Объемная гидромашина

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Автор Смоляк Анна Николаевна(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Объемная гидромашина, содержащая наклонную шайбу, ротор, состоящий из ведущего вала и связанного с ним блока цилиндров, поршни, взаимодействующие с наклонной шайбой и образующие рабочие полости, сообщающиеся через каналы блока цилиндров с двумя полукольцевыми окнами распределителя, сообщенными с подводящими и отводящими отверстиями, отличающаяся тем, что ротор содержит дополнительный блок цилиндров и перегородку, разграничивающую смежные рабочие полости блоков, и установлен во внутренней образующей поверхности распределителя, с двумя парами полукольцевых окон, у которых диаметрально-противоположные линии внешних кромок находятся в плоскостях, перпендикулярных геометрической оси вращения ротора, и сообщаются с подводящими и отводящими отверстиями, поршни смежных рабочих полостей попарно объединены штоками, проходящими через отверстия в перегородке, и взаимодействуют с двумя торцевыми наклонными шайбами. 35892007.06.30 Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в объемном гидроприводе машин для синхронизации перемещения исполнительных органов и для осуществления работы многоконтурных гидросистем. Известна аксиально-поршневая гидромашина, содержащая ротор, состоящий из ведущего вала и связанного с ним блока цилиндров, поршни, взаимодействующие с наклонной шайбой, образующие рабочие полости, сообщающиеся через каналы блока цилиндров с двумя полукольцевыми окнами неподвижного распределительного диска, сообщенными с подводящим и отводящим отверстиями 1. Недостатками известной гидромашины являются обеспечение только одного энергетического потока рабочей жидкости с низким коэффициентом пульсации давления при работе в режиме насоса при объединении двух подобных гидромашин общим валом с целью получения двух энергетических потоков значительно возрастают масса и габариты установки низкая надежность работы, связанная с необходимостью прижима блока цилиндров к распределительному диску с целью уменьшения перетечек рабочей жидкости из полостей высокого давления в полости низкого давления, снижающих величину объемного КПД гидромашины. Задача, решаемая полезной моделью, заключается в обеспечении двух энергетических потоков рабочей жидкости с низким коэффициентом пульсации давления посредством одной гидромашины, а также в увеличении надежности работы гидромашины во многофункциональных режимах (одно- и многопоточного насоса, гидромотора, делителя и сумматора потоков). Решение поставленной задачи достигается тем, что в объемной гидромашине, содержащей наклонную шайбу, ротор, состоящий из ведущего вала и связанного с ним блока цилиндров, поршни, взаимодействующие с наклонной шайбой и образующие рабочие полости, сообщающиеся через каналы блока цилиндров с двумя полукольцевыми окнами распределителя, сообщенными с подводящими и отводящими отверстиями, ротор содержит дополнительный блок цилиндров и перегородку, разграничивающую смежные рабочие полости блоков, и установлен во внутренней образующей поверхности распределителя с двумя парами полукольцевых окон, у которых диаметрально-противоположные линии внешних кромок находятся в плоскостях, перпендикулярных геометрической оси вращения ротора и сообщаются с подводящими и отводящими отверстиями, поршни смежных рабочих полостей попарно объединены штоками, проходящими через отверстия в перегородке, и взаимодействуют с двумя торцевыми наклонными шайбами. Предлагаемое техническое решение обеспечивает создание посредством одной гидромашины двух энергетических потоков с низким коэффициентом пульсации давления, что достигается работой необходимого числа поршней на каждый поток. Увеличение надежности во многофункциональных режимах работы гидромашины (в качестве одно- и многопоточного насоса, гидромотора, делителя и сумматора потоков) при высоких давлениях в режимах переменных нагрузок достигается за счет уменьшения перетечек между зонами высокого и низкого давлений, увеличения объемного КПД, уменьшения неуравновешенных сил в радиальном направлении - посредством эффективного уплотнения сопрягаемых поверхностей блока цилиндров и распределителя, в осевом направлении - взаимодействием поршней с двумя наклонными шайбами. Предлагаемая компоновка основных деталей в гидромашине не внесет значительных изменений в массогабаритные характеристики. На фиг. 1 представлен продольный разрез объемной гидромашины А-А на фиг. 2 на фиг. 2 - поперечный разрез Б-Б на фиг. 1 на фиг. 3 - поперечный разрез В-В нафиг. 