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, поочередно сообщающиеся через пару полукольцевых окон распределителя, связанных каналами с подводящими и отводящими отверстиями, отличающаяся тем, что ротор содержит дополнительные соосные блоки цилиндров, разделенные между собой перегородками, и установлен во внутренних образующих поверхностях распределителя, состоящего из секций, в которых выполнены полукольцевые окна, диаметрально-противоположные линии внешних кромок которых находятся в плоскостях, перпендикулярных геометрической оси вращения ротора, и сообщаются с подводящими и отводящими отверстиями, соосные поршни смежных рабочих полостей объединены штоками, проходящими через отверстия перегородок, при этом двухсторонние поршни образуют по две рабочие полости в роторе, каждая из которых посредством радиального отверстия имеет возможность поочередного сообщения с соответствующей парой окон секционного распределителя, а крайние поршни взаимодействуют с двумя торцевыми наклонными шайбами. 35902007.06.30 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 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 нескольких энергетических потоков рабочей жидкости с низким коэффициентом пульсации давления 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, поочередно сообщающиеся через пару полукольцевых окон распределителя, связанных каналами с подводящими и отводящими отверстиями, ротор содержит дополнительные соосные блоки цилиндров, разделенные между собой перегородками, и установлен во внутренних образующих поверхностях распределителя, состоящего из секций, в которых выполнены полукольцевые окна, диаметрально-противоположные линии внешних кромок которых находятся в плоскостях, перпендикулярных геометрической оси вращения ротора, и сообщаются с подводящими и отводящими отверстиями, соосные поршни смежных рабочих полостей объединены штоками, проходящими через отверстия перегородок, при этом двухсторонние поршни образуют по две рабочие полости в роторе,каждая из которых посредством радиального отверстия имеет возможность поочередного сообщения с соответствующей парой окон секционного распределителя, а крайние поршни взаимодействуют с двумя торцевыми наклонными шайбами. Предлагаемое техническое решение обеспечивает 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 за счет уменьшения неуравновешенных сил в осевом и радиальном направлениях посредством эффективного уплотнения сопрягаемых поверхностей блока цилиндров и секционного распределителя, уменьшение перетечек между зонами высокого и низкого давлений, увеличение объемного КПД. Низкий коэффициент пульсации давления достигается работой необходимого числа поршней на каждый поток. 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 на фиг. 1. Объемная гидромашина включает ротор, состоящий из ведущего вала 1 и блока цилиндров 2, связанных посредством шлицевого соединения 3. Блок цилиндров 2 состоит из нескольких соосных блоков, разделенных между собой перегородками 4, и установлен в распределителе, состоящем из нескольких секций 5, 6, 7, выполняющих одновременно роль подшипников скольжения. В каждой секции распределителя выполнено по две пары полукольцевых окон 8, 9, 10, 11, сообщенных с подводящими и отводящими отверстиями 12, 13, 14, 15 (в зависимости от функционального режима работы гидроагрегата). 2 35902007.06.30 Соосные поршни 16, 17 связаны штоками 18, проходящими в отверстиях перегородок 4. Крайние поршни 16 образуют по одной рабочей полости 19. Промежуточные поршни 17 образуют по две рабочие полости 20, 21 и являются двухсторонними. Рабочие полости всех цилиндров периодически сообщаются посредством радиальных отверстий 22 ротора с соответствующими полукольцевыми окнами секционного распределителя. Крайние поршни 16 прижимаются штоками к поверхностям наклонных шайб 23, 24,установленных с двух сторон блока цилиндров, посредством башмаков 25, прижимных дисков 26, сферических втулок 27. Объемная гидромашина работает следующим образом. В режиме многопоточного насоса приводной вал 1 (соединенный посредством механической передачи с двигателем) вращает блок цилиндров 2 посредством шлицевого 3 соединения. Ряды соосных поршней 16, 17 совершают вращательное движение относительно оси вращения ротора и возвратно-поступательное движение относительно блока цилиндров 2. При этом крайние поршни взаимодействуют с двумя наклонными шайбами 23, 24. При выдвижении крайних поршней 16 из блока цилиндров 2 объемы рабочих полостей 19, 21 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 12, 14, полукольцевые окна 8, 10 в рабочие полости цилиндров 19, 21. Одновременно с этим поршни вытесняют рабочую жидкость в смежных полостях 20 через полукольцевые окна 9, 11 в отводящие отверстия 13, 15. Таким образом, крайние блоки цилиндров ротора создают по одному потоку, а промежуточные блоки цилиндров ротора создают по два потока рабочей жидкости, поступающих к потребителям. В режиме делителя потока подводящие отверстия 12, 14, сообщенные с полукольцевыми окнами 8, 10 секций распределителя, объединены между собой и с напорной магистралью. Отводящие отверстия сообщаются с потребителями. В режиме суммирования потоков через подводящие отверстия 12, 14, сообщенные с полукольцевыми окнами 8,10 секций распределителя, рабочая жидкость поступает в рабочие полости ротора и при его вращении передается в отводящие отверстия 13, 15, объединенные общим трубопроводом. В режиме гидромотора объединяются общим трубопроводом подводящие отверстия 12, 14, а также вторым общим трубопроводом объединяются отводящие отверстия 13, 15. Гидравлическая энергия рабочей жидкости, воздействующей на поршни ротора, преобразуется в механическую энергию вращающегося вала 1 под воздействием возвратнопоступательного движения поршневых рядов относительно блока и их вращательного движения относительно оси вращения ротора. Объемная гидромашина обеспечивает объемное деление потока рабочей жидкости,работая в режиме гидромотора, со стабильными характеристиками потоков независимо от изменяющихся нагрузок в контурах потребителей. Применение секционного 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 гидромашины. Поршни посредством жесткой связи друг с другом через штоки обеспечат стабильные характеристики энергетических потоков независимо от переменных нагрузок в ветвях гидросистемы. При этом поршни крайних и промежуточных блоков за один оборот вала совершат вытеснение рабочей жидкости с низким коэффициентом пульсации давления, со стабильными показателями расходов в ветвях гидросистемы, высокими показателями объемного КПД гидромашины. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4