RU2078256C1 - Step fluid-pressure motor - Google Patents
Step fluid-pressure motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2078256C1 RU2078256C1 RU94022817A RU94022817A RU2078256C1 RU 2078256 C1 RU2078256 C1 RU 2078256C1 RU 94022817 A RU94022817 A RU 94022817A RU 94022817 A RU94022817 A RU 94022817A RU 2078256 C1 RU2078256 C1 RU 2078256C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- dogs
- teeth
- working
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к гидро(пневмо)приводостроению и может быть использовано для привода гидро(пневмо)инструмента, трубопроводной арматуры, станочных приспособлений, конвейеров, лебедок и других тихоходных механизмов. The invention relates to hydro (pneumatic) drive engineering and can be used to drive hydro (pneumatic) tools, pipe fittings, machine tools, conveyors, winches and other low-speed mechanisms.
Известен принятый за прототип шаговый гидро(пневмо)двигатель, содержащий статор-корпус с торцовыми крышками и каналами подвода рабочей среды, в котором с образованием рабочих камер установлен набор роторов, обеспечивающих выходному валу шаговый угловой ход. (Авт. св. СССР 1795155, кл. F 15 B 15/12, БИ 6, 1993 г.). Known adopted for the prototype stepper hydro (pneumatic) engine containing a stator housing with end caps and channels for supplying a working medium, in which, with the formation of the working chambers, a set of rotors is installed that provide the output shaft with a stepped angular stroke. (Aut. St. USSR 1795155, class F 15 B 15/12, BI 6, 1993).
Недостатки прототипа: большие габариты и сложность конструкции, многочисленность линий подвода рабочей среды, ограниченность числа шагов и угла поворота, отсутствие функции свободного хода. Эти недостатки вызваны тем, что шаговый гидро(пневмо)двигатель по существу состоит из нескольких встроенных друг в друга простых гидродвигателей, число которых близко к числу возможных шагов. The disadvantages of the prototype: large size and complexity of the design, the multiplicity of the supply lines of the working environment, the limited number of steps and the angle of rotation, the lack of free-wheeling function. These shortcomings are caused by the fact that the stepping hydro (pneumatic) motor essentially consists of several simple hydraulic motors built into each other, the number of which is close to the number of possible steps.
Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение компактности и упрощение конструкции, сокращение числа линий подвода рабочей среды и расширение функциональных возможностей за счет неограниченного числа шагов и угла поворота, а также возможности свободного хода. The technical problem solved by the invention is to increase compactness and simplify the design, reducing the number of supply lines of the working medium and expanding functionality due to an unlimited number of steps and angle of rotation, as well as the possibility of free travel.
Это достигается тем, что в шаговом гидро(пневмо)двигателе, содержащем статор-корпус с торцовыми крышками и каналами подвода рабочей среды, в котором с образованием рабочих камер установлен ротор, ротор выполнен в виде зубчатого колеса и установлен в статоре с возможностью одноосного радиального хода величиной не менее половины шага зубьев по их вершинам, а на статоре с двух сторон от оси радиального хода ротора с контактом по его зубьям установлены храповые собачки, зубья которых одинаково ориентированы вдоль периметра ротора, а ширина равна ширине зубьев ротора. This is achieved by the fact that in a stepper hydro (pneumatic) engine containing a stator housing with end caps and channels for supplying a working medium, in which a rotor is installed with the formation of working chambers, the rotor is made in the form of a gear wheel and installed in the stator with the possibility of uniaxial radial stroke not less than half the pitch of the teeth along their vertices, and on the stator on both sides of the axis of the radial stroke of the rotor with a contact along its teeth there are ratchet dogs whose teeth are equally oriented along the perimeter of the rotor, and the width p VNA width of the rotor teeth.
Такая конструкция гидро(пневмо)двигателя обеспечивает выполнение поставленных задач, т. к. в ней имеются всего две рабочие камеры с двумя подводными каналами, а ротор одновременно выполняет функцию поршня и колеса храпового механизма, преобразующего его шаговое возвратно-поступательное движение в однонаправленной неограниченный угловой шаговый ход. Собачки храпового механизма по совместительству служат и контактными уплотнениями между цилиндрическими поверхностями ротора и статора, герметично отделяющими рабочие камеры друг от друга. Наличие храпового механизма обеспечивает возможность свободного хода ротора. This design of the hydraulic (pneumatic) engine ensures the fulfillment of the tasks set, since it has only two working chambers with two underwater channels, and the rotor simultaneously performs the function of a piston and a ratchet wheel, converting its stepwise reciprocating motion into unidirectional unlimited angular step move. The ratchet dogs in combination also serve as contact seals between the cylindrical surfaces of the rotor and stator, hermetically separating the working chambers from each other. The presence of a ratchet mechanism provides the possibility of free rotation of the rotor.
