубьев 37, а ширина больше ширины зубьев 37. Кроме того, с целью повышения эффективности работы корпус . 1 со стороны дополнительного цилиндра 28 может быть снабжен фиксатором 40 для взаимодействия с зубьями 37 колеса 7 в его нерабочем положении,а в полости 30 дополнительного цилиндра 28 установлена пружина 41, причем с целью повышения точности фиксации зубья 42 фиксатора 40 на четверть длины выполнены коническими. Устройство для взаимного перемещения блока 2 цилиндров и зубчатого колеса 7 может быть выполнено в виде Дорожек 43, закрепленных.на рейках 5 и 6, и секторов 44, установленных на колесе 7, причем в плунжерах 3 и 4 выполне ны пазы 4 5 и в последних установлены рейки 5 и б с возможностью кйчатёльцого перемещения на серьгах 46 и поджаты всторону колеса 7 пружинами и 4.8.Детина Дорожек 43 со стороны нерабочего торца 49 реек 5 и б меньше длины реек. Передние (по ходу вращения колеса 7) торцовые кромки 50 секторов 44 закруглены, задйие же кромки 51 выполнены под прямым углом. Гидродвигатель с устройством для взаимного перемещения блока цилиндров и зубчатого колеса, выполненного в виде дополнительных плунжеров, работает следующим образом. Подачей рабочей жидкости под давлением в 11 плунжеров 9 блок

s 2совершает поперечное перемещение относительно корпуса 1. Зубья рейки 6входят в зацепление с зубьями колеса 7, Подачей рабочей жидкости в полости 15 плунжер 4 перемещается ичерез колесо 7 приводит во вращение вал 8,, Плунжер 3, выведенный из зацепления с колесом7, перемещается в исходное положение. Подачей рабочей жидкости в полости 12 плунжеров 10 блок 2 перемещается в обратном направ лении. Рейка 6 выходит из зацепления с колесом 7,-рейка 5 входит в зацепление с колесом 7. Подачей рабочей жидкости в полости 16 совершается рабочий ход плунжера 3 и перемещение плунжера 4 в исходное положение. Гидродвигатель с устройством для взаимного перемещения, выполненным в виде зубчатогЬ венца и эксцентрика, работает следующим образом. В одном из крайних положений штока 27 эксцентрик 19 установлен в положение, при котором плунжер 3 находится в зацеплении с пластинами 17. Подачей рабочей жидкости в полости 15 плунжеры 3 и 4 перемещаются в осевом направ лении. Плунжер 3, взаимодействующий с пластинами 17, приводит во вращение через сепаратор 23 вал 8. Плунжер 4 совершает обратный ход и перемещается в исходное положение. Перемещением. штока 27 вал 22 с эксцентриком 19 И подшипником 21 поворачивается на 180, при этом пластины 17 выводятся из зацепления с плунжером 3 и входят в-.зацепление с плунжером 4. Подачей рабочей жидкости в полости 16 плунжер 4 совершает рабочий ход и передае движение на вал 8, а плунжер 3 отводится в исходное положение. При вращений . вала 2-2 пластины 17 под действием подшипника 21 и гибкого элемента 8 совер шают в пазах 25 сепаратора 23 радиаль ные перемещения. . . Гидродвигатель с устройством для взаимного перемещения, вьтолненным в виде дополнительного цилиндра, работа ет следующим образом. . Подачей рабочей жидкости под Давлением в полость 30 цилиндра 28 колесо 7 посредством поршня 31, штока 32, подшипника 33,втулки 34 и штифта 36 перемещается-в-Kpal Hee рабочее по- ложение- и входит.,в зацепление с плунжером 3. Подачей рабочей жидкости в полости 15 плунжеров 3 и 4 плунжер 3 совершает рабочий ход и через колесо 7поворачивает вал 8, а плунжер 4 перемещается в рабочее положение. Подачей рабочей жидкости в полость 29 цилиндра 28 колесо 7 выводится из зацепления с плунжером .3 и вводится в зацепление с плунжером 4, Подачей рабочей жидкости в полости 16 плунжеров 3и 4 плунжер 4 совершает рабочий ход а плунжер 3 перемещается в исходное юложение.

