Поршневой мотор

(21) 4825039/2 (22) 11.05.90 (46) 15,01,93, Б (71) Гомельски (72) Б.И.Ершов (56) Авторское М 1353929, кл уо Г 7 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: в машиностроении, а именно, в объемных гидромашинах, Сущность изобретения: мотор содержит корпус 7, переднюю торцевую крышку 4, заднюю торцевую крышку 5 с каналами подвода и отвода жидкости и размещенные в корпусе 7 блоки цилиндров 9 с поршнями, установленные на пустотелом эксцентриковом выходом валу 1, кроме того содержит вставку 12 в виде цилиндрического кольца .с плоским кольцевым выступом, пружину 17, втулки 16 с кольцевыми наружными и внут. ренними выточками, опорные диски 13 и муфты 14 с радиальными подводящими и осевыми дренажными отверстиями, задняя крышка 5 выполнена составной из двух частей, пружина 17 размещена во внутренних выточках втулок 16, установленных между муфтами 14, вставка 12 своим цилиндрическим участком сопряжена с наружными выточками втулок 16, а плоским - закреплена между частями задней крышки 5, внутренний диаметр цилиндрической поверхности вставки 12 меньше диаметра наружного габарита втулок 16, 1 з.п, ф-лы, 3 ил, 1788312Изобретение относится к технике, связанной с изготовлением и эксплуатациейобъемных гидромашин,Поршневой мотор преобразует гидравлическую энергию в механическую и может 5выполнять свои функции в силовом приводепрокатного оборудования, лебедках, трансмиссиях мобильных машин, в механизмахроботов и манипуляторов, а также в качестве силового привода металлообрабатывающих станков,Описанные аналоги не могут выполнятьфункцию, например, привода токарных,сверлильных и фрезерных станков, так какне удовлетворяют ряду требований, основным из которых являются:- наличие сквозного отверстия в валу свозможностью крепления на нем планшайбы;- сочетание качеств высокомоментного 20и низкомоментного моторов;- относительно высокая статическая идинамическая сбалансированность;- высокая надежность. долговечность,ком па ктн ость. 25Аналоги в виде аксиальных гидромашинне пригодны для перечисленных целей изза отсутствия конструкций с пустотелым валом и недостаточной статической идинамической неуравновешенностью ротора и поршневой группы,Радиально-поршневой гидромотор с пустотелым валом, тоже не пригоден, так какне сочетает качества высокомоментного ивысокооборотного гидромоторов и не обеспечивает частоты вращения 4000 минВ качестве прототипа выбран радиально поршневой мотор, вал которого можетбыть выполнен монолитным или пустотелым. 40В прототипе и в заявляемом поршневоммоторе одинаковая система распределенияжидкости, которая подводит и отводит жидкость от вращающегося вала через неподвижную крышку корпуса. Жидкость по 45каналам вала подается к одному из двухраспределительных пазов каждого эксцентрика. Эти пазы подключают цилиндровыекамеры за половину оборота к напорной и втечение другой половины оборота - к сливной магистрали. Вращающийся вал можетиметь биение относительно неподвижнойкрышки корпуса, а потому требует применения специальных герметизирующихсредств в узле перехода жидкости от крышки корпуса к валу,Недостаток прототипа в низкой надежности герметизирующих средств в упомянутом узле. Поставлена цель - улучшить герметичность подвода и отвода жидкости. Для достижения поставленной цели, мотор снабжен вставкой в виде цилиндрического кольца с плоским кольцевым выступом, пружиной, втулками с кольцевыми наружными и внутренними выточками, опорными дисками, муфтами с радиальными подводящими и осевыми дренажными отверстиями, при этом задняя крышка выполнена составной из двух частей, пружина размещена во внутренних выточках втулок, установленных между муфтами и подпружиненных к ним, а вставка своим цилиндрическим участком сопряжена с наружными выточками втулок и плоским закреплена между частями задней крышки,Внутренний диаметр цилиндрической поверхности вставки меньше диаметра наружного габарита втулок,В конструкции по заявке достигается: - совмещение действия одной пружины на два комплекта деталей;- взаимозаменяемость деталей в линии подвода и отвода;- сохранение простоты устройства вала.Существенным отличием является то, что вставка, втулки и муфты, сопряженные между собой, обеспечивают регламентированное соотношение гидростатических прижимающих и отжимающих сил при реверсе потока.На фиг.1 представлен продольный разрез мотора и его узел подвода и отвода жидкости, на фиг.2 - поперечный разрез с элементами узла подвода и отвода жидкости; на фиг,3 представлена расчетная схема узла подвода (или отвода) жидкости.Гидромотор (фиг.1) имеет пустотелый вал 1, в котором жестко установлена трубчатая деталь 2. Продольные выемки материала на наружной поверхности этой детали разобщены между собой и образуют полости для подвода и отвода жидкости от цилиндровых камер через эксцентрики. Пустотелый вал установлен на подшипниках 3 в передней 4 и в задней крышке 5. Задняя крышка расчленена на две части 5 и 6 и крепится к корпусу 7. На пустотелом валу 1 жестко закреплены эксцентрики 8, с взаимным разворотом пары крайних относительно пары средних на 180 Наружная поверхность эксцентриков выполняет функции распределителя и эта поверхность сопряжена с внутренней поверхностью блоков цилиндров 9, Количество цилиндровых блоков четыре. В цилиндровых отверстиях установлены плунжеры 10, которые в процессе работы взаимодействуют с неподвижной опорной пластиной 11.