На фиг. 1 представлена конструкция шагового гидро(пневмо)двигателя в варианте с внутренним ротором, на фиг. 2 разрез по А-А по фиг. 1; на фиг. 3 вариант конструкции с внешним ротором; на фиг. 4 разрез Б-Б по фиг. 3. In FIG. 1 shows the design of a stepping hydro (pneumatic) motor in an embodiment with an internal rotor; FIG. 2 is a section along AA in FIG. one; in FIG. 3 design option with an external rotor; in FIG. 4 a section BB in FIG. 3.
Гидродвигатель содержит статор-корпус 1 с торцевыми крышками 2, стяжными болтами 3 и рабочими камерами 4 с подводными каналами 5. В варианте фиг. 1 и 2 с внутренним ротором цилиндрический ротор 6 с внешними зубьями 7 с шагом по их вершинам и квадратным отверстием 8 для связи с исполнительными органами машин расположен в статоре между рабочими камерами с возможностью радиального хода l вдоль оси 9. На статоре с двух сторон от оси 9 хода ротора с контактом по его зубьям установлены храповые собачки 10, зубья 11 которых одинаково ориентированы вдоль периметра ротора, причем ширина собачек и ротора h равны между собой. Для поджима собачек к ротору предусмотрены пружины 12, расположенные между собачками и корпусом. The hydraulic motor comprises a stator-housing 1 with
В варианте с внешним ротором фиг. 3 и 4 ротор 6 охватывает статор 1 и имеет внутренние зубья 7. Одна из крышек статора может быть выполнена за одно целое с ним, а болтовое крепление заменено на резьбовое соединение 13 крышки с корпусом (см. фиг. 4). In the embodiment with the external rotor of FIG. 3 and 4, the
Герметизация неподвижных стыков деталей, образующих рабочие камеры обеспечивается известными способами, например, плотными посадками или применением жидких прокладок. Подвижные стыки герметизируются с помощью малых зазоров (целевых уплотнений). При необходимости исключения внешних утечек между торцами ротора и крышек могут устанавливаться контактные уплотнители 14 (см. фиг. 2). Кроме приведенных на фиг. 1 4 собачек, закладываемых в паз статора, возможно использование и других конструкций собачек, например, с креплением на осях, опертых о крышки, или собачек, например, с креплением на осях, опертых о крышки, или собачек в виде плоских пружин, закрепленных на статоре с помощью винтов. The sealing of the fixed joints of the parts forming the working chambers is provided by known methods, for example, tight fit or the use of liquid gaskets. Movable joints are sealed with small gaps (target seals). If it is necessary to exclude external leaks between the ends of the rotor and the covers,
Равенство ширины собачек и ротора и пружинный поджим собачек к ротору обеспечивает работу собачек в качестве контактных уплотнений, препятствующих перетечкам рабочей среды между рабочими камерами вдоль цилиндрической поверхности ротора. При равенстве ширины собачек и ротора достигаются минимальные утечки по торцам собачек без потери подвижности собачек от контакта с торцевыми крышками. The equality of the width of the dogs and the rotor and the spring pressing of the dogs to the rotor ensures that the dogs work as contact seals, preventing the overflow of the working medium between the working chambers along the cylindrical surface of the rotor. If the width of the dogs and the rotor is equal, minimal leakages are achieved at the ends of the dogs without loss of mobility of the dogs from contact with the end caps.
Форма профиля зубьев ротора может быть треугольной или прямоугольной, а их число назначается с учетом необходимого углового шага ротора из расчета, что угловой шаг ротора равен половине углового шага его зубьев. Из условия компоновки предпочтительно нечетное число a зубьев количеством не менее 11. The profile shape of the teeth of the rotor can be triangular or rectangular, and their number is assigned taking into account the required angular pitch of the rotor, based on the calculation that the angular pitch of the rotor is equal to half the angular pitch of its teeth. From the layout condition, an odd number a of teeth of at least 11 is preferred.