735821 После совершения рабочего хода полость 29 соединяют со сливом, поршень ;31, шток 32, втулка 34 под действием пружины 41 перемещаются в нерабочее положение, т. е. колесо 7 выходит из зацепления с плунжерами 3 и 4 и входит в зацепление с фиксатором 40. Гидродвигатель с устройством для взаимного перемещения, выполненным в виде дорожек на рейках и секторов на колесах, работает следующим образом. Подачей рабочей жидкости под давлением в полость 15 плунжера 4 плунжер 4 совершает рабочий ход и, взаимодействуя рейкой 6 с колесом 7, поворачивает вал 8 на 180 (см. фиг. 17). На начальном участке поворота колеса 7 рейка 5 плунжера 3 отклоняется в продольном, и верхнем (от колеса 7) направлении, т. е. совершает качательное перемещение на серьгах 46. Начальное отклонение рейки достигается за счет вза имодействия зубьев рейки с зубьями колеса 7, а далее за счет взаимодействия секторов 44 с дорожками 43, и рейка 5 выходит из зацепления с колесом 7. При этом пружина 47 сжима ется.. В крайнем положении плунжера 4 задняя кромка 51 секторов 44 устанавливается перпендикулярно рейке 5 по реи вала 8. Подачей рабочей жидкости р полость 16 плунжера 3 плунжер 3 совершает обратный ход (см. фиг. 18). е крайнем положении плунжера 3 рейка . 5 дорожками 43 выходит из зацепления с секторами 44 колеса 7 и под действием пружины 47 входит в зацепление с зуС5ьями колеса 7. В момент перемещения плунжера 3 колесо 7 удерживается от поворота рейкой 6 плунжера 4, а плунжер 4 удерживается от перемещения подпором гидравлической среды в полости 15 плунжера 4. Подачей рабочей жидкости в полость 16 плунжера.3 плунжер 3 совершает рабочий ход (см. фиг. 19) и поворачивает колесо 7 с валом 8 на 180°. На начальном участке поворота колеса 7 рейка 6 плунжера 4 выходит из зацепления с колесом 7 и входит во взаимодействие дорожками 43 с секторами 44. Подачей рабочей жидкости в полость 16 плунжера 4 плунжер 4 совершает обратный ход (см. фиг. 20). Колесо -7 удерживается от поворота рейкой 5 плунжера 3 за счет подпора гидравлической реды в полости 16 гьлунжера 3. Таким образом, полный цикл включает два рабочих и два обратных хода плунжеров 3 и 4, при этом, вал 8 совершает полный поворот на . Вследствие того, что колесо 7 вмомент переключения зацепления с одной из реек находится в зацеплении с другой рейкой, исключается возможный круговой люфт колеса в момент переключения. Таким образом, гидродвигатель обеспечивает одностороннее вращение веомого вала, использование двухстооннёго движения плунжеров, реверсирование направления вращения вала.

Формула изобретения - - у

1.ГидродвигателБ вращательного действия, содержащий корпус, в котором установлены блок цилиндров с плун жерами, которые снабжены зубчатыми рейками, взаимодействующими с зубчатым колесом, смонтированном на ведомом валу, отличающийся Тем, что, с целью расширения области применения, двигатель содержит устройство для взаимного.перемещения блока цилиндров и зубчатого колеса.

2.Гидродвигатель по д. 1, о т л И i а k)щ и и с я тем, что устройство. вЭаймаого ПйрёМещенйя вйпол шно в вид дополнительных плунжеров, установленных в расточках корпуса по

для радйальйвШ пёрёйбЩен я относительно последнего

бль гёГедлй Шзов; .. Гидродвигатель, по п. 1, 6 т л и ч а ющ и и с я тем, что устройство для взаимного перемещения выполнено в виде гибкого зубчатого венца и Эксцентрика, взаимбдейстзующёго с его внутренней поверхностью, раэме.щенного на дополнительном валу.

4,Гидродвиг&тель по п. 1, отличающийся тем, что устройство для взаимного перемещения . выполнено в виде дополнительного цилиндра, поршень которого связан со втулкой, размещенной в расточке ведомого вала с возможностью осевого перемеШййя,а колесо закреплено во втулке при помощи штифта.

5.Гидродвигатель по пп. 1 и 4, О т л ичающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, зубья на .йлунжерах и колесе выполнены с прорезью, глубина которой больше высоты зубьев, а ширина больше ширины зубьев.

6.Гидродвигатель по пп. 4 и 5, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, корпус со стороны дополнительного цилиндра снабжен фиксатором для азан модействия с зубьякш колеса в его нерабрчем положении.

7.Гидродвигатель по п. б, от-: л и ч а ю щ й- и с я тем, что, с целью повышения точности фиксации, зубья фиксатора на четверть длины выполнены коническими.

8.Гйдродвйгатель по п. 1, о т личающийся тем, что, с целью обеспечения автоматизации перемещения блока цилиндров и зубчатого ко. леса, устройство для взаимного перемещения вШсЗлМёно в виде дорожек, закрепленных на рейках, и секторов, установленных на колесе, причем в плунжерах выдолнена пазы последних установлены рейки с возМожностью качат ель нбго перемещё ни я и подпружине ны в сторону колёса, а длина дорожки со стороны нерабочего торца рейки меньше ллины рейки..

Приоритет пп, 1 и 2 исчислять согно заявке №2518568/06 с 19.08.77;

: приоритгет п. 3 - согласно заявке № 2519268/06 с 22.08.77;

приоритет п. 4 - согласно заявке 2524575/06 с 15.09.77;

приоритет п . 5 - согласно заявке W 2528163/06 с 21,09.77;

приоритет пп. 6 и 7 - согласно заявке 2529429/06 с 23.09.77;

приоритет п 8 - согласно заявке № 2524574/06 с 15.09.77V

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 2844127, кл. 92-68, 1958.

735321

Ф1Л.7

Ы

.l3

f ЖЖ у

1у I

.tf

tf # W

.15

16

I

S 3

IS