Узел подвода и отвода жидкости состоит из двух частей 5 и б задней крышки, вставки 12 в виде цилиндрического кольца с кольцевым выступом, двух комплектов герметизирующих деталей. Утечки скапливаются в полости корпуса и отводятся через отверстие "С". Два крайних опорных диска 13 соприкасаются с соответствующими торцами муфт 14. Муфты 14 имеют радиальные подводящие (или отводящие) отверстия. Вторым торцем муфты 14 соприкасаются с торцами втулок 16, Втулки 16 имеют внутренние и наружные кольцевые выточки, Внутренние выточки предназначены для размещения пружины 17, а наружные для герметичного сопряжения с соответствующей поверхностью кольцевого выступа вставки 12. Втулки 16 имеют осевую подверженность и под действием пружины, а при работе мотора под действием рабочего давления, прижимаются к торцам муфт 14,На фиг.2 показан поперечный разрез мотора в сечении А - А; Б - Б. В сечении муфты 14 (фиг,2) виден ряд радиальных сверлений "0" для потока рабочей жидкости и осевые каналы К" для сквозного соединения тупиковых полостей с дренажной магистрал ью. В и ромеж утке между с верлен ия ми муфты 14 установлена пара стопорных винтов 15, Эти винты удерживают муфту 14 на валу от относительного поворота. Стопорные винты 15 не исключают некоторого осевого смещения муфты 14 при ее износе, Щелевой паз Щ 1 на валу ориентирован относительно перемычек П 1 на трубчатой детали 2, Магистраль М 2 герметично разобщена от магистрали М 1,На фиг.3 дана расчетная схема узла подвода (или отвода) жидкости, Схема дает представление об эпюрах давления на уплотнител ьн ых (гер мети зи рующих) торцах втулок, муфт и опорных дисков, В тонком слое торцевого зазора наблюдается примерно линейный закон падения давления. Площадь уплотнительных поясков по обоим торцам муфты одинакова, следовательно, одинаковы силы гидростатического отжатия, которые обозначим Тотж.Рабочее давление в одной из магистралей (например М 2) распространяется через радиальные отверстия в муфте к блокам цилиндров и это же давление распространяется через радиальный зазор муфты и втулки 16 в кольцевой объем за буртом этой втулки. На площади л(В 2 - В 1 ) возникает при 2 2жимающая сила Тприж совпадающая по направлению с действием пружины,Согласно регламентированного соотношения прижимающих и отжимающих сил 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Тприж = ТотжА - коэффициент соотношения сил известен из справочников,Усилием пружины сжатия пренебрегают,С учетом этого в упрощенном расчете Л (В 2 В 1 ) = 0,5(В - Во )Описание в рабочем состоянии.Из двух магистралей М 1 и М 2 одна является напорной, а другая - сливной, Предположим давление подводится кмагистрали М 2. Жидкость пад этими давлением свободно проникает через муфту 14 кцилиндровым камерам. Муфта загерметизирована по валу и вращается вместе с валом.Торцевые поверхности муфты 14 взаимодействуют с соответствующими плоскостями опорных дисков 13 и втулок 16, которыене имеют вращения,Регламентированное соотношение сил,прижимающих бурт втулки 16 к муфте и отжимающих этот бурт от торцевой поверхности муфты, обеспечивает минимальноетрение и надежную герметизацию.Далее поток через щель Щ 2 поступает вполость, образованную внутренней поверхностью вала и поверхностью трубчатойвставки 2 к пазам на эксцентриках 8.По рисунку на фиг.1 нейтральная плоскость расположена в плоскости листа, Эксцентрики 8 попарно развернуты на 180 О.Две продольные перемычки на трубчатойвставке 2 разделяют выемки, образующиеполости подвода и отвода жидкости. Ониориентированы относительно нейтральнойплоскости, Жидкость под рабочим давлением подается к паре крайних эксцентриков,например, обращенных к нашему взору, т.е.по одну сторону нейтральной плоскости и кпаре средних, расположенных по другуюсторону от нейтральной плоскости. Эксцентриситет пары крайних блоков (фиг,1) нижеглавной оси, а пары средних - выше оси.Поршневая равнодействующая сила парыкрайних блоков направлена от нашего взора, а подобные силы пары средних блоков -к нашему взору, Момент от всех 4-х блоковсуммируется на валу, Нейтральная плоскость вращается вместе с валом. Блоки имеютсканирующее движение. Поршни, вошедшие в фазу слива, вытесняют жидкость через каналы и окна в л 1 агистраль возвратажидкости.В оценке технико-экономической эффективности предложенного по заявке узлаподвода и отвода жидкости должно бытьучтено:повышение надежности и долговечности работы мотора;/О обеспечение высокой герметичности при минимальном трении,Формула изобретения1. Поршневой мотор, содержащий корпус, переднюю торцевую крышку, заднюю 5 торцевую крышку с каналами подвода и отвода жидкости и размещенные в корпусе блоки цилиндров с поршнями, установленные на пустотелом эксцентриковом выходном валу, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с 10 целью улучшения герметичности узла подвода и отвода жидкости к вращающемуся валу, мотор снабжен вставкой в виде цилиндрического кольца с плоским кольцевым выступом, пружиной, втулками с кольцевыми 15 наружными и внутренними выточками, опорными дисками и муфтами с радиальными подводящими и осевыми дренажными отверстиями, при этом задняя крышка выполнена составной из двух частей, пружина размещена во внутренних выточках втулок, установленных между муфтами и подпружиненных к ним, а вставка своим цилиндрическим участком сопряжена с наружными выточками втулок, а плоским - закреплена между частями задней крышки.2. Мотор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что внутренний диаметр цилиндрической поверхности вставки меньше диаметра наружного габарита втулок.издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 оизводстве 64 Тираж ПодписноеИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5