BG2374U1 - Радиално-бутален хидравличен мотор - Google Patents

Abstract

Полезният модел се отнася за радиално-бутален хидравличен мотор, предназначен за вграждане в задвижването на машини и съоръжения, използвани в машиностроенето, строителството, минното дело, селското стопанство, транспорта. Радиално-бутален хидравличен мотор, състоящ се от тяло, затворено от двете му страни съответно с преден и заден капак, при което в тялото е разположен статор, във вътрешността на който е поместен цилиндров блок (5) с бутала (6), чиито опорни ролки (7) лагеруват в лагерни черупки (8), свързани неподвижно към буталата (6). Опорните ролки на буталата (6) са с дължина, равна на дължината на лагерните черупки (8), при което вътрешната повърхност на статора (4) е изпълнена с твърд износоустойчив слой.

Description

Полезният модел се отнася за радиално-бутален хидравличен мотор, предназначен за вграждане в задвижването на машини и съоръжения, използвани в машиностроенето, строителството, минното дело, селското стопанство, транспорта и други области на промишлеността, по-специално като трансмисия на тежки трактори, пътнотранспортни, строителни и бойни машини, за хидрозадвижване в металургията, нефтодобивната и минната техника, по-специално лентови транспортьори и конвейери, лебедки, дробилки, шредери, големи земекопни машини и др.

Предшестващо състояние на техниката

Хидравличните мотори (хидромоторите) са обемни хидравлични машини, които преобразуват хидравличната потенциална енергия (налягането) на подавания към входящия порт захранващ хидравличен флуид в механична енергия на въртеливо движение на изходящия вал, характеризираща се с определена скорост и въртящ момент.

В зависимост от конструктивния принцип и вид на хидромотора преобразуването на хидравличната енергия в механична се извършва чрез подаване на хидравлична течност под налягане в затворени вътрешни камери, с променливи площи и обеми, формирани от въртящ се елемент (ротор) и неподвижен елемент (статор) или чрез радиално или аксиално разположени бутала.

Налягането на работния флуид в камерата създава тангенциално насочени сили, действащи върху външния профил на ротора или буталата, които завъртат въртящия се детайл, който съответно предава механичната енергия на въртене на изходящия вал.

Хидромоторите намират голямо приложение за хидравлично задвижване на машини и съоръжения в различни области на техниката, което се дължи на техните качества, включващи възможност за пускане в работа под товар, дължащи се на високи стойности на въртящия момент и мощност при ниски обороти, възможност за смяна посоката на въртене (реверсивност), изменение честотата на въртене в широк диапазон при достатъчно висок коефициент на полезно действие (КПД), компактни размери и обратимост (работа като хидравлични помпи).

За различните приложения и в зависимост от условията на работа са разработени различни по своята конструкция и принцип на действие хидромотори - зъбни, планетарни героторни, планетарни геролерни, аксиално-бутални, радиално бутални и др.

Известен е радиално-бутален хидромотор, обект на патентна публикация ЕР 2787166, който се състои от тяло, затворено от двете му страни съответно с преден и заден капак. В тялото е разположен статор, във вътрешността на който е поместен цилиндричен блок с бутала, чиито опорни ролки лагеруват в лагерни черупки, свързани неподвижно към буталата, а цилиндричният блок е свързан неподвижно към единия край на вал, при което другият му край е оформен като главина с монтирани по нея свързващи елементи, като в тялото е монтирана разпределителна втулка, фиксирана неподвижно посредством фиксиращ щифт.

Недостатъците на известния хидромотор се изразяват основно в недостатъчно ефективно решение на възлите, които са подложени на значителни контактни натоварвания в режими с максимално работно налягане. Опорните ролки, лагерните черупки и работната повърхност на статора са най-екстремно натоварените елементи в хидромотора, което води до затруднения при управлението на различни по характер работни режими, както и до по-бързото износване на тези елементи, свързано от своя страна с прекъсвания на работата на машините за ремонти и намаляване на експлоатационния им срок на използване.

Техническа същност на полезния модел

Задачата на полезния модел е да се създаде радиално-бутален хидромотор, който да се отличава с подобрени технически и експлоатационни параметри, ниски стартови загуби и облекчена работа на контактните възли в работни режими на натоварване.

Задачата се решава с радиално-бутален хидравличен мотор, състоящ се от тяло, затворено от двете му страни съответно с преден и заден капак.

В тялото е разположен статор, във вътрешността на който е поместен цилиндров блок с бутала, чиито опорни ролки лагеруват в лагерни черупки, свързани неподвижно към буталата, а цилиндровият блок е свързан неподвижно към единия край на вал, при което другият му край е оформен като главина с монтирани по нея свързващи елементи, като в тялото е монтирана разпределителна втулка, фиксирана неподвижно посредством фиксиращ щифт.

Съгласно полезния модел между тялото и разпределителната втулка е разположена фигурна пружина, а опорните ролки на буталата и лагерните черупки са с увеличена дължина, равна на дължината на лагерните черупки, при което вътрешната повърхност на статора е изпълнена с твърд износоустойчив слой.

