Гидротрансформатор

(51)4 Г 16 Н 45 02 ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСПО ДЕЛ вг 1 вООПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТ ороже гидроение,о ос- спе(71) Московский автомобильноный институт(57) Изобретение м,б. использова в приводах машин, рабочие органы к-рых совершают одновременно два бочих движения. Цель изобретения расширение функциональных возмож тей гидротрансформатора путем об чения двух выходных автоматическ взаимосвязанных движений. Для этого он снабжен дополнительным выходным валом 11, жестко связанным с реактором (Р ) 6, установленным непосредственно за турбинным колесом (ТК ) 4, а ТК кинематически связано с Р 7, установленным перед насосным колесом 2, через управляемую муфту 12 сцепления, Муфта 12 установлена между ступицами 15 ТК и Р 6, содержит двафрикционных диска 13 и 14, Диск 14 жестко связан с Р 7, а диск 13 - со ступицей ТК, Гидротрансформатор обеспечивает автоматически связанные движения выходных валов 5 и 11, двухступенчатый режим работы на малых пе- аФ редаточных отношениях, снятие мощности с обоих валов, что расширяет диапазон его работы. 1 з,п. ф-лы.С: 3 ил.11 зобретение относится к энергетическому машиностроению, а именнок гидротрансформаторам, и может бытьиспользовано в приводах машин и механизмов, рабочие органы кеторых совершают одновременно два рабочихдвижения,Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей гидротрансформатора путем обеспечения двух выходных автоматически взаимосвязанныхдвижений,На. фиг,1 схематически представлен гидротрансформатор; на фиг.2 -характер изменения КПД , коэффициента трансформации крутящего. момента(К) и коэффициента момента на входном валу () в зависимости от пере 1даточного отношения (1) при работе.гидротрансформатора на режиме комплексного (сплошная линия) и двухступенчатого (пунктирная линия); нафиг,З - характер изменения крутящихмоментов на выходном валу (М ) и напервом реакторе (на дополнительномвыходном валу) ( М р)Гидротрансформатор содержит корпус 1, насосное колесо 2, установленное на входном валу 3, турбинноеколесо 4, установленное на выходномвалу 5, два реактора 6 и 7, расположенных между турбинным 4 и насосным2 колесами, Каждый иэ реакторов 6и 7 установлен на механизмах свободногб хода, состоящих из наружныхобойм 8, жестко связанных с реакторами 6 и 7, Роликов 9 и внутреннихобойм, которые могут быть выполненыв виде общего стакана 10, жесткосвязанного с корпусом 1, Гидротрансформатор снабжен дополнительным валом 11, жестко связанным с обоймой8 реактора 6, расположенного непос редственно эа турбинным колесом 4,Для воэможности механической связиреактора 7 с турбинным колесом 4 пре.дусмотрена управляемая муфта сцепления 12, установленная в полости(не обозначена) между ступицами турбинного колеса 4 и реактора б, Муфта 12 может быть выполнена фрикционной, содержащей два фрикционныхдиска 13 и 14, и управляться, например, гидравлически путем подачи рабочей жидкости по выходному валу 5,Фрикционный диск 13 жестко связансо ступицей турбинного колеса 4, африкционный диск 14 посредством спицбольшие сопротивления при разгоне.выходного вала 5, включается муфта 12,связывающая через диск 14 и спицы 15З 5 турбинное колесо 4 с реактором 7,В этом случае трансформатор работаеткак двухступенчатый, в результатечего повышается коэффициент трансформации и возрастает КПД (фиг,1, штри 40 ховые линии) в области малых передаточных отношений. После преодоления больших сопротивлений и разгонамуфта 12 отключается и трансформаторможет работать как комплексный четы 45 рехколесный трансформатор.При работе трансформатора в режимах обычного комплексного или многоступенчатого трансформатора муфта 16(если она имеется) может быть как50 включена, так и выключена,Трансформатор может быть такжеиспользован для привода рабочего органа (не показан), совершающего одновременно два движения (например, вра 55 щательное движение резанья и поступательное движение подачи сверла).В таком режиме трансформатор можетработать при передаточных отношениях1 7 1(фиг.3), где 1, - передаточное 10 15 20 25 30 15, установленных в зазоре между выходными кромками (не обозначены)турбинного колеса 4 и входными кромками (не обозначены) реактора 6,жестко связан с реактором 7.Выходной вал 11 может быть выполнен составным, при этом части его могут соединяться муфтой 16. Выполнение вала 11 составным целесообразнов том случае, если гидротрансформатор в основном будет использоватьсяв качестве комплексного. По условиямтехнологического процесса желательноотсутствие вращательного движенияподвижных элементов, кроме вала 5,Кроме того, гидротрансформатор может быть оснащен тормозом 17, включение которого не позволяет реактору 7 вращаться при смене знака крутящего момента на нем и тем самым перейти гидротрансформатору на режимгидромуфты, если в этом будет технологическая необходимость.