close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10267

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10267
(13) C1
(19)
F 04B 1/12
АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ РЕГУЛИРУЕМАЯ ГИДРОМАШИНА
(21) Номер заявки: a 20050889
(22) 2005.09.13
(43) 2007.06.30
(71) Заявители: Государственное научное
учреждение "Объединенный институт
машиностроения Национальной академии наук Беларуси"; Республиканское
унитарное предприятие "Минский
тракторный завод" (BY)
(72) Авторы: Маньшин Геральд Григорьевич; Марковский Анатолий Борисович;
Дробышевский Чеслав Брониславович; Тихомиров Василий Леонтьевич;
Стародетко Константин Евгеньевич;
Мелешко Михаил Григорьевич; Кузнецов Антон Дмитриевич; Усс Иван
Никодимович; Шарангович Андрей
Иванович (BY)
(73) Патентообладатели: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси"; Республиканское унитарное предприятие "Минский тракторный завод" (BY)
(56) Прокофьев В.Н. и др. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод. М.: Машиностроение, 1969. - С. 17-20.
SU 126027, 1960.
SU 377543, 1973.
SU 853150, 1981.
SU 1687849 A1, 1991.
UA 37432 A, 2001.
UA 39679 C2, 2004.
DE 3545137 A1, 1987.
US 3954353, 1976.
US 20040165996 A1, 2004.
BY 10267 C1 2008.02.28
(57)
1. Аксиально-поршневая регулируемая гидромашина, содержащая корпус со сливной
полостью и впускными и выпускными гидролиниями, поворотную люльку с наклонным
диском, блок цилиндров с конусным расположением их осей, закрепленный на приводном
Фиг. 1
BY 10267 C1 2008.02.28
валу, установленном в корпусе на подшипниках, поршни цилиндров с шаровыми головками, снабженными опирающимися на наклонный диск гидростатическими башмаками,
выполненными с возможностью запитывания рабочей жидкостью из центрального канала
в поршнях, торцовый распределитель с дугообразными окнами на его рабочей поверхности,
контактирующий с поверхностью блока цилиндров, при этом поворотная люлька шарнирно установлена в корпусе и связана с гидроцилиндром привода управления поворотной
люлькой и с гидрораспределителем, отличающаяся тем, что приводной вал установлен в
подшипниках скольжения, причем передний подшипник выполнен непосредственно в
торцовом распределителе, рабочая поверхность которого и контактирующая с ней поверхность блока цилиндров выполнены сферическими, сам торцовый распределитель выполнен подвижным в осевом направлении, установлен на приводном валу с зазором и
снабжен нагрузочными и компенсационными гидробустерами с расположенными в них
подпружиненными поршнями, опирающимися на корпус, причем нагрузочные гидробустеры снабжены установленными с зазором подпружиненными обратными клапанами и
дроссельными отверстиями, сообщающимися с дугообразными окнами высокого и низкого давления и со сливной полостью корпуса, а компенсационные гидробустеры расположены симметрично между дугообразными окнами и снабжены каналами, соединяющими
их с зазором между торцовым распределителем и блоком цилиндров; контактирующая с
наклонным диском поверхность гидростатических башмаков поршней цилиндров выполнена в виде концентрических канавок, разделенных радиальными перемычками, по меньшей мере, на три участка, в каждом из которых канавки соединены между собой и с
центральным каналом в поршнях цилиндров дроссельными прорезями, а ось качания поворотной люльки с наклонным диском смещена относительно оси вращения блока цилиндров на расстояние, величина которого составляет не менее величины радиуса
расположения центра шаровой головки от оси вращения блока цилиндров.
2. Гидромашина по п. 1, отличающаяся тем, что задний подшипник приводного вала
установлен в непосредственной близости от места крепления приводного вала в блоке цилиндров в пределах осевого габарита поворотной люльки.
3. Гидромашина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в местах соединения дугообразных окон торцового распределителя с впускными и выпускными гидролиниями установлены герметизирующие кольцевые втулки с поджимными браслетными пружинами.
4. Гидромашина по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что поршни нагрузочных
гидробустеров торцового распределителя подпружинены тарельчатыми пружинами, опирающимися на корпус.
