RU1770587C - Поршнева машина - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к поршневым машинам, и может быть использовано дл  преобразовани  возвратно-поступательного движени  во вращательное и наоборот в различных приводах. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и КПД поршневой машины . Поршнева  машина содержит корпус 1, цилиндры 2.3.4. Оси смежных цилиндров 2, 3, 4 смещены в пространстве в поперечной плоскости под углом 60°. В цилиндрах 2 ДЗ размещены поршни 6,7,8 со штоками 9,10,11, шарнирно соединены с шейками 15,16,17коленвала 5с коленами 13 и 14, дл  этого оси цилиндров 2,3,4 в продольном направлении смещены. Колена 13 и 14, равные .по длине, расположены под углом 60° одно относительно другого и составл ют две стороны незамкнутого равностороннего треугольника . Окружность 26, проведенна  через центры шеек 15,16,17, имеет диаметр, равный половине хода поршней 6,7,8. Оба конца коленвала 5 жестко соединены с дисками 24 и 25, последние посажены на одно- коленные валы 20 и 21, диск 24 выполнен зубчатым и св зан с шестерней 18, жестко св занной с выходным валом 12. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени , а именно, поршневым машинам , и может быть использовано дл  преобразовани  возвратно-поступательного движени  во вращательное, и наоборот, в различных приводах.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и КПД поршневой машины.

На фиг.1 представлен общий вид поршневой- машины; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.З - кинематическа  сх,ема взаимного расположени  шарниров, сочлененных со штоками на некоторых стади х работы; на фиг.4 - диаграмма движени  поршней поршневой машины.

Поршнева  машина содержит корпус 1, три цилиндра 2. 3, 4, продольные оси которых расположены под углом друг относительно друга, коленчатый вал 5, установленные в цилиндрах 2, 3, 4 поршни 6, 7, 8 со штоками 9.10.11, расположенные на коленчатом валу 5. выходной вал 12, кинематически св занный с коленчатым валом 5.

Коленчатый вал 5 имеет два равных колена 13 и 14, расположенных под углом 60° друг относительно друга, и три шейки 15, 16, 17, на которых шарнирно закреплены штоки 9, 10, 11. Кинематическа  св зь выполнена в виде шестерни 18с внутренними зубь ми и полой ступицей, посредством подшипников 19 установленной в корпусе 1 и жестко св занной с выходным валом 12 двух од- ноколенчатых валов 20 и 21, один 20 из которых посредством подшипников 22 и 23 установлен в ступице шестерни 18. а другой 21 - в корпусе 1, и двух дисков 24 и 25,

(Л

С

vj ч о

(Л 00

установленных на одноколенчатых валах 20 и 21 и соединенных с крайними шейками 15 и 17 коленчатого вала 5, причем диск 24 выполнен зубчатым и св зан с шестерней 18, шейки 15.16.17 коленвала 5 расположе- ны по окружности 26 (фиг.З), диаметр которой равен половине диаметра хода поршней 6, 7, 8, а продольные оси цилиндров 2, 3, 4 расположёны в параллельных плоскост х и угол между равен 60°,

На диаграмме (фиг.4) рассмотрено положение шеек 15, 16. 17 коленвала 5 и окружности 26 в моменты времени ti, t2, ta, и показаны графики движени  поршней 6, 7, 8 (х) в зависимости от времени т., которые имеют следующие обозначени : 27 - дл  поршн  6 цилиндра 2; 28 - дл  поршн  7 цилиндра 3; 29 - дл  поршн  8 цилиндра 4. При этом показаны определенные моменты времени ti, tz, ts, которые определ ют поло- жение окружности 26 {на фиг.З) соответственно как 26, 26 и 26 и точек - центров шеек 15, 15, 16. 161. 16, 17. 17. 17.

