RU2049268C1

RU2049268C1 - Step controlled roller-blade hydraulic machine

Info

Publication number: RU2049268C1
Application number: RU93011509A
Authority: RU
Inventors: Герман Павлович Тярасов
Original assignee: Герман Павлович Тярасов
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: hydraulics. SUBSTANCE: hydraulic machine has housing with working spaces, common hydraulic pipe line, roller synchronized contactors, rotor, and blades with side distributing passageways. The working spaces are separated by blades into separate sectors of independent disconnection connected with the common hydraulic pipe line. The contactors are mounted inside the sectors for permitting interaction with the blades. The contactors are received in the sockets of the rotor and are in contact with outer cylindric side of the working space. The cylindric pipe is received in the central opening of the rotor and is in contact with the roller contactors. The rollers are mounted in the blades and are in contact with the cylindrical parts of the rotor. The working spaces are arranged along the axis of the hydraulic machine in series. EFFECT: enhanced reliability. 5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве гидромоторов и насосов в приводах машин с большим диапазоном регулирования скорости. The invention relates to mechanical engineering and can be used as hydraulic motors and pumps in the drives of machines with a wide range of speed control.

Известны регулируемые гидромашины с радиальным замыкателями. Known adjustable hydraulic machines with radial contactors.

Однако такие машины имеют большие радиальные габариты и требуют очень высокой точности изготовления. However, such machines have large radial dimensions and require very high precision manufacturing.

Наиболее близкой к предлагаемой является гидромашина с рядом секций, в которых осуществляется независимое взаимодействие вытеснительных лопастей и замыкателей (авт. св. СССР N 412403, кл. F 04 С 2/08, 1974). Closest to the proposed one is a hydraulic machine with a number of sections in which independent interaction of the displacement blades and contactors is carried out (ed. St. USSR N 412403, class F 04 С 2/08, 1974).

Фактически эта машина состоит из трех самостоятельных гидромашин, стянутых шпильками и болтами, имеет много разгрузочных каналов и карманов, очень сложна и ненадежна. In fact, this machine consists of three independent hydraulic machines pulled together with studs and bolts, has many discharge channels and pockets, and is very complex and unreliable.

Технической задачей изобретения является уменьшение габаритов машины при более широком диапазоне регулирования скорости. An object of the invention is to reduce the size of the machine with a wider range of speed control.

Для этого гидромашина содержит корпус с распределительными каналами и цилиндрические замыкатели, синхронизированные с лопастями-вытеснителями. For this, the hydraulic machine comprises a housing with distribution channels and cylindrical contactors synchronized with the propellant blades.

Круговая рабочая полость разделена на отдельные секторы, каждый из которых можно независимо от других отключать на холостую циркуляцию, при этом каждый сектор параллельными каналами сообщен с общей гидросетью, в каждом взаимодействует лопасть-вытеснитель с замыкателем, а ротор снабжен опорными подшипниками, воспринимающими боковые нагрузки. The circular working cavity is divided into separate sectors, each of which can be independently switched off to idle circulation, while each sector is connected to the common hydraulic network by parallel channels, a displacer blade interacts with a contactor in each, and the rotor is equipped with thrust bearings that absorb side loads.

В качестве подшипника качения использована цилиндрическая трубка, надетая на центральный вал и контактирующая с роликовыми замыкателями. A cylindrical tube mounted on a central shaft and in contact with roller contactors is used as a rolling bearing.

Следует также отметить, что лопасти-вытеснители снабжены роликами, контактирующими с цилиндрической поверхностью ротора, причем замыкатели сами оперты на подшипники качения. It should also be noted that the displacer blades are equipped with rollers in contact with the cylindrical surface of the rotor, and the contactors themselves are supported by rolling bearings.

Уменьшение радиальных габаритов обеспечивается возможностью размещения вдоль гидромашины двух круговых рабочих полостей, а также тем, что в каждом секторе круговой полости размещаются два сочлененных замыкателя с общим синхронизатором. The reduction in radial dimensions is ensured by the possibility of placing two circular working cavities along the hydraulic machine, as well as by the fact that in each sector of the circular cavity two articulated contactors with a common synchronizer are placed.