Предлагаемое изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, в частности к аксиально-поршневым регулируемым гидромашинам с наклонным
диском, которые могут найти применение в качестве регулируемых насосов и гидравлических моторов в сельскохозяйственных машинах, а также в силовых установках городских
автобусов с инерционными рекуператорами мощности.
Известна аксиально-поршневая регулируемая гидромашина, в частности гидронасос с
наклонным диском. Она содержит корпус, блок цилиндров с параллельным расположением осей цилиндров, закрепленный на шлицах приводного вала, установленного в корпусе
на двух подшипниках, поршни цилиндров с шаровыми головками, опирающиеся на наклонный диск через гидростатические башмаки, расположенные на шаровых головках и
запитывемые рабочей жидкостью из цилиндров через центральный канал, расположенный
в поршнях. На корпусе закреплен торцовый распределитель с дугообразными окнами высокого и низкого давления, расположенные на его рабочей поверхности. Блок цилиндров с
помощью пружины прижимается к торцовому распределителю. В корпусе, на закрепленных в нем кронштейнах, шарнирно установлена поворотная люлька с наклонным диском,
2
BY 10267 C1 2008.02.28
при этом ось качания поворотной люльки пересекает ось вращения блока цилиндров [1].
Регулирование рабочего объема в этих гидромашинах осуществляется при повороте люльки
с наклонным диском на определенный угол с помощью гидроцилиндра управления углом
поворота, связанного с гидрораспределителем. Блок цилиндров в таких гидромашинах для
его самоустанавки по торцовому распределителю закреплен на шлицах приводного вала с
зазором, при этом шлицы расположены симметрично плоскости, проходящей через центры шаровых головок поршней. При работе такой гидромашины на приводной вал воздействует радиальная составляющая гидравлических сил, возникающих на поршнях,
вызывающая прогиб приводного вала, так как она проходит через центры шаровых головок поршней, а наличие сил трения при контакте наклонного диска с гидростатическими
башмаками создает на них опрокидывающий момент.
Недостатками такой машины являются:
наличие повышенных утечек через зазор между торцовым распределителем и блоком
цилиндров, образуемых из-за колебаний блока и тем самым колебаний самого торцового
зазора. Эти колебания связаны также с периодическими изменениями прижимающей силы,
действующей на блок цилиндров, в результате попеременного соединения четного и нечетного числа цилиндров с дугообразными окнами торцового распределителя, а также с наличием
опрокидывающего момента, возникающего от действия центробежных сил на поршни в
плоскости, наклонной под определенным углом к оси вращения блока цилиндров;
образование дополнительного, вредного объема в цилиндрах блока при наличии небольшого угла поворота поворотной люльки, это происходит потому, что ось качания поворотной люльки, пересекающая ось вращения блока цилиндров, приводит к тому, что
поршни не доходят до верхней мертвой точки на определенную величину. Образующийся
дополнительный, вредный объем в цилиндрах при сжатии рабочей жидкости под высоким
давлением (45 МПа и выше) приводит к снижению коэффициента полезного действия
гидромашины и повышению уровня шума;
возникновение прогиба в приводном валу, возникающего из-за радиальной равнодействующей сил давления на поршни цилиндров, приложенных в середине вала и ведущих к
повышенному перекосу его концов, что вызывает повышение контактных напряжений на
кромках роликов в подшипниках качения или возникновению непараллельного зазора при
установлении вала в корпусе в подшипниках скольжения;
наличие ограниченного силового диапазона регулирования рабочих объемов данной
гидромашины, недостаточного при ее работе, например, в режиме гидромотора, используемого для привода рабочих органов сельхозмашин, что обусловлено ее «короткоходовостью»,
т.е. недостаточным при параллельном расположении осей цилиндров блока отношением
максимального хода поршня к его диаметру.