Поршнева  машина работает следующим образом,

Поршни 6, 7, 8 цилиндров 2, 3, 4 совершают возвратно-поступательное движение, подчин ющеес  синусоидальному закону. Пусть состо ние поршней 6, 7, 8 цилиндров 2, 3. 4 соответствует времени ti на диаграм- ме (фиг.4). При этом точка креплени  15 штока 9 цилиндра 2 к шейке 15 коленвала 5 займет крайнее положение. Точки креплени  16 и 17 штоков 10 и 11 цилиндров 3 и 4 к коленвалу 5 займут положение на окруж- ности 26 (фиг.З). При движении поршней б, 7. 8 в соответствии с диаграммой (фиг,4) поршни 6. 7 цилиндров 2 и 3 начнут вт гиватьс  и к моменту времени t2 окружность 26 переместитс  в позицию 26(фиг.З), а центры креплени  штоков 9, 10, 11 цилиндров 2, 3, 4 будут иметь обозначение 15, 16, 17. При дальнейшем движении штоков 9, 10, 11 к моменту времени з окружность 26 примет положение , а центры креплени  штоков 9. 10, 11 окажутс  в позиции 15, 16 17 . Во врем  движени  штоков 9, 10. 11 от и до t3 окружность 26, таким образом, занима  последовательно положени  26, 26 26. будет вращатьс  по часовой стрелке. Если продолжить рассмотрение процесса перемещени  штоков 9.10.11 и окружности 26, то нетрудно заметить, что за полный цикл колебани  поршн  6 цилиндра 2 окружность 26 совершит полный оборот, вра- ща сь вокруг собственной оси.

Дл  получени  равномерного вращени  окружности 26 необходимо обеспечить симметричный сдвиг осей цилиндрогв 2, 3, 4 в пространстве на угол 60° в поперечной

плоскости и обеспечить движение поршней 6, 7, 8 со сдвигом по фазе на угол 60°. Докажем это. Пусть окружность 26 займет положение , соответствующее времени t2 (цифры с одним штрихтом на фиг.З), и пусть центр ее Обращаетс  по кругу радиусом г со скоростью о), диаметр же самой окружности равен 2R. Тогда положение шарнира 15 (точка А на фиг.З)  вл етс  точкой пересечени  окружности 26 с осью 1. Движение этой точки можно определить следующим образом: спустим перпендикул р из точки О1 на ось Т1 и обозначим его пересечение с этой осью точкой К. Отрезок OK rcos a, где а jtu t

-текущее значение угла между осью Т и отрезком 00. Тогда отрезок КА m

-R2 + r2sin2u) t (из треугольника АКО ). В таком случае координата точки А находитс  как сумма двух отрез-г ков АО ОК + КА rcos ок + |JR:-rsfrron.

После преобразовани  получим т АО rcos (о t + | + ш t. Если R г, то АО 2 rcos (t) t,

Рассужда  аналогичным образом и провод  аналогичные построени  дл  других осей 2 и 3. получим

O8 2rcos(«y t + 600). О9 2гсо8(а t+120°). Это означает, что если окружность 26 имеет радиус г. а координаты точек 15,16,17 мен -- ютс  по синусоидальному закону со сдвигом на 60°. то она будет вращатьс  вокруг точки О,  вл ющейс  центром пересечени  осей, проход щих через центры цилиндров 2,3,4, а ее внешний край будет вписыватьс  е окружность 26 радиусом 2г. Дуги, заключенные между шарнирами, будут оставатьс  неизменными и равными 120°. Величина г, как нетрудно убедитьс  из геометрических соображений (фиг.З), равна половине хода поршней 6,7,8, аналогично симметричному циклу, рассмотренному выше.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Поршнева  машина, содержаща  корпус , три цилиндра, продольные оси которых расположены под углом друг относительно друга, коленчатый вал, установленные в цилиндрах поршни со штоками, расположенными на коленчатом валу, выходной вал, кинематически св занный с коленчатым валом , отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и КПД, коленчатый вал имеет два равных колена, расположенных под углом 60° друг относительно друга, и три шейки, на которых шарнирно закреплены штоки, кинематическа  св зь выполнена в виде шестерни с внутренними зубь ми и полой ступицей, посредством

   подшипников установленной в корпусе и жестко св занной с выходным валом, двух одноколенчатых валов, один из которых посредством подшипников установлен в сту: пице шестерни, а другой - в корпусе, и двух дисков, установленных на одноколенчатых валах и соединенных с крайними шейками

   коленчатого вала, причем один из дисков выполнен зубчатым и св зан с шестерней, шейки коленчатого вала расположены по окружности , диаметр которой равен половине диаметра хода поршней, а продольные оси цилиндров расположены б параллельных плоскост х и угол между ними равен 60°,

   1821

   11

   -6

   г

   9

   iJL

   h

   j

   15

   Фиг. 7

   п

   2t

   ю

   ц

   Фие.2

   26

   15

   15

   Фиг.З