Предимствата на радиално-буталния хидромотор съгласно полезният модел се изразяват в използването на подходящи конструктивни технически решения, с които се осигурява подобряване работата на отделни елементи и възли, респективно - удължава се експлоатационният период на работа на мотора, като едновременно с това се увеличава и междуремонтният срок.

Чрез използването на подходящи конструктивни технически решения се намалява натоварването, съответно износването на вътрешните повърхнини на статора, буталата и опорните ролки, което се постига чрез намаляване на контактните натоварвания при търкаляне на ролките по вътрешната повърхност на статора. Описаните конструктивни решения позволяват пускане на радиално-буталния хидромотор с намалени стартови загуби. Чрез увеличаване дължината на опорната ролка, съответна на лагерната черупка се постига увеличаване на контактната площ между опорната ролка и статора, съответно се увеличава и площта на плъзгащия лагер, оформен между опорната ролка и лагерната черупка. Това конструктивно решение позволява ефективно разпределение на контактните натоварвания, рефлектиращо върху намаляване на натоварването и износването на опорната ролка и статора.

Допълнително увеличение на срока на експлоатация на радиално-буталния хидромотор се постига чрез подходяща химико-термична обработка на вътрешната повърхност на статора, в резултат на което се получава твърд износоустойчив слой, съответно се намалява коефициента на триене между опорните ролки и статора и тяхното износване.

Намаляването на стартовите загуби на радиално-буталния хидравличен мотор се осъ

U1 ществява още и благодарение на използването на фигуративно оформена пружина, контактуваща в по-голям брой точки, като по този начин осигурява по-равномерно притискане на разпределителя и съответно по-добра херметичност.

Пояснение на приложените фигури

Едно примерно изпълнение на радиално-буталния хидромотор, обект на полезния модел е представено и пояснено по-детайлно с помощта на приложените фигури, където:

фигура 1 представлява аксонометричен изглед отпред на радиално-бутален хидромотор в сглобено състояние;

фигура 2 представлява аксонометричен изглед отзад на радиално-бутален хидромотор в сглобено състояние;

фигура 3 представлява изглед отпред на радиално-бутален хидромотор съгласно полезния модел;

фигура 4 представлява изглед отзад на радиално-бутален хидромотор съгласно полезния модел;

фигура 5 представлява изглед отстрани на радиално-бутален хидромотор съгласно полезния модел;

фигура 6 представлява напречен разрез по А-А от фиг. 4;

фигура 7 представлява разрез по В-В от фиг. 4;

фигура 8 представлява разрез по С-С от фиг. 3;

фигура 9 представлява аксонометричен изглед на бутало на радиално-бутален хидромотор;

фигура 10 представлява разгънат аксонометричен изглед на детайлите на радиално-бутален хидромотор и последователността на тяхното разполагане и монтиране.

Примерно изпълнение на полезния модел

По-надолу е описано едно примерно изпълнение на полезния модел - радиално-бутален хидравличен мотор, като използваните конструктивни елементи и възли не ограничават използването и на други конструктивни елементи, които имат еквивалентни технически характеристики и функционално предназначение.

Радиално-буталният хидравличен мотор, както е показан на приложените към описанието фигури се състои от тяло 1, затворено от двете му страни съответно с преден 2 и заден 3 капак,

2374 UI като в тялото са оформени захранващи отвори А, В и Y. В тялото 1 е разположен статор 4, чиято вътрешна повърхност е подходящо обработена чрез химико-термична обработка, т.е. изпълнена е с твърд износоустойчив слой, при което във вътрешността на статора 4 е поместен цилиндров блок 5 с бутала 6, чиито опорни ролки 7 лагеруват в лагерни черупки 8, свързани неподвижно към буталата 6, като един предпочитан начин на свързването им е чрез керниране.

Цилиндровият блок 5 е свързан неподвижно към единия край на вал 9, при което другият му край е оформен като главина 10 с монтирани по нея свързващи елементи 11, например винтове. В тялото 1 е монтирана разпределителна втулка 12, фиксирана неподвижно посредством фиксиращ щифт 13, като между тялото 1 и разпределителната втулка 12 е разположена фигурна пружина 14. В цилиндровия блок 5 са разположени осем броя бутала 6, осигурени против завъртане около оста им чрез разположени в канали на блока 5 метални пръстени 15. Валът 9 е лагеруван в предния капак 2 на ролкови лагери 16 и 17, като е фиксиран към лагерите 16 и 17 посредством дистанционна втулка 18, реглажни шайби 19, 20 и еластичен фиксиращ елемент 21, например пружинен пръстен.

В предния капак 2 е разположен конусноролков лагер 16, херметизиран с помощта на уплътнителен елемент 23 /семеринг/, разположен между двата лагера 16 и 17 и радиален уплътнител 24, монтиран в предната част на вала 9.