Известна аксиально-поршневая регулируемая гидромашина с наклонным диском и
конусным расположением цилиндров, принятая в качестве прототипа [2]. Она содержит
корпус со сливной полостью и впускной и выпускной гидролиниями, блок цилиндров с
конусным расположением осей цилиндров, закрепленный на приводном валу, установленном в корпусе на двух подшипниках, поршни цилиндров с шаровыми головками, опирающимися на наклонный диск через гидростатические башмаки, расположенные на
шаровых головках и запитывемые рабочей жидкостью из цилиндров через центральный
канал, расположенный в поршнях цилиндров. На корпусе закреплен торцовый распределитель с дугообразными окнами высокого и низкого давления, поверхность которого контактирует с поверхностью блока цилиндров, к которой с помощью пружин прижимается
блок цилиндров. В корпусе шарнирно установлена поворотная люлька с наклонным диском
и гидроцилиндр привода управления поворотной люлькой, связанный с гидрораспределителем. В описываемой гидромашине по сравнению с рассмотренной выше гидромашиной
с параллельным расположением осей цилиндров реализуется больший силовой диапазон
регулирования рабочих объемов, так как при конусном расположении осей цилиндров
увеличивается относительный ход поршней цилиндров. Это достигается тем, что центры
3
BY 10267 C1 2008.02.28
шаровых головок поршней расположены на большем диаметре, чем у гидравлических
машин с параллельным расположением осей цилиндров, кроме того, наличие конусности
осей цилиндров упрощает конструкцию, так как позволяет исключить из такой конструкции механизм прижима поршней с гидростатическими башмаками к наклонному диску.
Эту функцию будет обеспечивать осевая составляющая центробежной силы, приложенная
к центру шаровой головки поршня. Кроме того, в этих машинах блок цилиндров имеет
жесткую радиальную фиксацию в двух подшипниках, что предотвращает его колебания
под воздействием опрокидывающего момента, возникающего от центробежных сил действующих на поршни цилиндров. Однако остальные отмеченные выше недостатки, присущи и данной конструкции с конусным расположением осей цилиндров, а именно:
наличие прогиба приводного вала, образование дополнительного, вредного объема в цилиндрах блока, приводящего к снижению коэффициента полезного действия гидромашины и повышению уровня шума. Кроме того, могут быть допущены утечки рабочей
жидкости через торцовый зазор из-за его клиновидности в результате технологических
погрешностей, допущенных при обработке деталей образующих этот торцовый зазор (например, не обеспечивается перпендикулярность поверхности торцового распределителя к
корпусу относительно оси вращения блока цилиндров). А также утечки, образующиеся в
гидростатических башмаках из-за клиновидности зазора между ними и наклонным диском
при воздействии опрокидывающего момента, возникающего вокруг центра шаровой головки поршня.
Задачей изобретения является повышение надежности, коэффициента полезного действия и упрощение конструкции гидромащины.
Задача решается следующим образом. В известной аксиально-поршневой регулируемой
гидромашине с наклонным диском содержится корпус со сливной полостью, впускными и
выпускными гидролиниями, блок цилиндров с конусным расположением осей цилиндров,
закрепленный на приводном валу и установленный в корпусе на подшипниках, поршни
цилиндров с шаровыми головками, снабженными гидростатическими башмаками, опирающимися на наклонный диск и запитываемые рабочей жидкостью из центрального канала
в поршнях, торцовый распределитель с дугообразными окнами на его рабочей поверхности, контактирующей с поверхностью блока цилиндров, поворотная люлька, шарнирно
установленная в корпусе и связанная с гидроцилиндром привода управления поворотной
люлькой и гидрораспределителем.
Согласно предлагаемому изобретению, приводной вал установлен в подшипниках
скольжения, причем передний подшипник выполнен непосредственно в торцовом распределителе, рабочая поверхность которого и контактирующая с ней поверхность блока цилиндров выполнены сферическими, сам торцовый распределитель выполнен подвижным в
осевом направлении, установлен на приводном валу с зазором и снабжен нагрузочными и
компенсационными гидробустерами с расположенными в них подпружиненными поршнями,
опирающимися на корпус, причем нагрузочные гидробустеры снабжены установленными
с зазором подпружиненными обратными клапанами и дроссельными отверстиями, сообщающимися с дугообразными окнами высокого и низкого давления и со сливной полостью корпуса, а компенсационные гидробустеры расположены симметрично между
дугообразными окнами и снабжены каналами, соединяющими их с зазором между торцовым
распределителем и блоком цилиндров; контактирующая с наклонным диском поверхность
гидростатических башмаков поршней цилиндров выполнена в виде концентрических канавок, разделенных радиальными перемычками, по меньшей мере, на три участка, в каждом из которых канавки соединены между собой и с центральным каналом в поршнях
цилиндров дроссельными прорезями, а ось качания поворотной люльки с наклонным диском смещена относительно оси вращения блока цилиндров на расстояние, величина которого составляет не менее величины радиуса расположения центра шаровой головки от оси
вращения блока цилиндров.
