Аксиально-поршневая гидромашина

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в объемном гидроприводе машин для синхронизации перемещения исполнительных органов.

Задачей, решаемой полезной моделью, является увеличение надежности работы аксиально-поршневой гидромашины

Аксиально-поршневая гидромашина, содержит вал, блок цилиндров, установленный по наружной образующей поверхности в подшипнике скольжения, поршни, взаимодействующие с наклонной шайбой, образующие рабочие полости, связанные радиальными каналами в блоке цилиндров с полостями полукольцевых пазов, выполненных на образующей поверхности подшипника скольжения, соединенных с подводящим и отводящим каналами корпуса, причем гидромашина дополнительно оснащена делителем - сумматором потока, включающим группу продольных пазов, равномерно выполненных на наружной образующей поверхности блока цилиндров, связанных между собой кольцевой канавкой, которая связана через канал и канавку в подшипнике скольжения и через каналы в корпусе гидромашины с отводящим каналом, группы продольных каналов - по одной группе на контур каждого потребителя, с числом каналов в каждой группе, равным числу продольных пазов блока цилиндров, равномерно выполненных в пределах каждой группы по внутренней поверхности подшипника скольжения, причем группы продольных каналов смещены друг относительно друга по длине подшипника скольжения и углу и связаны с каналами подключения потребителей, образованными в корпусе гидромашины, а также циклически сообщаются с полостями групп продольных пазов при вращении блока цилиндров. 1 н.п. ф-лы, 11 илл.

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в объемном гидроприводе машин для синхронизации перемещения исполнительных органов.

Известна аксиально-поршневая гидромашина, содержащая установленные в подшипниковых узлах в корпусе гидромашины приводной вал, и связанный с ним посредством шлицевого соединения блок цилиндров, поршни, взаимодействующие с наклонной шайбой гидромашины, образующие рабочие полости, связанные каналами в блоке цилиндров с полостями групп полукольцевых пазов гидрораспределителя, соединенными с подводящими и отводящим каналами [1].

Известная гидромашина обладает широкими функциональными возможностями за счет применения в многомоторных приводах рабочих органов без использования дополнительных гидроагрегатов деления потока рабочей жидкости.

Недостатком известной гидромашины является низкая надежность работы. Это объясняется тем, что при работе аксиально-поршневой гидромашины с высокими нагрузками, в рабочих полостях гидромашины увеличивается давление рабочей жидкости, приводящее к увеличению перетечек рабочей жидкости в зоне сопряжения: блок цилиндров - опорно-распределительный диск. Объемный КПД гидромашины уменьшается. Увеличение жесткости пружины, прижимающей блок цилиндров к опорно-распределительному диску, наряду с возможностями улучшения уплотнения приводит к повышенным износам, и потере плотности уплотнения.

Известна аксиально-поршневая гидромашина, содержащая вал и блок цилиндров, установленный по наружной образующей поверхности в

подшипнике скольжения корпуса гидромашины, поршни, взаимодействующие с наклонной шайбой гидромашины, образующие рабочие полости, связанные каналами в блоке цилиндров с полостями полукольцевых пазов, выполненными на образующей поверхности подшипника скольжения, соединенными с подводящим и отводящим каналами корпуса гидромашины [2].

Известная аксиально-поршневая гидромашина обладает широкими функциональными возможностями за счет обеспечения нескольких потоков, применения в многомоторных приводах рабочих органов без использования дополнительных гидроагрегатов деления потока рабочей жидкости. Использование гидрораспределителя аксиально-поршневой гидромашины по конструктивной схеме вал - втулка обеспечивает увеличение надежности работы гидромашины при высоких нагрузках за счет эффективного уплотнения сопрягаемых поверхностей блока цилиндров и гидрораспределителя, уменьшения перетечек из зоны высокого давления, и увеличения объемного КПД гидромашины.

