Аксиально-поршневая гидромашина с регулируемым углом наклона блока цилиндров Советский патент 1981 года по МПК F04B1/12 

(54) АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ ГИДРОМАШИНА

С РЕГУЛИРУЕМЫМ УГЛОМ НАКЛОНА

БЛОКА ЦИЛИНДРОВ

1

Изобретение относится к гидроприводам, а именно к гидромашинам с регулируемым рабочим объемом, и может быть использовано в машинах различного назначения, наприМер в гидравлических экскаваторах.

Известна аксиально-поршневая гидромашина с регулируемым углом наклона блоков цилиндров, содержащая распределитель рабочей жидкости с нагнетательными и всасывающими окнами, прилегающий к блоку цилиндров сферической поверхностью, причем распределитель может скользить по корпусу вдоль направляющих 1.

Распределитель в таких гидромашинах постоянно поджат к одной из направляющих, что позволяет устранить его перекос и тем самым исключить возможность заклинивания.

Благодаря сферической форме поверхностей распределителя появляется боковая сила, постоянно нагружающая в работе распределитель в сторону расположения всасывающего окна.

Под действием этой силы, при превышении ею сил сопротивления, распределитель прижимается своей боковой поверхностью

только к одной из направляющих, что является неизбежным следствием выполнения упомянутых поверхностей корпуса и. распределителя сферическими в гидромашине.

Наиболее близкой к предлагаемой является аксиально-поршневая гидромащина с регулируемым углом наклона блока цилиндров, содержащая распределитель .рабочей жидкости с нагнетательными и всасывающими окнами, прилегающий одной стороной к блоку цилиндров, а другой выполненн«й сферической, размещен в сферической расточке корпуса с боковым зазором относительно направляющих и связан с приводом для его перемещения вдоль последних, имеющий на боковой поверхности полость 2.

Недостаток известной гидромашины заключается в том, что в ней может быть прижатие распределителя к одной из направляющих, что снижает ее надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и Долговечности гидромащины.

Эта цель достигается тем, что зазор между распределителем и корпусом выполнен со стороны окна всасывания, на стороне блока цилиндров, прилегающей к распределителю. выполнена выемка, периодически сообпхающаяся с окном всасывания, в распределителе- два канала, один из которых, имеющий дроссели, подсоединен к окну нагнетания, а другой к выемке, а полость снабжена плунжерами. Такое выполнение полностью исключает возможность заедания н заклинивания распределителя даже при его перекосе, возникающем во время отжатия его от направляющей в результате действия на него момента сил трения от вран 1ения блока цилиндров. На фиг. 1 изображена предлагаемая гидромащина, продольный разрез; на фиг. 2 - распределитель гидромашины и прилегающие к нему детали, поперечный разрез; на фиг. 3 - расположение распределителя между направляющей и упором. Гидромашина содержит корпус 1, внутри которого в подшипниках 2 установлен вал 3 с диском 4, который связан посредством сферических головок с щатунами 5 поршней 6. Порщни 6 входят в расточки наклонного блока 7 цилиндров, оиирающегося через распределитель 8 на крышку 9. В центре распределителя 8 имеется отверстие, в которое входит своей сферической головкой палец 10, жестко связанный с силовым поршнем 11 гидроцилиндра, связанного с автоматом регулирования. Распределитель 8 с одной стороны плоскости, проходящей через оси поршня II и пальца 10, имеет нагнетательное окно 12, а с другой стороны - всасывающее окно 13 и несквозную полость 14, расположенную на плоской боковой поверхности распределителя напротив направляющей 15, параллельной оси поршня 10 и связанной жестко с крышкой корпуса 1.. Поверхности распределителя 8, прилегающие к крыщке 9 и к блоку 7 цилиндров имеют сферическую форму. Полость 14 гидравлически связана с источником пульсирующего давления рабочей жидкости, который выполнен следующим образом. Полость 14 посредством канала 16, имеющего малое поперечное сечение или дроссель 17 постоянно связана с нагнетательным окном 12. В полости 14, которых может быть на распределителе 8 несколько, установлен плунжер 18, контактирующий своим выходящим из полости 14 концом с направляющей 15. Между плунжеро.м 18 и дросселем 17, на боковой поверхности полости 14 расположено отверстие второго канала 19, имеющего большее поперечное сечение, чем канал 16, и выведенного на прилегающую к блоку 7 цилиндров поверхность распределителя 8 в зоне расположения всасывающего окна 13. Прилегающая к распределителю 8 поверхность блока 7 цилиндров имеет одну или несколько выемок 20, каждая из которых имеет расположение и длину, необходимые для периодического совмещения всасывающего окна 13 с каналом 19, и тем самым с полостью 14, при вращении блока 7 цилиндров. Предлагае.мая гидро.машина работает следующим образом. В режиме нереверсивного гидронасоса, при вращении вала 3 с диском 4 и поршнями 5 вместе с наклонным блоком 7 цилиндров, между б и стенка.ми расточек блока цилиндров образуются камеры переменного объема, благодаря чему происходит всасывание и нагнетание рабочей жидкости. Максимальный размер объема ка.меры зависит от хода порщня 6 и угла наклона оси блока 7 цилиндров относительно оси вала 3. Этот угол регулируется путем перемещения пальца 10 распределителя 8, скользящего при этом вдоль направляющих 15, по сферической поверхности крышки 9. Прилегающие поверхности распределителя 8 и крышки 9 притерты друг к другу, чем обеспечивается герметичность при любо.м положении распределителя 8 относительно крыщки 9, через каналы которой подводится и отводится рабочая жидкость. На распределитель 8 действует равнодействующая сил давления находящейся в расточках блока цилиндров рабочей жидкости, приложенная э некотором расстоянии от оси распределителя 8 на стороне расположения нагнетательного окна 12, что является спецификой гидромащины. Вследствие сферической фор.мы одной или обеих указанных выше поверхностей распределителя 8,появляется боковая сила F, постоянно нагружающая во время работы гидромашины распределитель 8 и стремящаяся его прижать, преодолевая силы сопротивления, к направляющей 15 Однако, давление рабочей жидкости, передаваемое из нагнетательного окна 12 через канал 16 в пространство между плунжером 18 и стенками полости 14, создает противоположно направленную силу Р, которая при достаточной для этого площади плунжеР преодолевая силу F, отжимает распределитель 8 от направляющей 15. При вращении блока У цилиндров выемка 20 один раз за оборот совмещается с отверстием канала 19 и на короткое время соединяет полость 14 со всасывающим окном 13. Давление в полости 14 на участке между плунжером 18 и дросселем 17 при этом падает, и под действием силы F, постоянно нагружающей распределитель 8, последний отходит от направляющей 15. При этом зазор между распределителем и и направляющей 15 должен быть не меньщим, чем требуемая величина бокового перемещения распределителя 8, определяемая расчетным или экспе риментальным путем. При дальнейшем повороте блока 7 цилиндров выемка 20 изолируется от канала 19 притертыми друг к другу прилегающими поверхностями блока 7 цилиндров и распределителя 8. Давление в