4
BY 10267 C1 2008.02.28
Задний подшипник приводного вала установлен в непосредственной близости от места
крепления приводно в блоке цилиндров в пределах осевого габарита поворотной люльки.
В местах соединения дугообразных окон торцового распределителя с впускными и
выпускными гидролиниями установлены герметизирующие кольцевые втулки с поджимными браслетными пружинами.
Поршни нагрузочных гидробустеров торцового распределителя подпружинены тарельчатыми пружинами, опирающимися на корпус.
На фиг. 1 показан общий вид предлагаемой гидравлической машины.
На фиг. 2 поперечный разрез гидравлической машины по торцовому распределителю
(разрез АА фиг. 1).
На фиг. 3 нагрузочный гидробрустер торцового распределителя в разрезе (разрез ББ
фиг. 2).
На фиг. 4 - макропрофильная поверхность гидростатического башмака, контактирующая с поверхностью наклонного диска.
Предлагаемая аксиально-поршневая регулируемая гидромашина содержит: корпус 1,
блок цилиндров 2, закрепленный на приводном валу 3, который установлен на переднем 4
и заднем 5 подшипниках скольжения. При этом соответственно передний 4 подшипник
установлен в торцовом распределителе 6 (выполнен за одно целое с торцовым распределителем), а задний 5 подшипник установлен в корпусе 1, в непосредственной близости от
места крепления блока цилиндров 2 на приводном валу 3. Поршни 7 блока цилиндров 2,
снабженные центральным каналом 8, запитываемым рабочей жидкостью из цилиндров 2,
опираются шаровыми головками 9 с установленными на них гидростатическими башмаками 10 на наклонный диск 11, который закреплен на поворотной люльке 12, шарнирно
установленной в корпусе 1. Гидроцилиндр 13 привода управления поворотной люлькой 12
снабжен шток-поршнем 14, разделяющим гидроцилиндр 13 на штоковую 15 и поршневую 16
полости, с помощью которых осуществляется управление поворотной люлькой 12. Штокпоршень 14 соединен с поворотной люлькой 12 с помощью пальцев 17 и снабжен возвратной пружиной 18, удерживающей поворотную люльку 12 с наклонным диском 11 в
положении максимального угла поворота. Ось качания поворотной люльки 12 смещена
относительно оси вращения блока цилиндров 2 на расстояние Н, составляющее величину
не менее величины радиуса расположения центра шаровой головки 9 от оси вращения
блока цилиндров. Цилиндры 2 блока плавно переходят в окна 19, расположенные на его
сферической поверхности 20. Сферическая поверхность 21 торцового распределителя 6
контактирует с соответствующей ей поверхностью 20 блока цилиндров 2 с зазором. Блок
цилиндров 2 центрируется относительно торцового распределителя 6 с помощью приводного вала 3 и имеет жесткую радиальную фиксацию в подшипниках 4 и 5, а его осевая
фиксация осуществляется упором в торцевую поверхность заднего подшипника 5, установленного в корпусе 1. На сферической поверхности 21 торцового распределителя 6 расположены дугообразные окна 22 и 23 высокого и низкого давления (на фиг. 2 показаны
пунктиром), плавно переходящие соответственно во впускные 24 и выпускные 25 отверстия
в корпусе 1. Торцовый распределитель 6 снабжен нагрузочными гидробустерами 26 и 27,
представляющими собой цилиндрические отверстия с расположенными в них поршнями 28
(фиг. 3), которые отжимаются от корпуса 1 с помощью тарельчатых пружин 29. В нагрузочных гидробустерах 26 и 27 установлены с зазором шариковые обратные клапаны 30,
фиксируемые в закрытой позиции пружиной 31. В этой позиции шарикового обратного
клапана 30 гидробустеры 26 и 27 сообщаются со сливной полостью 32 корпуса 1 через
дроссельные отверстия 33, выполненные в поршнях 28, при разжатой тарельчатой пружине 29. С другой стороны нагрузочные гидробустеры 26 и 27 через дроссельные отверстия 34
связаны с дугообразными окнами 22 и 23. Кроме того, торцовый распределитель 6 снабжен также компенсационными гидробустерами 36, расположенными симметрично между
дугообразными окнами 22 и 23 (фиг. 1 и 2), которые имеют поршни 37, подпружиненные
5
BY 10267 C1 2008.02.28
пружинами 38, прижимающими торцовый распределитель 6 к блоку цилиндров 2. Каналами 39 гидробрустеры 36 соединены с цилиндрами 2 блока. Для придания торцовому
распределителю 6 осевой подвижности места соединения дугообразных окон 22 и 23 с
выпускными 24 и с впускными 25 гидролиниями корпуса 1 герметизируются кольцевыми