Недостатком известной аксиально-поршневой гидромашины является низкая надежность работы. Это объясняется тем, что гидромашина, работая в контурах нескольких потребителей, не обеспечивает необходимой степени равномерности подачи рабочей жидкости. Так, равномерность определяется числом цилиндров гидромашины, и числом контуров потребителей. При данном числе цилиндров увеличение числа контуров потребителей приводит к увеличению степени неравномерности подачи рабочей жидкости в напорные магистрали потребителей. Пульсация расхода рабочей жидкости увеличивает динамичность нагружения деталей гидромашины, и снижает надежность работы аксиально-поршневой гидромашины.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является увеличение надежности работы аксиально-поршневой гидромашины.

Решение поставленной задачи достигается тем, что аксиально-поршневая гидромашина, содержащая вал, блок цилиндров, установленный по наружной образующей поверхности в подшипнике скольжения корпуса гидромашины, поршни, взаимодействующие с наклонной шайбой гидромашины, образующие рабочие полости, связанные радиальными каналами в блоке цилиндров с полостями полукольцевых пазов, выполненных на наружной образующей поверхности подшипника скольжения, соединенных с подводящим и отводящим каналами корпуса гидромашины, дополнительно оснащена делителем - сумматором потока, включающим группу продольных пазов, равномерно выполненных на наружной образующей поверхности блока цилиндров, связанных между собой кольцевой канавкой, причем кольцевая канавка связана через канал и канавку в подшипнике скольжения и через каналы в корпусе гидромашины с отводящим каналом гидромашины, группы продольных каналов, - по одной группе на контур каждого потребителя, с числом каналов в каждой группе, равным числу продольных пазов блока цилиндров, равномерно выполненных в пределах каждой группы по внутренней поверхности подшипника скольжения, причем группы продольных каналов смещены друг относительно друга по длине подшипника скольжения и углу, связаны с каналами подключения потребителей, образованными в корпусе гидромашины, а также циклически сообщаются с полостями групп продольных пазов при вращении блока цилиндров.

Новым является то, что гидромашина, дополнительно оснащена делителем - сумматором потока, включающим группу продольных пазов, равномерно выполненных на наружной образующей поверхности блока цилиндров, связанных между собой кольцевой канавкой, причем кольцевая канавка связана через канал и канавку в подшипнике скольжения и через каналы в корпусе гидромашины с отводящим каналом гидромашины, группы продольных каналов, - по одной группе на контур

каждого потребителя, с числом каналов в каждой группе, равным числу продольных пазов блока цилиндров, равномерно выполненных в пределах каждой группы по внутренней поверхности подшипника скольжения, причем группы продольных каналов смещены друг относительно друга по длине подшипника скольжения и углу, связаны с каналами подключения потребителей, образованными в корпусе гидромашины, а также циклически сообщаются с полостями групп продольных пазов при вращении блока цилиндров.

Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить неравномерность подачи рабочей жидкости по контурам потребителей за счет увеличения количества порций рабочей жидкости, подаваемой в напорную магистраль каждого потребителя за один оборот вала аксиально-поршневой гидромашины, при одновременном уменьшении объема каждой порции. Уменьшение пульсации расхода рабочей жидкости снижает динамические нагрузки деталей, и, соответственно, увеличивает надежность работы аксиально-поршневой гидромашины.

На фиг.1 представлен продольный разрез двухпоточной аксиально-поршневой гидромашины; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.1; на фиг.7 - разрез Е-Е на фиг.1; на фиг.8 представлен продольный разрез трехпоточной аксиально-поршневой гидромашины; на фиг.9 - разрез Ж-Ж на фиг.8; на фиг.10 - разрез З-З на фиг.8; на фиг.11 - разрез И-И на фиг.8.

Аксиально-поршневая гидромашина включает ведущий вал 1, установленный в подшипниковом узле 2 корпуса 3 гидромашины, блок цилиндров 4, связанный посредством шлицевого соединения 5 с валом 1. Блок цилиндров 4 установлен по наружной образующей поверхности в подшипнике скольжения 6 корпуса 3 гидромашины, и опирается на упорный подшипник качения 7, установленный на крышке 8 корпуса 3.

Поршни 9 образуют рабочие полости 10. Блок цилиндров 4 пружиной 11 и давлением рабочей жидкости прижат к упорному подшипнику качения 7.