1. Объемная гидромашина включает ротор, состоящий из ведущего вала 1, установленного в подшипниках 2 корпуса 3 гидромашины, и блок цилиндров 4, связанный посредством шпоночного 5 (или шлицевого, не показано) соединения с валом 1. Блок цилиндров 4 установлен в радиальном распределителе 6, выполняющем одновременно роль подшип 2 35892007.06.30 ника скольжения. Поршни 7, 8 связаны штоками 9, проходящими в отверстиях перегородки 10 с уплотнениями 11. Поршни 7, 8 образуют рабочие полости 12, 13. В радиальном распределителе 6 выполнены полукольцевые окна 14, 15, 16, 17, сообщенные посредством радиальных каналов 18, 19, 20, 21 с отверстиями 22, 23, 24, 25 подвода и отвода рабочей жидкости (в зависимости от функционального режима работы гидроагрегата). Рабочие полости 12, 13 каждого цилиндра периодически сообщаются посредством радиальных каналов 26, 27, выполненных в блоке цилиндров, с диаметрально-противоположными полукольцевыми окнами радиального распределителя соответственно 13, 15 и 14, 16. Поршни 7, 8 прижимаются посредством башмаков 28 к поверхностям наклонных шайб 29, 30, установленных с двух сторон блока цилиндров. Корпус 3 гидроагрегата закрыт с двух сторон торцовыми крышками 31, 32. Наклонные шайбы 29, 30 опираются на торцовые опоры 33, 34 с регулируемым углом наклона посредством креплений 35. Объемная гидромашина работает следующим образом. В режиме насоса с двумя потоками рабочей жидкости приводной вал 1 (соединенный посредством механической передачи с двигателем) вращает блок цилиндров 4 посредством шпоночного 5 (или шлицевого) соединения. Поршни 7, 8 совершают вращательное движение относительно геометрической оси вращения вала и, одновременно, возвратнопоступательное движение относительно блока цилиндров 4. При выдвижении поршней 7,8 из блока цилиндров 4 объемы рабочих камер 14 увеличиваются, и жидкость под воздействием разрежения поступает из бака (не показан) или из сливной магистрали гидродвигателя (при работе в замкнутой системе циркуляции рабочей жидкости) через подводящие отверстия 22, 25, радиальные отверстия 18, 21, полукольцевые окна 14, 17 в рабочие полости цилиндров. Одновременно с этим процессом происходит вытеснение рабочей жидкости в смежных полостях поршнями, соединенными штоками 11, проходящими через перегородку 10. Жидкость при втягивании поршней внутрь блока вытесняется через полукольцевые окна 15, 16 в отводящие отверстия 23, 24. В режиме делителя потока объединяются отверстия подвода рабочей жидкости 22, 25. При этом отверстия отвода 23, 24 осуществляют подачу к потребителям. В режиме суммирования потоков через отверстия 22, 25 принимается рабочая жидкость от источников и передается гидромашиной в магистраль объединенных отверстий 23, 24, через объединяющий трубопровод - на слив в гидробак. В режиме гидромотора одним общим трубопроводом объединяются подводящие отверстия 22, 25, а другим трубопроводом объединяются отводящие отверстия 23, 24. Гидравлическая энергия рабочей жидкости, воздействующей на поршни блока цилиндров,преобразуется в механическую энергию вращающегося вала 1 под воздействием возвратно-поступательного движения поршневых рядов относительно блока и их вращательного движения относительно наклонных шайб 28, 30. Объемная гидромашина обеспечивает объемное деление потока рабочей жидкости,работая в режиме гидромотора, со стабильными характеристиками потоков независимо от изменяющихся нагрузок в контурах потребителей. Применение распределителя с сопряжением вал-втулка и двух торцевых наклонных шайб позволит уменьшить неуравновешенные силы в радиальном и осевом направлениях,обеспечив равномерное вращение блока цилиндров в условиях симметрично-распределенных нагрузок повысить надежность и долговечность гидроагрегата. Поршни посредством жесткой связи друг с другом через штоки обеспечат стабильные характеристики энергетических потоков независимо от переменных нагрузок в ветвях гидросистемы. При этом поршни каждого из двух блоков за один оборот вала совершат вытеснение рабочей жидкости с минимальной пульсационностью давления, со стабильными показателями расходов в ветвях гидросистемы, высокими показателями объемного КПД гидромашины. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4