RU2140566C1

RU2140566C1 - Axial-piston pump

Info

Publication number: RU2140566C1
Application number: RU98109186A
Authority: RU
Inventors: А.В. Толкачев; В.П. Клинков
Original assignee: Открытое акционерное общество Авиационная корпорация "Рубин"
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 1999-10-27

Abstract

FIELD: hydraulic machine engineering. SUBSTANCE: taper roller radial-thrust bearings of drive shaft are installed for axial displacement relative to housing through value of preset mounting clearance Δ, which is automatically compensated for in process of pump operation by follow-up mechanism made in form of plunger installed in housing bore communicating through throttle with delivery line. EFFECT: increased service life of pump and improved operation reliability. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к аксиально-поршневым насосам объемного вытеснения. The invention relates to the field of hydraulic engineering, in particular to axial piston displacement displacement pumps.

Известен аксиально-поршневой насос, содержащий размещенные в корпусе вращающийся блок цилиндров с поршнями, опирающимися на наклонную шайбу, распределительный диск с окнами всасывания и нагнетания, и приводной вал с двумя коническими роликовыми радиально-упорными подшипниками, установленный с возможностью осевого смещения относительно корпуса на величину заданного монтажного зазора, который выполняется минимально возможным (см. патент Германии N 4340061, кл. F 04 B 1/20). Установка вала на двух конических роликовых радиально-упорных подшипниках обеспечивает возможность работать насосу при значительных давлениях в линии нагнетания и существенно повышает его надежность по сравнению с известными насосами, валы которых установлены на шариковых или роликовых радиальных подшипниках. Known axial piston pump comprising a rotating cylinder block located in the housing with pistons resting on an inclined washer, a distribution disk with suction and discharge windows, and a drive shaft with two tapered roller angular contact bearings mounted axially offset by an amount specified mounting clearance, which is the minimum possible (see German patent N 4340061, CL F 04 B 1/20). Installing the shaft on two tapered roller angular contact bearings allows the pump to operate at significant pressures in the discharge line and significantly increases its reliability compared to known pumps whose shafts are mounted on ball or roller radial bearings.

Недостатком такой конструкции является то, что при работе насоса из-за различных коэффициентов температурных расширений приводного вала и корпусных деталей, выполненных из легких цветных сплавов, начальный монтажный зазор существенно увеличивается, что приводит к снижению долговечности и эксплуатационной надежности подшипников и, как следствие, к снижению ресурса насоса в целом. The disadvantage of this design is that when the pump is operating due to various coefficients of thermal expansion of the drive shaft and housing parts made of light non-ferrous alloys, the initial mounting clearance is significantly increased, which leads to a decrease in the durability and operational reliability of the bearings and, as a result, lower pump life as a whole.

Технический результат, который может быть достигнут от использования предложенного технического решения, заключается в увеличении ресурса насоса за счет повышения долговечности и эксплуатационной надежности подшипников. The technical result that can be achieved by using the proposed technical solution is to increase the resource of the pump by increasing the durability and operational reliability of the bearings.

Указанный результат достигается за счет введения в конструкцию насоса механизма отслеживания начального монтажного зазора, выполненного в виде взаимодействующего с подшипником плунжера, установленного в расточке корпуса, сообщенной с линией нагнетания каналом, в котором установлен дроссель. Благодаря предложенному техническому решению усилие, возникающее от действия давления нагнетания на плунжер, автоматически компенсирует в процессе работы насоса начальный монтажный зазор. This result is achieved by introducing into the pump design a mechanism for tracking the initial mounting clearance, made in the form of a plunger interacting with the bearing, installed in the housing bore, connected to the discharge line by the channel in which the throttle is installed. Thanks to the proposed technical solution, the force arising from the action of the discharge pressure on the plunger automatically compensates for the initial mounting clearance during the operation of the pump.

На чертеже схематично изображен продольный разрез аксиально-поршневого насоса с механизмом отслеживания монтажного осевого зазора. The drawing schematically shows a longitudinal section of an axial piston pump with a mechanism for tracking the mounting axial clearance.

