Аксиально-поршневая гидромашина

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Бобровник Александр Иванович Котлобай Анатолий Яковлевич Котлобай Андрей Анатольевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Аксиально-поршневая гидромашина, содержащая качающий узел в составе блока цилиндров, установленного в корпусе с возможностью поворота относительно оси, поршни,связанные шатунами с валом аксиально-поршневой гидромашины, установленным в подшипниковом узле корпуса под углом относительно оси блока цилиндров, отличным от 180, образующие рабочие полости, соединенные каналами в блоке цилиндров с полостями полукольцевых пазов гидрораспределителя, связанными с подводящим и отводящим каналами корпуса аксиально-поршневой гидромашины, отличающаяся тем, что каждый цилиндр блока оснащен поршнем дополнительной насосной секции, взаимодействующим с наклонной шайбой, установленной в подшипниковом узле корпуса аксиальнопоршневой гидромашины с возможностью поворота относительно оси блока цилиндров на угол от 0 до 180, а блок цилиндров установлен по внутренней образующей поверхности гидрораспределителя, выполненного в виде распределяющей втулки с двумя полукольцевыми пазами, закрепленной в корпусе аксиально-поршневой гидромашины.(56) 1. Петров В.А. Гидрообъемные трансмиссии самоходных машин.- М. Машиностроение, 1988.- С. 59. Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в объемном гидроприводе ходового и технологического оборудования технологических машин для привода исполнительных органов. Известна аксиально-поршневая гидромашина, содержащая качающий узел с блоком цилиндров, поршни, связанные шатунами с валом аксиально-поршневой гидромашины,установленным в подшипниковом узле корпуса под постоянным углом относительно оси блока цилиндров, отличным от 180, образующие рабочие полости, соединенные каналами в блоке цилиндров с полостями полукольцевых пазов гидрораспределителя, связанными с подводящим и отводящим каналами корпуса аксиально-поршневой гидромашины 1. Известная аксиально-поршневая гидромашина обладает рядом положительных качеств высокое рабочее давление быстроходность компактность, малые габаритные размеры и массу высокие значения объемного и общего КПД и т.д. Недостатком известной аксиально-поршневой гидромашины являются ограниченные функциональные возможности. Это объясняется тем, что аксиально-поршневая гидромашина не обеспечивает возможности изменения рабочего объема, необходимой для оптимизации режимов работы систем приводов технологического и ходового оборудования. Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение функциональных возможностей аксиально-поршневой гидромашины. Решение поставленной задачи достигается тем, что в аксиально-поршневой гидромашине, содержащей качающий узел в составе блока цилиндров, установленного в корпусе с возможностью поворота относительно оси, поршни, связанные шатунами с валом аксиально-поршневой гидромашины, установленным в подшипниковом узле корпуса под углом относительно оси блока цилиндров, отличным от 180, образующие рабочие полости,соединенные каналами в блоке цилиндров с полостями полукольцевых пазов гидрораспределителя, связанными с подводящим и отводящим каналами корпуса аксиальнопоршневой гидромашины, каждый цилиндр блока оснащен поршнем дополнительной насосной секции, взаимодействующим с наклонной шайбой, установленной в подшипниковом узле корпуса аксиально-поршневой гидромашины с возможностью поворота относительно оси блока цилиндров на угол от 0 до 180, а блок цилиндров установлен по внутренней образующей поверхности гидрораспределителя, выполненного в виде распределяющей втулки с двумя полукольцевыми пазами, закрепленной в корпусе аксиальнопоршневой гидромашины. Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения расширяют функциональные возможности аксиально-поршневой гидромашины за счет регулирования рабочего объема при использовании ее в приводах технологического и ходового оборудования с широким диапазоном изменения режимов нагрузки рабочих органов. На фиг. 1 представлена аксиально-поршневая гидромашина на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Аксиально-поршневая гидромашина включает вал 1, установленный в подшипниковом узле 2 корпуса 3 аксиально-поршневой гидромашины, блок цилиндров 4, установленный по внутренней образующей поверхности гидрораспределителя, выполненного в виде распределяющей втулки 5, закрепленной в корпусе 3 аксиально-поршневой гидромашины под постоянным углом относительно оси приводного вала 1, отличным от 180. Поршни 6 основного качающего узла и 7 - дополнительного образуют рабочие полости 8. Поршни 6 связаны шатунами 9 с фланцем 10 вала 1. Поршни 7 прижимаются к поверхности уста 2 68492010.12.30 новленной наклонно шайбы 11 с помощью бронзовых башмаков 12, завальцованных на их сферических головках, прижимного диска 13, сферы 14 со стержнем 15, запрессованным в канал блока цилиндров 4, и пружины 16, опирающейся через подвижный, относительно блока цилиндров 4, плунжер 17 на фланец 10 вала 1. Шайба 11 установлена в подшипниковом узле 18 с возможностью поворота относительно оси аксиально-поршневой гидромашины на угол 180. Поворот осуществляется моментным гидроцилиндром 19, установленным на корпусе подшипникового узла 18. Полости 20, 21 моментного гидроцилиндра 19 связаны через трехпозиционный гидрораспределитель 22 с источником давления 23 и