Поршни 9 прижимаются к поверхности установленной наклонно шайбы 12 с помощью бронзовых башмаков 13, завальцованных на их сферических головках, прижимного диска 14, сферической втулки 15 и пружины 11.

В аксиально-поршневой гидромашине рабочие полости 10 связаны посредством радиальных каналов 16 в блоке цилиндров с полостями полукольцевых пазов 17, 18, выполненных на образующей поверхности подшипника скольжения. Полости полу кольцевых пазов 17, 18 связаны с подводящим 19 и отводящим 20 каналами рабочей жидкости в рабочие полости 10 гидромашины. Канал 19 гидромашины является подводящим при работе гидромашины в режиме насоса, и отводящим при работе гидромашины в режиме гидромотора.

Делитель - сумматор потока включает кольцевую канавку 21, выполненную на наружной образующей поверхности блока цилиндров 4, полость которой связана с отводящим каналом 20 гидромашины через трубопровод 22, канал 23, выполненный в корпусе 3 гидромашины, кольцевую канавку 24 и каналы 25, выполненные в подшипнике скольжения 6. На наружной образующей поверхности блока цилиндров 4 выполнена группа равномерно расположенных продольных пазов 26, связанных между собой кольцевой канавкой 21.

На образующей поверхности подшипника скольжения 6 образованы группы 27, 28, 29 продольных каналов. Полости групп 27, 28, 29 продольных каналов связаны соответственно с полостями кольцевых канавок 30, 31, 32, выполненных на наружной поверхности подшипника скольжения 6, и с каналами 33, 34, 35 подключения потребителей, образованных в корпусе гидромашины.

Продольные пазы 26, продольные каналы в группах 27, 28, 29 равномерно распределены по окружностям. Группы 27, 28, 29 продольных

каналов смещены относительно друг друга на расчетный угол. Число продольных пазов 26 равно числу продольных каналов в каждой группе 27, 28, 29.

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 шлицевого соединения 5. Поршни 9 совершают возвратно-поступательное движение в блоке цилиндров 4.

При выдвижении поршней 9 из блока цилиндров 4 объемы рабочих полостей 10 увеличиваются. Жидкость через канал 19 поступает в полость полукольцевого паза 17, и, через радиальные каналы 16 в рабочие полости 10 блока цилиндров 4.

При движении поршней 9 внутрь блока цилиндров 4 рабочая жидкость через радиальные каналы 16 поступает в полость полу кольцевого паза 18, и далее, через канал 20 в трубопровод 22. По трубопроводу 22 рабочая жидкость поступает через канал 23 в полость кольцевой канавки 24, и далее, через каналы 25 - в полости кольцевой канавки 21 и продольных пазов 26 блока цилиндров 4.

В двухпоточной гидромашине (см. фиг.1) рабочая жидкость из полостей продольных пазов 26 периодически поступает к группам каналов 27, 28, образованных в подшипнике скольжения 6 делителя - сумматора потока. Из полостей каналов групп 27, 28 рабочая жидкость поступает в кольцевые канавки 30, 31, образованные на наружной поверхности подшипника скольжения 6, и далее, в каналы 33, 34 подключения напорных магистралей двух потребителей.

В трехпоточной гидромашине (см. фиг.8) рабочая жидкость из полостей продольных пазов 26 периодически поступает к группам каналов 27, 28, 29, образованных в подшипнике скольжения 6 делителя - сумматора потока. Из полостей каналов групп 27, 28, 29 рабочая жидкость

поступает в кольцевые канавки 30, 31, 32, и далее, в каналы 33, 34, 35 подключения напорных магистралей трех потребителей.

Гидромашина, работая в режиме насоса, подает рабочую жидкость в напорные магистрали двух, трех потребителей периодически, малыми дискретными порциями. Это обеспечивает независимость расходов рабочей жидкости по напорным магистралям потребителей от режимов нагружения их. В каждую напорную магистраль за один оборот ротора блока цилиндров 4 подается пять порций рабочей жидкости. Число порций рабочей жидкости за один оборот блока цилиндров определяется количеством продольных каналов 27, 28, 29 в каждой группе, образованных в подшипнике скольжения 6.