За целите на осигуряване на херметичност между предния капак 2 и статора 4, в предния капак 2 е оформен канал с поместен уплътнителен пръстен 25.

За целите на осигуряване на необходимата херметичност между захранващите канали на тялото 1 и разпределителната втулка 12, в тялото 1 са оформени канали, в които са поместени уплътнителите 26, 27, 28 и 29.

Тялото 1 е монтирано към статора 4 и предния капак 2 чрез свързващи елементи, например дванадесет винта 30. В тялото 1 е оформен канал, в който е разположен плунжер 31, фиксиран посредством фиксиращ елемент 32, при което между фиксиращият елемент 32 и опорна шайба 33 е поместен еластичен елемент 34, например пружина, като предназначението на плунжера 32 е да създаде възможност за двускоростен режим на работа на хидромотора.

Задният капак 3 е свързан към тялото 1 посредством четири винта 35, като херметичността между тези два елемента 3, 1 се осигурява от уплътнителни пръстеновидни елементи 36 и 37, разположени в канали на тялото 1. В тялото 1 е монтиран затварящ елемент 38, уплътнен с помощта на мек метален дистанционен елемент, например медна шайба 39.

Действие на полезния модел

Радиално-буталният хидравличен мотор работи по следния начин: при подаване на работен флуид със съответния дебит и налягане в единия от двата захранващи отвора „А“ или „В“, разположени в тялото 1 на хидромотора, флуидът постъпва в цилиндровия блок 5 през разпределителната втулка 12, при което налягането, действащо върху челната повърхност на буталата 6 създава сила, която се стреми да ги придвижи напред, но тъй като опорните ролки 7 на буталата 6 се опират в профила на статора 4, силата от налягането се разлага на две компоненти. Осовата компонента се поема от статора 4 на хидромотора, а другата компонента, действаща перпендикулярно на радиуса, по който са разположени буталата 6, създава въртящ момент. Въртящият момент се формира от сбора на силите, действащи върху всички бутала 6, които в дадения момент са свързани с линията за високо налягане.

Подходящо избраната конструкция на разпределителната втулка 12 позволява свързване на всяко бутало 6 със захранващия отвор А за високо налягане при движението му от най-високата точка на статора 4 до най-ниската, като свързва всяко бутало 6 със захранващия отвор В за ниско налягане при движението му от найниската точка на статора 4 до най-високата. Получената в резултат на това действие сила завърта цилиндровия блок 5, при което посредством твърдото шлицево съединение въртящият момент се предава на вала 9 на хидромотора.

При нормално положение на плунжера 31, хидромоторът работи с пълен капацитет.

Във всяко едно положение на цилиндровия блок 5 спрямо статора 4, разпределителната втулка 12 свързва четири от буталата 6 със захранващия отвор за високо налягане и съответно четири от буталата 6 със захранващия отвор за

2374 UI ниско налягане.

При подаване на налягане към захранващия отвор „У” плунжерът 31 се премества в положение „бърз ход”. Във всяко едно положение на цилиндровия блок 5 спрямо статора 4 разпределителната втулка 12 свързва две от буталата 6 със захранващия отвор “А” за високо налягане и съответно шест от буталата 6 със захранващия отвор “В” за ниско налягане. По този начин, чрез изключване на половината работни бутала 6 се постига намаляване на геометричния работен обем наполовина и съответно при един и същ дебит работна течност, подаван на захранващия отвор „А“, се постига двойно увеличение на скоростта.

Посоката на въртене на изходящия вал 9 може да се променя в зависимост от това кой от двата захранващи отвора ще бъде захранен с работен флуид. При захранване с работен флуид на захранващия отвор „А“, посоката на въртене на вала 9 е обратно на часовниковата стрелка. При необходимост нормалната посока на хидромотора може да бъде сменена. Конструкцията на разпределителната втулка 12 позволява два варианта на монтаж спрямо фиксиращия щифт 13, чрез завъртане на 15° от нормалното положение на разпределителната втулка 12 спрямо тялото 1 се сменя посоката на въртене на хидромотора.

Claims (1)

1. Радиално-бутален хидравличен мотор, състоящ се от тяло, затворено от двете му страни съответно с преден и заден капак, при което в тялото е разположен статор, във вътрешността на който е поместен цилиндров блок с бутала, чиито опорни ролки лагеруват в лагерни черупки, свързани неподвижно към буталата, а цилиндровият блок е свързан неподвижно към единия край на 15 вал, при което другият му край е оформен като главина с монтирани по нея свързващи елементи, като в тялото е монтирана разпределителна втулка, фиксирана неподвижно посредством фиксиращ щифт, характеризиращ се с това, че -θ между тялото (1) и разпределителната втулка (12) е разположена фигурна пружина (14), а опорните ролки (7) на буталата (6) са с дължина, равна на дължината на лагерните черупки (8), при което 25 вътрешната повърхност на статора (4) е изпълнена с твърд износоустойчив слой.