втулками 40 и предварительно поджимаются браслетными пружинами 41. При этом кольцевые втулки 40 допускают осевое перемещение распределителя 6 и фиксируют его, предотвращая вращение его относительно корпуса 1. Часть поверхности гидростатических
башмаков 10 поршней 7 цилиндров 2 блока, контактирующая с наклонным диском 11,
имеет макропрофиль (фиг. 4), выполненный в виде концентрических канавок 42, разделенных радиальными перемычками 43 на участки 44 (не менее трех участков). В каждом
из этих участков 44 канавки 42 соединены между собой и с центральными каналами 8
поршней 7 дроссельными прорезями 45. В гидростатических башмаках 10 расположены
центральные камеры 46, которые соединяются непосредственно с цилиндрами 2 блока через
центральные каналы 8, запитываемые рабочей жидкостью, расположенные в поршнях 7.
Трехпозиционный гидрораспределитель 47 (фиг. 1) с приводом от шагового электродвигателя 48, обеспечивает связь с гидроцилиндром 13 привода управления поворотной люлькой 12 и осуществляет сообщение с одним из дугообразных окон 22 и 23 торцового
распределителя 6.
Предлагаемая гидравлическая машина может работать в режиме насоса или мотора, а
также в режиме холостого хода.
Приводим пример работы гидромашины в режиме насоса.
В исходном положении трехпозиционный гидрораспределитель 47 (фиг. 1) находится
в крайней левой позиции, а поворотная люлька 12 вместе с наклонным диском 11, связанные с шток-поршнем 14 гидроцилиндра 13 под усилием возвратной пружины 18 устанавливается на максимальный угол поворота (21°). Штоковая 15 полость гидроцилиндра 13
постоянно сообщается с дугообразным окном 22, а поршневая 16 - с дугообразным окном 23.
Тогда при вращении приводного вала 3 с блоком цилиндров 2 поршни 7 прижаты вместе с
гидростатическими башмаками 10 к наклонному диску 11 центробежными силами, возникающими на поршнях 7 и башмаках 10, а также низким давлением в цилиндрах 2 блока,
создаваемого подпиточным насосом рабочей жидкости (насос на чертежах не показан).
При движении по наклонному диску 11 во вращающемся по часовой стрелке блоке цилиндров 2 поршни 7 выталкивают из его цилиндров 2 рабочую жидкость в дугообразное
окно 22 торцового распределителя 6. Если подача подпиточного насоса при этом превышает расход рабочей жидкости из дугообразного окна 22, то в этом окне, а также в сообщаемых с ним цилиндрах 2 блока и компенсационных гидробустерах 36 возникает
высокое давление. Это давление совместно с усилием возвратной пружины 18 гидроцилиндра 13 создает на поворотной люльке 12 противоположно направленные опрокидывающие моменты M1 и М2. Один из них М1 направлен на уменьшение угла поворотной
люльки 12 и возникает при наличии высокого давления в штоковой 15 полости гидроцилиндра 13. Опрокидывающий момент М2 удерживает поворотную люльку 12 на максимальном угле поворота (21°) и возникает при наличии высокого давления в цилиндрах 2
блока (за счет смещения оси качания поворотной люльки 12 относительно оси вращения
блока цилиндров 2 на расстояние Н). В связи с тем, что опрокидывающий момент M1 превышает опрокидывающий момент М2 происходит уменьшение угла и, следовательно,
уменьшение рабочего объема жидкости гидромашины. Удержание поворотной люльки 12
на заданном угле достигается при нахождении гидрораспределителя 47 в средней позиции,
при которой выход из гидроцилиндра 13 оказывается запертым. В результате движение
шток-поршня 14 совместно с поворотной люлькой 12, находящегося под воздействием
опрокидывающего момента М1, затормаживается. Для увеличения угла поворотной люльки 12 гидрораспределитель 47 занимает правую позицию, в которой высокое давление поступает из дугообразного окна 22 в поршневую 16 полость гидроцилиндра 13. В результате
6
BY 10267 C1 2008.02.28
неравенства опрокидывающих моментов, когда М2 > М1, и в связи с тем, что площадь
поршневой 16 полости превышает площадь штоковой 15 полости гидроцилиндра 13, поворотная люлька 12 поворачивается в направлении увеличения угла поворота. Блок цилиндров центрируется относительно торцового распределителя 6 с помощью приводного вала
3 и имеет жесткую радиальную фиксацию в подшипниках 3 и 4, а его осевая фиксация
осуществляется упором в торцовую поверхность корпуса 1.