Чем выше степень дискретизации потока рабочей жидкости, тем меньше степень неравномерности подачи рабочей жидкости по напорным магистралям потребителей, динамичность нагружения деталей гидромашины. Степень дискретизации не увязывается с числом потребителей, и задается при конкретном конструктивном решении гидромашины.

Число потоков гидромашины может наращиваться посредством образования дополнительных групп каналов на образующей поверхности подшипника скольжения 6.

При необходимости использования аксиально-поршневой гидромашины в однопоточном режиме канал 23 закрывается заглушкой (не показана), и канал 20 подключается к напорной магистрали одного потребителя.

При работе аксиально-поршневой гидромашины (см. фиг.1, фиг.8) в режиме гидромотора рабочая жидкость от насоса (не показан) через каналы 33, 34, 35, кольцевые канавки 30, 31, 32, группы каналов 27, 28, 29, циклически поступает в полости продольных пазов 26, и кольцевых канавок 21, 24. Из полости кольцевой канавки 24 рабочая жидкость через канал 23, трубопровод 22 поступает в полость полукольцевого паза 18, и

далее, через каналы 16 в рабочие полости 10 блока цилиндров 4. Вал 1 поворачивается, и рабочая жидкость из полостей 10 через радиальные каналы 16 поступает в полость полукольцевого паза 17, и через канал 19 на слив в бак гидросистемы. Мощность, снимаемая с вала 1, расходуется на привод потребителей.

Аксиально-поршневая гидромашина обеспечивает также объемное деление потока рабочей жидкости, работая в режиме гидромотора. На выходе из гидромотора образуются потоки рабочей жидкости со стабильными характеристиками.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает уменьшение неравномерности подачи рабочей жидкости по контурам потребителей за счет увеличения количества порций рабочей жидкости, подаваемой в напорную магистраль каждого потребителя за один оборот вала аксиально-поршневой гидромашины, при одновременном уменьшении объема каждой порции. Уменьшение пульсации расхода рабочей жидкости снижает динамические нагрузки деталей, и, соответственно, увеличивает надежность работы аксиально-поршневой гидромашины.

Источники информации, принятые во внимание:

1. Аксиально-поршневая гидромашина. Патент РБ №1543U от 18.02.2004 г., МПК F03С 1/00, F15В 11/00. Опубликовано: Афiцыйны бюлетэнь №3 (42) 2004 г., стр.249.

2. Аксиально-поршневая гидромашина. Патент РБ №2840U от 09.11.2005 г, МПК, F15В 11/22. Опубликовано: Афiцыйны бюлетэнь №3 (50) 2006 г. стр.197.

Аксиально-поршневая гидромашина, содержащая вал, блок цилиндров, установленный по наружной образующей поверхности в подшипнике скольжения корпуса гидромашины, поршни, взаимодействующие с наклонной шайбой гидромашины, образующие рабочие полости, связанные радиальными каналами в блоке цилиндров с полостями полукольцевых пазов, выполненных на образующей поверхности подшипника скольжения, соединенных с подводящим и отводящим каналами корпуса гидромашины, отличающаяся тем, что гидромашина дополнительно оснащена делителем-сумматором потока, включающим группу продольных пазов, равномерно выполненных на наружной образующей поверхности блока цилиндров, связанных между собой кольцевой канавкой, причем кольцевая канавка связана через канал и канавку в подшипнике скольжения и через каналы в корпусе гидромашины с отводящим каналом гидромашины, группы продольных каналов - по одной группе на контур каждого потребителя, с числом каналов в каждой группе, равным числу продольных пазов блока цилиндров, равномерно выполненных в пределах каждой группы по внутренней поверхности подшипника скольжения, причем группы продольных каналов смещены относительно друг друга по длине подшипника скольжения и углу и связаны с каналами подключения потребителей, образованными в корпусе гидромашины, а также циклически сообщаются с полостями групп продольных пазов при вращении блока цилиндров.