Радиальный ход ротора l между упорами его в стенки статора назначается не менее половины шага зубьев t из условия обеспечения перехода зацепления собачек с одного зуба на другой, с учетом того, что при работе двигателя ротор перекатывается вокруг одной из собачек и ход центра ротора равен половине хода его зубьев под другой собачкой. Уменьшение l до величины менее 0,5t недопустимо, т.к. вызовет невхождение собачки в зацепление со следующим зубом ротора и отсутствие фиксации шага ротора. The radial stroke of the rotor l between its stops in the stator wall is assigned at least half the tooth pitch t from the condition of ensuring the engagement of the dogs from one tooth to another, taking into account that when the engine is running, the rotor rolls around one of the dogs and the center of the rotor is equal to half the stroke his teeth under another dog. A decrease in l to a value less than 0.5t is unacceptable, because will cause the dog not to mesh with the next rotor tooth and the lack of fixation of the rotor pitch.
Гидро(пневмо)двигатель работает следующим образом. Hydro (pneumatic) engine operates as follows.
При подаче давления рабочей среды по каналу 5 в рабочую полость 4 ротор как поршень перемещается в радиальном направлении вдоль оси 9. При этом собачка 10, обращенная зубом против этого движения, удерживает примыкающий к ней зуб ротора и ротор начинает проворачиваться вокруг него. Вторая собачка 10 обращена зубом в направлении осевого хода ротора и поэтому не препятствует его движению, выходя из зацепления с торцом зуба ротора в начале хода ротора и, входя в зацепление со следующим его зубом, в конце хода тора при упоре его в стенку статора. В процессе движения ротора уменьшается объем противоположной рабочей камеры 4 и рабочая среда вытесняется из двигателя через канал 5. При последующей подаче давления рабочей среды в другую рабочую полость 4 ротор перемещается в исходное положение. Однако при этом он поворачивается в том же направлении, что и при первом ходе, т.к. собачка 10 свободно пропускает зуб ротора, а собачка 10 удерживает примыкающий к ней зуб ротора. В результате за один двойной радиальный ход ротора он проскальзывает на 1 зуб под каждой собачкой и оказывается повернутым вокруг своей центральной оси на один зуб, т.е. угол его поворота равен угловому шагу зубьев, а угловой шаг за одинарный ход составит половину углового шага зубьев. При последовательном поочередном подводе давления среды к каналам 5 и 5 ротор поворачивается далее в том же направлении на неограниченный угол, определяемый суммарным числом поочередных подач давления в рабочие полости. When applying the pressure of the working medium through the
Наличие храпового механизма обеспечивает гидро(пневмо)двигателю возможность свободного хода, т.к. под действием внешнего момента, приложенного к ротору в направлении его рабочего хода, собачки не препятствуют повороту ротора. The presence of a ratchet mechanism provides the hydro (pneumatic) engine with the possibility of free running, as under the action of an external moment applied to the rotor in the direction of its working stroke, the dogs do not impede the rotation of the rotor.
Технико-экономическая эффективность шагового гидро(пневмо)двигателя по сравнению с базовым объектом, за который принят прототип заключается в следующем. The technical and economic efficiency of the stepping hydro (pneumatic) engine compared to the base object, for which the prototype is adopted, is as follows.
1. Многократно упрощается конструкция и повышается компактность, т.к. вместо пропорционального числу шагов количества роторов, рабочих камер, подводных каналов и линий подвода рабочей среды использован один ротор простейшей цилиндрической формы, при котором количество рабочих камер, подводящих каналов и линий сокращено до двух. Повышению компактности способствует использование всей площади поперечного сечения ротора для воздействия давления рабочей среды и отсутствие внутри статора кроме миниатюрных собачек каких-либо вспомогательных элементов типа неподвижных лопастей или разделительных перегородок. Исключительно высокая компактность предложенной конструкции характеризуется большим значением удельного рабочего объема q/G≈150 см3/кг, (q рабочий объем за один оборот ротора, G вес двигателя), многократно превышающим этот показатель не только в прототипе, но и в наиболее компактных неполноповоротных шаговых гидродвигателях. В сочетании с работоспособностью при давлениях рабочей среды в десятки МПа такая компактность обеспечивает гидродвигателю высокий удельный момент M/G примерно на порядок превышающий этот показатель у существующих гидродвигателей.1. The design is greatly simplified and compactness is increased, because instead of the number of rotors, working chambers, underwater channels and supply lines of the working medium proportional to the number of steps, one rotor of the simplest cylindrical shape was used, in which the number of working chambers, supply channels and lines was reduced to two. The compactness is enhanced by the use of the entire rotor cross-sectional area for the influence of the working medium pressure and the absence of any auxiliary elements, such as fixed blades or dividing walls, in addition to the miniature dogs, in the stator. The extremely high compactness of the proposed design is characterized by a large value of the specific working volume q / G≈150 cm 3 / kg, (q working volume per rotor revolution, G engine weight), many times exceeding this indicator not only in the prototype, but also in the most compact part-turn stepper hydraulic motors. In combination with operability at working fluid pressures of tens of MPa, such compactness provides the hydraulic motor with a high specific moment M / G approximately an order of magnitude higher than that of existing hydraulic motors.