На фиг. 1 дана гидросхема каналов и подключений секторов одной рабочей полости для машины, рабочие полости которой состоят из трех секторов; на фиг.2 гидромашина, имеющая только одну круговую рабочую полость, разбитую на секторы, продольный разрез; на фиг.3 гидромашина, у которой рабочая полость разбита на четыре сектора, поперечный разрез; на фиг.4 гидромашина, имеющая две расположенные последовательно вдоль оси секции (две круговые рабочие полости), продольный разрез; на фиг.5 и 6 поперечные разрезы А-А и Б-Б этой гидромашины при наличии в каждой рабочей полости трех секторов с одним замыкателем в каждом таком секторе. In FIG. 1 shows a hydraulic circuit of the channels and connections of the sectors of one working cavity for a machine, the working cavity of which consists of three sectors; figure 2 hydraulic machine having only one circular working cavity, broken into sectors, a longitudinal section; figure 3 hydraulic machine, in which the working cavity is divided into four sectors, a cross section; in Fig.4 hydraulic machine having two located in series along the axis of the section (two circular working cavity), a longitudinal section; 5 and 6, transverse sections aa and bb of this hydraulic machine in the presence of three sectors in each working cavity with one contactor in each such sector.

Таким образом, гидросхема (фиг.1) ступенчато-регулируемой гидромашины, в которой каждая рабочая полость состоит из трех секторов, содержит насос 1, общие гидромагистрали 2 и 3, секторные магистрали 4 (в этом случае, очевидно, что их должно быть три), распределители 5 и рабочие секторы 6. Гидромашина в любом случае содержит также корпус 7 (фиг.2) с запрессованным в него коллектором 8, закрытый крышками 9 и 10. В рабочих полостях 11 установлены лопасти 12 с каналами 13 и 14, имеются входные 15 и выходные 16 отверстия, ведущие в рабочую полость 11 и перекрываемые распределителями 5 (на фиг.2 и 3 не показаны). По оси корпуса 7 размещен вал 17 с буртом 18, к которому прикреплен ротор 19. Внутри ротора на валу 17 установлена цилиндрическая трубка 20, непосредственно контактирующая с роликовыми замыкателями 21 и являющаяся основным элементом подшипника качения, в котором вращаются вал 17, трубка 20 и замыкатели 21. Thus, the hydraulic circuit (Fig. 1) of a step-controlled hydraulic machine, in which each working cavity consists of three sectors, contains a pump 1, common hydraulic lines 2 and 3, sector lines 4 (in this case, obviously, there should be three of them) , distributors 5 and working sectors 6. In any case, the hydraulic machine also contains a housing 7 (Fig. 2) with a collector 8 pressed into it, closed by covers 9 and 10. In working cavities 11, blades 12 with channels 13 and 14 are installed, there are input 15 and output 16 openings leading to the working cavity 11 and overlapping p distributors 5 (not shown in FIGS. 2 and 3). A shaft 17 with a collar 18 is placed along the axis of the housing 7, to which the rotor 19 is attached. Inside the rotor, a cylindrical tube 20 is mounted on the shaft 17, which is in direct contact with the roller closures 21 and is the main element of the rolling bearing in which the shaft 17, the tube 20 and the contactors rotate 21.

Роликовые замыкатели 21 установлены в осевых гнездах ротора 19, имеют непосредственные контакты с цилиндрическими поверхностями коллектора 8 и герметизированы уплотнительными кольцами 22 и 23. Коллектор 8 имеет шестерню 24, сцепленную с шестернями 25, закрепленными на замыкателях 21 с целью синхронизации вращения последних. Roller contactors 21 are installed in the axial sockets of the rotor 19, have direct contacts with the cylindrical surfaces of the manifold 8 and are sealed with o-rings 22 and 23. The collector 8 has a gear 24 coupled to gears 25 fixed to the contactors 21 to synchronize the rotation of the latter.

Для регулируемой более быстроходной гидромашины разработана конструкция с двумя рабочими полостями (фиг.4-6). В ней по окружности размещены три замыкателя 21. В аналогичном вышеописанном корпусе 7, имеющем вид стакана с коллектором 8, выполнены входные окна 26 и общее сливное отверстие 27. Замыкатели 21 имеют взаимное сцепление 28 и шарикоподшипники 29, непосредственно контактирующие с внутренней поверхностью коллектора 8, в котором выполнен дополнительный переходной канал 30 и сливные проходы 31 и 32. В радиальных отверстиях коллектора установлены лопасти 33 с роликами 34 на концах лопастей. Ролики контактируют с цилиндрической поверхностью ротора 35, отличающегося от ротора 19 (фиг.3) прежде всего количеством гнезд под замыкатели. Ротор 35 сцеплен с валом 36. Вал 36 находится на шарикоподшипнике 37. For an adjustable faster high-speed hydraulic machine, a design with two working cavities has been developed (Figs. 4-6). Three contactors 21 are arranged around it. In the similar case 7 described above, having the form of a cup with a collector 8, input windows 26 and a common drain hole 27 are made. The contacts 21 have a mutual engagement 28 and ball bearings 29, which are in direct contact with the inner surface of the collector 8, in which an additional transition channel 30 and drain passages 31 and 32 are made. Blades 33 with rollers 34 at the ends of the blades are installed in the radial holes of the collector. The rollers are in contact with the cylindrical surface of the rotor 35, which differs from the rotor 19 (Fig.3) primarily by the number of sockets for contactors. The rotor 35 is engaged with the shaft 36. The shaft 36 is located on a ball bearing 37.