Аксиально-поршневой насос содержит корпус 1, вращающийся блок цилиндров 2 с поршнями 3, опирающимися на наклонную шайбу 4, распределительный диск 5, приводной вал 6 с двумя коническими роликовыми радиально-упорными подшипниками 7 и 8, установленный в корпусе с возможностью смещения в пределах заданного монтажного зазора Δ, образованного плунжером 9 и корпусом. Плунжер 9 установлен в расточке 10 корпуса 1, которая сообщена с магистралью нагнетания 11 через дроссель 12. The axial piston pump contains a housing 1, a rotating cylinder block 2 with pistons 3, supported by an inclined washer 4, a distribution disk 5, a drive shaft 6 with two tapered roller angular contact bearings 7 and 8, mounted in the housing with the possibility of displacement within the specified mounting gap Δ formed by the plunger 9 and the housing. The plunger 9 is installed in the bore 10 of the housing 1, which is in communication with the discharge line 11 through the throttle 12.

Насос работает следующим образом. The pump operates as follows.

Давление нагнетания P_H, действуя из линии нагнетания 11 на поршни 3 и блок цилиндров 2, создает на валу 6 радиальную силу R, которая нагружает подшипник 7 радиальной силой R_A, а подшипник 8 - радиальной силой R_Б. Наличие радиальных нагрузок на конические роликовые радиально-упорные подшипники 7 и 8 вызывает соответственно осевые составляющие нагрузок Q_А и Q_Б. В силу того, что по конструкции Q_А всегда больше Q_Б, разность осевых сил Q_А - Q_Б = ΔQ будет смещать вал 6 в сторону меньшей осевой нагрузки и тем самым нарушать работу подшипника 7 с большей осевой составляющей. Для компенсации смещения вала 6 плунжер 9 нагружается усилием, равным или большим ΔQ, которое обеспечивается соответствующим диаметром d плунжера 9, на который действует давление нагнетания P_H.The discharge pressure P _H , acting from the discharge line 11 on the pistons 3 and the cylinder block 2, creates a radial force R on the shaft 6, which loads the bearing 7 with a radial force R _A and the bearing 8 with a radial force R _B. The presence of radial loads on tapered roller angular contact bearings 7 and 8 causes the axial components of the loads Q _A and Q _B, respectively. Due to the fact that the design of Q _{A is} always greater than Q _B , the difference in axial forces Q _A - Q _B = ΔQ will shift the shaft 6 towards a smaller axial load and thereby disrupt the operation of the bearing 7 with a larger axial component. To compensate for the displacement of the shaft 6, the plunger 9 is loaded with a force equal to or greater than ΔQ, which is provided by the corresponding diameter d of the plunger 9, which is affected by the discharge pressure P _H.

Поскольку внешние нагрузки R и Q, действующие на подшипники 7 и 8, зависят напрямую также от давления нагнетания P_H, то компенсация монтажного осевого зазора обеспечивается автоматически при всех режимах работы насоса.Since the external loads R and Q acting on bearings 7 and 8 also depend directly on the discharge pressure P _H , the compensation of the mounting axial clearance is provided automatically for all pump operation modes.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает работу конических роликовых радиально-упорных подшипников без осевого зазора при любых начальных (монтажных) или тепловых (при нагреве в процессе работы) значениях зазоров в конструкции насоса, что позволяет повысить их долговечность и надежность при всех режимах эксплуатации насоса. Thus, the proposed technical solution provides the operation of tapered roller angular contact bearings without axial clearance at any initial (mounting) or thermal (during heating during operation) clearance values in the pump design, which allows to increase their durability and reliability under all operating conditions of the pump .

Claims

1. An axial piston pump comprising a housing, a drive shaft with two tapered angular contact roller bearings, housed in the housing with axial displacement within a predetermined mounting clearance, a cylinder block mounted on the drive shaft with pistons resting on an inclined washer, and a line discharge, characterized in that the pump is equipped with a clearance tracking mechanism made in the form of a plunger interacting with the bearing, installed in the housing bore, in communication with the discharge line.

2. The axial piston pump according to claim 1, characterized in that a throttle is installed in the channel communicating the bore of the plunger with the discharge line.