2. Сокращение линий подвода рабочей среды с 4 10 в прототипа и аналогов до двух резко упрощает связь гидро(пневмо)двигателя с источником питания и расширяет сферу его применения. 2. The reduction of the supply lines of the working environment from 4 10 in the prototype and analogues to two dramatically simplifies the connection of the hydro (pneumatic) engine with a power source and expands its scope.
3. Исключение ограничений в максимальных числах шагов и углах поворота расширяет функциональные возможности устройства и позволяет использовать его взамен менее компактных и более дорогих полноповоротных гидро(пневмо)двигателей, а также в системах с суммарным числом шагов более ста, ранее недопустимым для шаговых гидро(пневмо)двигателей. 3. The elimination of restrictions in the maximum number of steps and turning angles expands the functionality of the device and allows it to be used instead of less compact and more expensive full-rotary hydro (air) engines, as well as in systems with a total number of steps of more than one hundred, previously unacceptable for step hydro (air ) engines.
4. Наличие свободного хода ротора также расширяет функциональные возможности гидро(пневмо)двигателя, например за счет возможности использования его в паре с ручным дублером. 4. The presence of a free-wheeling of the rotor also expands the functionality of the hydro (pneumatic) engine, for example, due to the possibility of using it in tandem with a manual backup.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94022817A RU2078256C1 (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Step fluid-pressure motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94022817A RU2078256C1 (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Step fluid-pressure motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94022817A RU94022817A (en) | 1996-01-20 |
RU2078256C1 true RU2078256C1 (en) | 1997-04-27 |
Family
ID=20157276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94022817A RU2078256C1 (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Step fluid-pressure motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2078256C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106321151A (en) * | 2016-11-22 | 2017-01-11 | 四川晟翔晟智能科技有限公司 | Pneumatic motor |
-
1994
- 1994-06-14 RU RU94022817A patent/RU2078256C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1795155, кл. F 15 B 15/12, 1993. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106321151A (en) * | 2016-11-22 | 2017-01-11 | 四川晟翔晟智能科技有限公司 | Pneumatic motor |
CN106321151B (en) * | 2016-11-22 | 2017-12-19 | 四川晟翔晟智能科技有限公司 | Air motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4867000A (en) | Linear motion power cylinder | |
US5819533A (en) | Hydraulic-pneumatic motor | |
RU2078256C1 (en) | Step fluid-pressure motor | |
US4057374A (en) | Rotary internal combustion engine with uniformly rotating pistons cooperating with reaction elements having a varying speed of rotation and oscillating motion | |
US4598627A (en) | Fluid motors | |
US2919682A (en) | Linear fluid actuator | |
US3873245A (en) | Steam-driven engine | |
US4455128A (en) | Rotary internal combustion engine with uniformly rotating pistons cooperating with reaction elements having a varying speed of rotation and oscillating motion | |
US3930415A (en) | Motion converter | |
US4136602A (en) | Hydraulic motor | |
WO1994021893A1 (en) | Indexing rotary actuator with clutch pistons | |
US3824044A (en) | Engine | |
GB1308390A (en) | Hydraulic motor | |
US3791149A (en) | Rotary eccentric fluid motor | |
US2875621A (en) | Motion transmission in sealed fluid systems | |
US3212295A (en) | Axial piston type impulse tool | |
US3581626A (en) | Adjustable admission valve means for steam engines and the like | |
US3221515A (en) | Gear type impulse tool | |
US3456559A (en) | Rotary device | |
GB948593A (en) | Hydrostatic transmission for conversion of a reciprocating movement into rotary movement | |
US4537562A (en) | Pump | |
US3942414A (en) | Hydraulic device | |
KR102260695B1 (en) | old energy converter | |
FI12097U1 (en) | Arrangement for connecting the blocks in a rotary piston engine | |
JP2960296B2 (en) | Rotational motion-linear reciprocating motion conversion device and hydraulic pressure generating device using this device |