Нагрузочные гидробустеры 26 и 27 (фиг. 2) осуществляют гидроподжим торцового
распределителя 6 к блоку цилиндров 2 при работе гидромашины на высоком давлении
(20-45 МПа). Шариковые клапаны 30 нагрузочных гидробустеров 26 и 27 остаются закрытыми при наличии в дугообразных окнах 22 и 23 низкого давления рабочей жидкости (0,30,5 МПа), поступающей через каналы 34, так как этого давления недостаточно для преодоления усилия пружин 31. Усилие пружин 31 настроено на открытое положение клапана 30 в том случае, когда высокое давление рабочей жидкости больше низкого давления.
В режиме холостого хода, когда высокое давление меньше или равно низкому давлению,
шариковые клапаны 30 создают гидравлическое сопротивление течению рабочей жидкости через их зазоры, которое превышает гидравлическое сопротивление дроссельных отверстий 33 в поршнях 28. Поэтому в нагрузочных гидробустерах 26 и 27 отсутствует
низкое давление, так как рабочая жидкость из них вытекает в сливную полость 32 корпуса 1
через дроссельные отверстия 33. В результате низкое давление, действуя по площади дугообразных окон 22 и 23, преодолевает усилие пружин 38 компенсационных гидробустеров 36 (фиг. 1) и отжимает торцовый распределитель 6 от блока цилиндров 2. При этом
образуется зазор между торцовым распределителем 6 и корпусом 1, величина которого
является максимальным торцовым зазором, который устанавливается при изготовлении
деталей гидромашины (а именно: корпус 1 в сборе с торцовым распределителем 6 и блоком цилиндров 2 обрабатывают в одну плоскость при установке прокладки между корпусом 1 и торцовым распределителем 6, толщина которого равна этому максимальному
торцовому зазору). Таким образом, работа предлагаемой аксиально-поршневой гидромашины в режиме холостого хода при образованном максимальном торцовым зазоре позволяет
уменьшить потери трения в том случае, когда в дугообразных окнах 22 и 23 существует
низкое давление. При переходе гидромашины в режим работы с высоким давлением возрастает расход рабочей жидкости, проходящей через торцовый зазор и зазор в шариковом
клапане 31, что приводит к увеличению перепада давления в этом клапане. Если перепад
давления превышает низкое давление рабочей жидкости, это является достаточным для
сжатия пружины 31 и смещения шарикового клапана 30 с увеличением его зазора, в результате чего в нагрузочных гидробустерах 26 и 27 устанавливается высокое давление.
Этому способствует также возрастание перепада давления в дроссельном отверстии 33
поршня 28 (фиг. 3). Поршень 28, перемещаясь под этим давлением и деформируя тарельчатую пружину 29, перекрывает это дроссельное отверстие 33, после чего в нагрузочных
гидробустерах 26 и 27 окончательно устанавливается высокое давление. Под действием
этого давления на торцовом распределителе 6 возникает усилие гидроподжима, которое,
преодолевая усилие отжима в торцовом зазоре, перемещает торцовый распределитель 6 к
блоку цилиндров 2, уменьшая тем самым зазор до минимальной величины. Для придания
торцовому распределителю 6 осевой подвижности места соединения дугообразных окон 22 и
23 с выпускными 24 и с впускными 25 гидролиниями корпуса 1 герметизируются кольцевыми втулками 40 и предварительно поджимаются браслетными пружинами 41. При этом
кольцевые втулки 40 допускают осевое перемещение распределителя 6 и фиксируют его,
предотвращая вращение его относительно корпуса 1.