Места обкатки замыкателей 21 по внутренней цилиндрической поверхности коллектора 8 защищены уплотнительными дисками 38, стянутыми резьбовыми шпильками 39. Имеется также шестеренный синхронизатор вращения замыкателей 21 в виде зубчатого венца 40 на внутренней поверхности коллектора 8 и шестерен 41 на замыкателях. The break-in places of the contactors 21 along the inner cylindrical surface of the collector 8 are protected by sealing discs 38 tightened by threaded rods 39. There is also a gear synchronizer for rotation of the contactors 21 in the form of a ring gear 40 on the inner surface of the collector 8 and gears 41 on the contactors.

В режиме гидромотора гидромашина работает следующим образом. In the mode of the hydraulic motor, the hydraulic machine operates as follows.

Давление жидкости, подаваемой через отверстия 15 (фиг.2) и каналы 13, передается в рабочую полость гидромашины и на цилиндрические поверхности замыкателей 21, далее на поверхность гнезд ротора 19, заставляя последний вращаться. The pressure of the fluid supplied through the holes 15 (Fig. 2) and channels 13 is transmitted to the working cavity of the hydraulic machine and to the cylindrical surfaces of the contactors 21, then to the surface of the nests of the rotor 19, forcing the latter to rotate.

Цепь размеров цилиндрической трубки 20 и замыкателей 21 подбирается таким образом, чтобы обеспечить минимальные зазоры, что уменьшает объемные потери жидкости через зазоры и способствует повышению объемного КПД гидромашины. The chain of dimensions of the cylindrical tube 20 and the contactors 21 is selected in such a way as to ensure minimum gaps, which reduces the volumetric loss of fluid through the gaps and helps to increase the volumetric efficiency of the hydraulic machine.

С увеличением скорости вращения при отключении отдельных секторов в рабочей полости гидромашины возникает боковое давление на ротор. Оно через цилиндрическую трубку 20 и противолежащие замыкатели передается на противоположную цилиндрическую поверхность коллектора 8 по принципу роликоподшипника, обеспечивая равномерность нагрузок на все элементы гидромашины. With an increase in the rotation speed when individual sectors are turned off, lateral pressure on the rotor occurs in the working cavity of the hydraulic machine. It is transmitted through a cylindrical tube 20 and opposite contactors to the opposite cylindrical surface of the collector 8 according to the principle of a roller bearing, ensuring uniform load on all elements of the hydraulic machine.

Гидромашина обратима. Вращение центрального вала от двигателя позволяет использовать ее в режиме перекачивающего насоса. The hydraulic machine is reversible. The rotation of the central shaft from the engine allows you to use it in the mode of a transfer pump.

Преимущества изобретения возможность значительно увеличить диапазон регулирования скорости с помощью отключения отдельных секторов рабочей полости или целых секций гидромашины, изменяя скорость потоков жидкости через эти полости. Эти возможности еще больше увеличиваются, если применить питающий насос многоступенчатого типа. Общий диапазон регулирования скорости определяется произведением числа секторов гидромотора на число секторов насоса. Advantages of the invention are the ability to significantly increase the speed control range by turning off individual sectors of the working cavity or entire sections of the hydraulic machine, changing the speed of fluid flows through these cavities. These capabilities are further enhanced by the use of a multi-stage feed pump. The total speed control range is determined by the product of the number of sectors of the hydraulic motor by the number of sectors of the pump.

Claims

1. A step-regulated ROLLER-VALVE HYDRAULIC MACHINE, comprising a housing with working cavities, a common hydraulic line, synchronized roller contactors, a rotor mounted on the bearings of the housing, and blades with lateral distribution channels located in the housing, characterized in that the working cavities are divided by blades into separate sectors independent shutdowns communicated with the common hydraulic highway, and the contactors are located in the rotor sockets located in sectors with the possibility of interaction with the blades and internally her cylindrical surface of the body.

2. The hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the rotor is equipped with a cylindrical tube located in its central hole in contact with roller contactors.

3. The hydraulic machine according to claim 1, characterized in that each blade is equipped with a roller in contact with the cylindrical sections of the rotor.

4. The hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the working cavity of the hydraulic machine is formed by two annular working cavities sequentially installed along the axis of the hydraulic machine, in which two rows of contactors are located.

5. The hydraulic machine according to claim 4, characterized in that in each socket of the rotor are two articulated contactors with a common synchronizer interacting with the blades of the housing in antiphase.