полости 14, возрастает, и распределитель вновь отжимается от направляющей 15.

При последующем совмещении выемки 20 с отверстием канала 19 цикл повторяется, благодаря чему распределитель 8 находится в непрерывном поперечном колебательном движении относительно направляющей 15 вдоль плунжера 18, постоянно прижатого к ней давлением жидкости. Эти колебания не зависят от места нахождения на крышке корпуса 1 распределителя 8 при регулироваНИИ угла наклона блока 7 цилиндров, а палец 10 и порщень 11 не препятствует таким поперечным колебаниям.

При этом период времени, когда в полость 14 подводится давление, может быть значительно больще периода времени сообщения полости 14 со всасывающим окном, и сброса давления, что позволяет осуществлять колебательный процесс распределителя 8 при небольшом превыщении значения силы Р над силой Р.Это позволит не увеличивать вь1соту боковой поверхности распределителя 8 -Сдля размещения на ней одного или нескольких плунжеров требуемого диаметра и площади) и направляющей 15 и соответственно габаритов гидромашины в целом.

Таким образом, предлагаемое выполнение конструкции аксиально-поршневой гидромашины с регулируемым углом наклона блока цилиндров позволяет уменьшить силы трения и затраты энергии на перемещение распределителя при функционировании его в качестве элемента механизма регулирования угла наклона блока цилиндров, улучшить условия смазки трущихся поверхностей распределителя, направляющей и крышки корпуса, повысить чувствительность и быстродействие при регулировании, снизить величину момента сил трения, воспринимаемого порщнем и тем самым уменьщить его прогиб, нагрузки на опоры (расточки в корпусе, в которых перемешается поршень), что повышает надежность и долговечность, уменьшает габариты и металлоемкость гидромашины, износ ее деталей.

Формула изобретения

Аксиально-поршневая гидромашина с регулируемым углом наклона блока цилиндров, содержащая распределитель рабочей жидкости с нагнетательными и всасывающими окнами, прилегающий одной стороной к блоку цилиндров, а другой выполненной сферической, размещен в сферической расточке корпуса с боковым зазором относительно направляющих и связан с приводом дли его перемещения вдоль последних, имеющий на боковой поверхности полость, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности гидромашины; зазор между распределителем и корпусом выполнен со стороны окна всасывания, на стороне блока цилиндров, прилегающей к распределителю, выполнена выемка, периодически соединяющаяся с окном всасывания, в распределителе - два канала, один из которых, имеющий дрссели, подсоединен к окну нагнетания, а другой - к выемке, а полость снабжена плунжерами.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США №3961563, кл. 91-506, опублик. 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2706101, кл. F 04 В 1/12, январь 1979.