При переходе гидравлической машины обратно в режим работы с низким давлением
происходит перетечка рабочей жидкости через зазор в шариковом клапане 30 из нагрузочных гидробустеров 26 и 27 с высоким давлением в дугообразные окна 22, 23 с низким
давлением. В результате чего тарельчатые пружины 29 отжимают поршни 28 от корпуса 1,
7
BY 10267 C1 2008.02.28
соединяя тем самым нагрузочные гидробустеры 26 и 27 через дроссельные отверстия 33
со сливной полостью 32 корпуса 1. Так как при этом усилие гидроподжима в гидробрустерах 26 и 27 отсутствует, то низкое давление рабочей жидкости в дугообразных окнах 22 и 23
преодолевает усилие пружин 38 в компенсационных гидробрустеров 36 (фиг. 1) и отжимает
от блока цилиндров 2 торцовый распределитель 6, образуя зазор между ним и корпусом 1.
Поэтому между торцовым распределителем 6 и блоком цилиндров 2 устанавливается гарантированный максимальный торцовый зазор.
Компенсационные гидробрустеры 36 создают дополнительное усилие прижима торцового распределителя 6 к блоку цилиндров 2 в момент прохождения его окон 19 участка
между дугообразными окнами 22 и 23 торцового распределителя 6. Дополнительное усилие
прижима компенсирует отжимающее усилие, которое при этом одновременно воздействует на торцовый распределитель 6 при уходе окна 19 блока цилиндров 2 с дугообразного
окна 22 с высоким давлением. Гидростатические башмаки 10 прижимаются к наклонному
диску 11 гидравлическим усилием, возникающим тогда, когда высокое давление воздействует на поршни 7 в цилиндрах 2 блока, в тот момент, когда последние сообщаются с дугообразным окном 22 высокого давления. Высокое давление поступает из цилиндров 2 по
центральному каналу 8 (фиг. 4) поршня 7 в центральную камеру 46. Если при этом башмак 10 плотно прижат к наклонному диску 11 и зазор между ними отсутствует, то концентрические канавки 42 заполняются рабочей жидкостью под воздействием высокого
давления. При этом расход рабочей жидкости через зазор отсутствует, что ведет к образованию отжимающей силы, возникающей в канавках 42 и прорезях 45. Так как суммарная
площадь канавок 42 и прорезей 45 превышает площадь поперечного сечения поршня 7, то
под воздействием отжимающей силы, возникающей в канавках 46 и прорезях 45, между
башмаком 10 и наклонным диском 11 возникает зазор (10-15 мкм). Через образованный
зазор появляется расход рабочей жидкости, что приводит к потере давления, возникающего
из-за гидравлического сопротивления в центральных каналах 8 поршней 7. В результате
этого происходит снижение отжимающей силы в канавках 42 и прорезях 45 и установление минимального зазора между башмаком 10 и наклонным диском 11, при этом гидравлическая сила, прижимающая башмаки 10 к наклонному диску 11, равна отжимающей
силе в канавках 42 и прорезях 45. Наличие нескольких участков 44 (не менее трех), разделенных радиальными перемычками 43 обеспечивает в случае образования перекоса башмаков 10 соответствующее этому перекосу перераспределение сил в радиальных
сечениях, проходящих через эти участки, что ведет к выравниванию зазора между башмаками К) и наклонным диском 11.
Таким образом, предлагаемая конструкция гидромашины решает поставленную задачу по повышению ее надежности и коэффициента полезного действия при более упрощенной конструкции гидромашины.
Источники информации:
1. Петров В.Л. Гидрообъемные трансмиссии самоходных машин. - М.: Машиностроение, 1988. - С. 66-69.
2. Прокофьев В.Н. и др. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод. -М.: Машиностроение, 1969. - С. 17-20 (прототип).
8
BY 10267 C1 2008.02.28
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
9
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
229 Кб
Теги
by10267, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа