Аксиально-плунжерный насос Советский патент 1980 года по МПК F04B9/02 

Изобретение относится к области гидравлических машин объемного вытеснения, а именно к насосам для жидкостей в объемных гидропередачах на тяговых винтах самолетов, надводных и подводных кораблях.

Известен аксиально-плунжерный насос, содержащий установленный в корпусе двухсекционный наклонный плунжерный блок, ведущий и ведомый валы с размешенными на них шестернями fl.

Недостатком насоса является то, что передача вращения от двигателя на валы насосных секций осуществляется через шестеренную пару, выполняющую одновременно функцию понижающего редуктора. Такое расположение секций позволяет разгрузить подшипники валов секций от осевых составляющих сил, но не уравновешивает радиальные составляющие этих. сил. Это требует применения громоздких подшипников качения,-ограничивающих скорость вращения валов секций, а наличие зубчатой передачи снижает механический КПД по 2-3%.

Цель изобретения - повышение механического КПД и надежности зубчатой передачи.

Указанная цель достигается тем, что аксиально-плунжерный насос снабжен дополнительным двухсекционным наклонным плунжерным блоком, установленным симметрично первому, и дополнительно ведущей шестерней, при этом между обеими ведущими шестернями размещены ролик, а на ведомом валу - дополнительно барабан для взаимодейст10вия средней частью с роликом, причем диаметры последних равны диаметрам делительных окружностей соответствующих шестерен.

15

На чертеже изображен насос, общий вид.

Аксиально-плунжерный насос имеет корпус 1, в котором установлены че-. тыре поворотные люльки 2 с наклонны20 ми плунжерными блоками 3. Каждая пара 11аклонных плунжерных блоков 3 содержит ведомый вал 4, установленный , на кронштейнах 5 в подшипниках 6 качения опорных фланцев 7. В опорном

25 фланце 7 установлены сферические головки 8 плунжеров 9. На ведущем валу 10 закреплен ролук 11 с ведугцими шестернями 13. Шестерня 12 входит в зацепление с двумя симметрично

30 расположенны 1и ведомыми шестернями l4, закрепленными на ведомом валу 4. Кроме того, на ведомом валу 14 дополнительно закреплен барабан 15 для взаимодействия средней частью с. роликом 11, причем диаметры последних равны диаметрам делительных окружностей соответствующих шестерен, в левой 16 и правой 17 каретках установлены соответственно трубчатый кожух 18 и подпиточный насос 19. Кронштейны 5 установлены на плитах 20 по прокладкам 21 и затянуты шпильками 22. На поворотных люльках 2 закреплены зубчатые секторы 23, входящие в зацепление с ведущими рейкам: 24, которые выполнены непосредственно на поршнях 25 силовых цилиндров управления 26. При этом noixiiHH 25 контактируют с возвратными пружинами 27. Ведущий вал 10 устаиовлен в трубчатом кожухе 18 на подшипниках качения 28 и уплотняются устройством 29. Аксиально-пЛуйжерный насос работает следующим образом. В исходном положении, т.е. при невращающемся вале 10 и отсутствии давления на поршне 25 управления, наклонные люльки 2 всех четырех качающихся секций устанавливаются на нулевой угол (нулевая производительность) за счет усилия возвратных - пружин. 27. Вращение ведущего вала 10 передается ролику 11 и ведущим шестерням 12 и 13, а от них - к двум барабанам 1Ь и ведомлм шестерням 14. в контакте гладких цилиндрических поверхностей мехЙническая передача от вала 10 к опорным фланцам 7 работает как фрикционная с постоянным передаточным числом, а в контакте зубчатых венцов - как зубчатая. При этом в фрикционном контакте усилие предварительного прижима тел качения обеспечивается за счет упру гости ведомых тел качения, При наличии давления в цилиндре 26 от подпиточнвго насоса 19 усилие на поршнях 25.перемещает наклонные люльки 2 в сторону увеличения их уг ла наклона, В результате на все четыре качающие секции воздействует Давление иагиетания, которое обусла ливает наличие равиодействуюьщх сил приложенных к опорным фланцам 7 и в лом 4, и направленных под некоторым углом к осям вроцения валов 4. Указанные равнодействующие раскладываются на две составляющие, которые направлены в осевом и радиальном на )Правлениях.Срставляю11(ие равнодейств ющих ил,иаправленных вдоль осей вр щения приводных валов/ взаимно новешивгиотся, а радиальные составля . ющие .воспринимаются цилиндрической поверхностью ролика 11 и обуславли ают тем самым наличие дополнительн рижимающих сил в фрикционном контаке тел качения. Величина прижимающей силы опредеяется двумя параметрами: давлением агнетания и синусом угла поворота отсчитываемого от оси вращения приодного вала) наклонных люлек 2. Даление нагнетания пропорционально пеедаваемой мощности (если угол люльи 2 поворота постоянный) и обратно ропорционально синусу угла повороа люльки 2(если мощность постоянна). ледовательно, прижимающая сила увеичивается с возрастанием передаваеой мощности. Если последняя постояна, то изменение этой силы не происодит (при условии, что скорость ращения валов постоянна), ибо с меньшением или увеличением давлеия нагнетания происходит соответсвующее пропорциональное увеличение ли уменьшение синуса угла поворота аклонных люлек 2. При работе двух независимых потребителей, например гидролвигателей двух тяговых винтов, могут возникнуть кратковременные асинхронные нагрузки, при этом две верхние секции питают один потребитель, а две ниж- . ние - второй. Например, в нижних качающих секциях давление нагнетания уменьшилось то возникающая при этом разность радиальных сил передается на ведущий ролик 11, а от нее часть нагрузки воспринимается нижним ведомым барабаном 15 и подшипниками 6 качения, на которых оно установлено. За счет того, что шпильки 22 крепления кронштейнов 5 к плитам 20 имеют соответствующие расчетные размеры, указанная разность радиальных сил с достаточной степенью равномерно распределяется между всеми подшипниками 6 качения ( верхними, и нижними). При этом благодаря определенной податливости кожуха 18 подшипники качения 28 ведущего вала 10 практически разгружены от воздействия на них разности радиальных сил. Реечное зацепление между по япнями 25 и зубчатыми секторами 23 гаЬаитирует синхронность углов поворота соосных наклонных люлек 2, следовательно, и равенство радиальных составляющих. При симметричном расположении двух екционных наклонных плунжерных блоков подшипники качения в секциях полностью разгружены от сил давления нагнетания, поэтому имеется возможность применять их малого размера, так как их нагрузка определяется, в основном/ силами крутящего момента в фрикционно-зубчатом контакте, которые значительно меньше гидравлическихсил, В этой связи используются подшипники легких серий, обеспечивающие возможность повысить скорость вращения приводных валов, а