сливом в бак 24. Рабочие полости 8 связаны посредством радиальных каналов 25 с полостями полукольцевых пазов 26, 27, образованных в распределяющей втулке 5. Полость полукольцевого паза 26 связана через канал 28 в корпусе 3 аксиальнопоршневой гидромашины с баком 24 (при работе аксиально-поршневой гидромашины в режиме насоса). Полость полукольцевого паза 27 связана через канал 29 с напорной магистралью потребителя. Аксиально-поршневая гидромашина работает следующим образом. При работе аксиально-поршневой гидромашины в режиме насоса вал 1 вращается от двигателя (не показан), и приводит во вращение блок цилиндров 4 посредством шатунов 9 и поршней 6 основного качающего узла. Благодаря наклону блока цилиндров 4 относительно вала 1, поршни 6 с шатунами 9, закрепленными во фланце 10 вала 1, совершают возвратно-поступательное движение в блоке цилиндров 4. Поршни 7 дополнительного качающего узла, прижимаемые к поверхности, установленной наклонно шайбы 11 с помощью бронзовых башмаков 12, завальцованных на их сферических головках, прижимного диска 13, сферы 14 и пружины 16, опирающейся через плунжер 17 на фланец 10 вала 1,при вращении блока цилиндров 4 также совершают возвратно-поступательное движение в блоке цилиндров 4. При выдвижении поршней 6, 7 из цилиндров блока 4 объем рабочей полости 8 увеличивается. Рабочая жидкость через канал 28 поступает в полость полукольцевого паза 26 и,через каналы 25 - в рабочие полости 8 блока цилиндров 4. При движении поршней 6, 7 внутрь цилиндров блока 4 объемы рабочих полостей 8 уменьшаются. Жидкость из рабочих полостей 8 через каналы 25 поступает в полость полукольцевого паза 27 и через канал 29 - в напорную магистраль потребителя. Наличие двух качающих узлов позволяет увеличивать объем аксиально-поршневой гидромашины без увеличения основных параметров цилиндро-поршневой группы и подачу при работе в режиме насоса. Конструктивная схема предлагаемой аксиально-поршневой гидромашины обеспечивает возможность регулирования рабочего объема без применения сложного и энергоемкого механизма изменения угла наклона блока цилиндров 4. При положении шайбы 11,обеспечивающем встречное движение поршней 6, 7, приведенный объем аксиальнопоршневой гидромашины максимальный, и максимальна подача рабочей жидкости в режиме насоса. При изменении положения шайбы 11 моментным гидроцилиндром 19 на 180 и установке ее параллельно фланцу 10 обеспечивается движение поршней 6, 7 в одну сторону, приведенный объем гидромашины минимальный (нулевой), подача рабочей жидкости в режиме насоса нулевая. При этом в данном положении шайбы 11 объем рабочей полости 8 увеличивается благодаря движению поршня 6 из цилиндра блока 4, и уменьшается благодаря движению поршня 7 внутрь цилиндра блока 4. Такая работа качающих узлов - в противофазе, обеспечивает нулевой приведенный объем аксиальнопоршневой гидромашины (при одинаковых параметрах качающих узлов). Изменение положения шайбы в пределах 0-180 обеспечивает непрерывный ряд промежуточных значений приведенного объема аксиально-поршневой гидромашины и изменение подачи рабочей жидкости в режиме насоса от нулевого до расчетного значений. 3 68492010.12.30 Изменяя положение шайбы 11 посредством перевода гидрораспределителя 22 в необходимую позицию и подавая в полости 20, 21 моментного гидроцилиндра 19 рабочую жидкость устанавливаем шайбу 11 в необходимое положение, обеспечивающее заданные параметры подачи рабочей жидкости аксиально-поршневой гидромашины в режиме насоса. Предлагаемый способ регулирования подачи рабочей жидкости является менее энергоемким, чем известный способ изменения угла наклона блока цилиндров 4, либо шайбы 11. Это объясняется тем, что при известном способе изменения угла наклона блока цилиндров либо шайбы необходимо преодолеть усилие, например н, определяемое давлением в рабочей полости 8, а при повороте шайб - усилие нн (н - угол наклона блока цилиндров, шайбы насоса, н 20,н 1 ), т.е. усилие уменьшается на множитель, равный синусу малого угла. При работе аксиально-поршневой гидромашины в режиме гидромотора рабочая жидкость поступает через канал 28 в полость полукольцевого паза 26 и через каналы 25 - в рабочие полости 8. Поршни 6, 7 перемещаются, приводя во вращение блок цилиндров 4 и вал 1. Жидкость из полостей 8 поступает в полость полукольцевого паза 27 и через канал 29 в бак гидросистемы. При максимальном приведенном объеме гидромотора фланец 10 и шайба 11 установлены с наклоном в разные стороны. В этом положении суммарное усилие, поворачивающее блок цилиндров 4, и момент, реализуемый на валу 1, максимальные. При повороте шайбы 11 в подшипниковом узле 18 посредством моментного гидроцилиндра 19 суммарное усилие, поворачивающее блок цилиндров 4 относительно оси, уменьшается. Частота вращения вала 1 увеличивается. При приближении положения шайбы 11 к положению, при котором она параллельна фланцу 10, суммарное усилие, поворачивающее блок цилиндров 4 и вал 1, минимальное и не превышает сил трения в механизмах гидромашины. КПД снижается, и гидромотор останавливается. Таким образом, предлагаемое техническое решение расширяет функциональные возможности аксиально-поршневой гидромашины за счет регулирования рабочего объема при использовании ее в приводах технологического и ходового оборудования с широким диапазоном изменения режимов нагрузки рабочих органов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4