При включенных муфте 14 и тормозе17 (если он имеется) трансформаторработает как обычный комплексныйчетырехколесный трансформатор, характеристика которого приведена нафиг,2,Если необходимо преодолеть особо5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 отношение, при котором момент нареакторе 6 меняет знак на противоположный и последний получает возможность вращения совместно с дополнительным выходным валом 11 (муфта 16,если она имеется, должна быть приэтом включена). Выходной вал 5 можетбыть использован для совершения рабочим органом одного движения (например, вращение сверла), а дополнительный выходной вал 11 - для совершения рабочим органом другого движения 1 например, поступательного движения подачи сверла, в которое известными средствами легко можетбыть преобразовано вращательноедвижение вала 11),Целесообразность применения трансформатора для привода рабочего органа, совершающего одновременно двадвижения, обусловлена тем, что моменты на валах 5 и 11 автоматическивзаимосвязаны друг с другом. Суменьшением момента сопротивленияна валу 5 (при уменьшении усилия резанья) увеличивается момент на валу11 (возрастает скорость подачи).При возрастании момента сопротивления на валу 5 (увеличение усилия резания из-за встречи с твердыми час-.тицами) момент на валу 11 уменьшается, что приводит к уменьшению скорости подачи или даже к ее прекращению. Это позволяет повысить производительность технологического .процесса резания и предохранить режущий инструмент от повреждений,1В данном трасформаторе механизмысвободного хода могут быть выполненыс разными внутренними обоймами 10,и связь обоймы реактора 6 с корпусомв этом случае может осуществлятьсяпосредством муфты, В этом случае приотключении обоймы 10 реактора 6 откорпуса .1 .вал 11 может вращаться вобратном направлении, что может ока заться желательным при встрече рабочего органа с твердым препятствием,поскольку в этом случае возможно циклическое ударное воздействие на последнее режущего инструмента.4Снабжение трансформатора дополнительным выходным валом 11, связаннымс реактором 6, расположенным за турбинным колесом 4, и снятие в определенном диапазоне передаточных отношений (для передаточных отношений1 7 1., где 1, - передаточное отношение, при котором меняется знак момента на реакторе 7 (фиг.З) мощностис него расширяет функциональные воэможности трансформатора, так как позволяет получить на выходных валах 1и 11 два вращательных движения, автоматически связанные между собой (сизменением параметров движения одного из валов автоматически меняютсяпараметры движения другого вала),Для получении более широкого диапаэона работы трансформатора в режимеснятия мощности с обоих валов 3 и 11последний целесообразно связыватьименно с реактором 6, расположенным за турбинным колесом 4,Выполнение механической связи турбинного колеса 4 с реактором 7, расположенным перед насосным колесом 2, с возможностью их вращения в одном направлении с одинаковыми скоростями позволяет на малых передаточных отношениях использовать трансформатор как двухступенчатый, что дает воэможность повысить коэффициент трансформации и КПД на указанныхрежимах работы и тем самым расширить функциональные возможности трансформатора за счет воэможности преодоления им повышенных нагрузок.Таким образом, гидротрансформатор, совмещая в себе положительные стороны комплексных четырехколесных гидротрансформаторов (расширение диаг пазонов высоких передаточных отношений)и многоступенчатого трансформатора (повьппение коэффициента трансформации и увеличение КПД при малых передаточных отношениях), позволяет получить два автоматически взаимосвязанных выходных движения, что дает возможность использовать его для привода рабочих органов, совершающих одновременно два движения, Применение предлагаемого трансформатора в приводах сверлильных станков бурового оборудования и других агрегатов позволяет повысить производительность последних и увеличить сроки эксплуатации применяемых инструментов. Это связано с тем, что,если, например, один из выходных валов использовать для обеспечениявращательного движения режущего инструмента, а другой - для обеспечения подачи последнего, то при увели"чении момента резания автоматически уменьшается усилие подачи и тем/5 11303 роиэводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 самым предохраняется от излишнегоизноса режущий инструмент, а приуменьшении момента резания автоматически, увеличивается усилие подачи итем самым возрастает скорость лро"ходки, Использование многоцелевоготрансформатора способствует такжеуменьшению номенклатуры гидротрансформаторов, выпускаемых в различныхотраслях машиностроения,формула изобретения 1. 1 ндро трансформа тор, содержащий входной вал с установленным на нем 15 насосным колесом, выходной вал с установленным на нем турбинным колесом, два реактора, расположенных между насосным и турбинным колесами и установленных на механизмах свободного 20 хода с возможностью кинематической связи по крайней мере одного из них с турбинным колесом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей пу 26 6тем обеспечения двух выходных авто"матически взаимосвязанных движений,гидротрансформатор снабжен дополнительным выходным валом, жестко связанным с.реактором, установленнымнепосредственно за турбинным колесом,причем турбинное колесо кинематическн связано с реактором, установленным перед насосным колесом, черезуправляемую муфту сцепления,2. Гидротрансформатор по п,1,отличающийся тем, чтоуправляемая муфта сцепления установлена в полости между ступицами турбинного колеса и расположенного заним реактора и содержит два фрикционных диска, один из которых посред"ством спиц, размещенных в зазоре между кромками лопастей турбинного колеса и входными кромками лопастей расположенного за ним реактора, жесткосвязан с реактором, расположеннымперед насосным колесом, а другойжестко связан со ступицей турбинного колеса,