RU2169845C1

RU2169845C1 - Hydraulic motor

Info

Publication number: RU2169845C1
Application number: RU2000100375A
Authority: RU
Inventors: Б.С. Собченко; В.В. Самохвалов; А.Н. Пещеров
Original assignee: Открытое акционерное общество Липецкий опытно-экспериментальный завод "Гидромаш"
Priority date: 2000-01-06
Filing date: 2000-01-06
Publication date: 2001-06-27

Abstract

FIELD: hydraulic drives of different mechanisms. SUBSTANCE: proposed hydraulic motor has stator with internal gear rim and teeth in form of cylindrical rollers installed with axial clearance, rotor installed inside stator with external gear rim for forming working chambers. Slots of width equal to 2.2-2.4 of rotor tooth radius and length not exceeding 0.5 of rotor width are made in tooth spaces. Motor has also covers in contact with stator end faces and provided with working medium inlet and outlet channels and system of distributing end face holes placing the working chambers in communication with working medium inlet/outlet channels. End faces of rollers are made spherical, with height of sphere equal to 0.5 of axial clearance. Additional slots are made in tooth spaces of rotor gear rim over its entire width. Width of slots is equal to diameter of holes, and depth is made to provide contact of slots with holes. EFFECT: increased efficiency and transmitted torque. 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к гидродвигателям, и направлено на повышение КПД и увеличение передаваемого крутящего момента. The invention relates to hydraulic engineering, namely to hydraulic motors, and is aimed at increasing efficiency and increasing transmitted torque.

Известен гидромотор, содержащий статор с внутренним зубчатым венцом, имеющим зубья в виде цилиндрических роликов, установленный внутри статора с образованием рабочих камер ротор с наружным зубчатым венцом, и крышки, в одной из которых выполнены каналы подвода-отвода рабочей среды и распределительные торцевые отверстия (см. Бирюков Б.Н. Роторно-поршневые гидравлическое машины. - М.: Машиностроение, 1972 г., с. 23, рис. 13). A hydraulic motor is known that contains a stator with an internal gear rim having teeth in the form of cylindrical rollers, a rotor with an external gear rim installed inside the stator with the formation of working chambers, and covers, in one of which channels for supplying and discharging the working medium and distribution end holes are made (see Biryukov BN Rotary-piston hydraulic machines. - M .: Mechanical Engineering, 1972, p. 23, Fig. 13).

Недостатком данного гидромотора является низкий КПД, обусловленный высоким гидравлическим сопротивлением протеканию рабочей среды от каналов подвода-отвода к рабочим камерам через распределительные торцевые отверстия ротора. Кроме того, КПД известного устройства снижается вследствие перетекания рабочей среды между рабочими камерами через зазоры между роликами и крышкой, что создает дополнительный расход рабочей жидкости. The disadvantage of this hydraulic motor is its low efficiency, due to the high hydraulic resistance to the flow of the working medium from the inlet-outlet channels to the working chambers through the distribution end holes of the rotor. In addition, the efficiency of the known device is reduced due to the flow of the working medium between the working chambers through the gaps between the rollers and the cover, which creates an additional flow of working fluid.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому гидродвигателю устройством того же назначения является гидродвигатель, содержащий статор с внутренним зубчатым венцом, имеющим зубья в виде цилиндрических роликов, установленных с осевым зазором, установленный внутри статора с образованием рабочих камер ротор с наружным зубчатым венцом, во впадинах которого выполнены пазы шириной 2,2-2,4 радиуса зуба ротора и длиной не более 0,5 ширины ротора, и крышки, контактирующие с торцами статора, имеющие каналы подвода-отвода рабочей среды и систему распределительных торцевых отверстий, сообщающих рабочие камеры с каналами подвода-отвода рабочей среды (см. пат. РФ N 2117767, кл. F 01 C 1/077, 1997 г.). The closest set of features to the inventive hydraulic motor of the same function is a hydraulic motor containing a stator with an internal gear rim having teeth in the form of cylindrical rollers mounted with an axial clearance, installed inside the stator with the formation of working chambers, a rotor with an external gear rim, in the hollows of which grooves are made with a width of 2.2-2.4 of the radius of the tooth of the rotor and a length of not more than 0.5 of the width of the rotor, and covers in contact with the ends of the stator having channels for supplying and discharging the working medium and distribution of end openings communicating working chambers with channels for supplying and discharging the working medium (see US Pat. RF N 2117767, class F 01 C 1/077, 1997).

Данное устройство принято за прототип. This device is taken as a prototype.

К недостаткам прототипа следует отнести низкий КПД, обусловленный высоким гидравлическим сопротивлением поступлению рабочей среды в рабочие камеры и дополнительным перетеканием рабочей среды между рабочими камерами через зазоры между роликами и крышкой. The disadvantages of the prototype include low efficiency, due to the high hydraulic resistance to the flow of the working medium into the working chambers and the additional flow of the working medium between the working chambers through the gaps between the rollers and the cover.

Кроме того, жесткость зубьев ротора создает однополюсный контакт между зубом и роликом, что ведет к снижению передаваемого крутящего момента и уменьшает плавность хода гидродвигателя. In addition, the stiffness of the teeth of the rotor creates a single-pole contact between the tooth and the roller, which leads to a decrease in the transmitted torque and reduces the smoothness of the hydraulic motor.

Сущность изобретения состоит в том, что в гидродвигателе, содержащем статор с внутренним зубчатым венцом, имеющим зубья в виде цилиндрических роликов, установленных с осевым зазором, установленный внутри статора с образованием рабочих камер ротор с наружным зубчатым венцом, во впадинах которого выполнены пазы шириной 2,2-2,4 радиуса зуба ротора и длиной не более 0,5 ширины ротора, и крышки, контактирующие с торцами статора, имеющие каналы подвода-отвода рабочей среды и систему распределительных торцевых отверстий, сообщающих рабочие камеры с каналами подвода-отвода рабочей среды, торцы цилиндрических роликов выполнены сферическими с высотой сферы, равной 0,5 осевого зазора, а во впадинах наружного зубчатого венца на всю ширину ротора выполнены дополнительные пазы шириной, равной диаметру распределительных торцевых отверстий, и глубиной, обеспечивающей контакт пазов с этими отверстиями. The essence of the invention lies in the fact that in a hydraulic motor containing a stator with an internal gear rim, having teeth in the form of cylindrical rollers mounted with an axial clearance, installed inside the stator with the formation of working chambers, a rotor with an external gear rim, in the hollows of which grooves are made of width 2, 2-2.4 of the radius of the tooth of the rotor and a length of not more than 0.5 of the width of the rotor, and covers in contact with the ends of the stator, having channels for supplying and discharging the working medium and a system of distribution end holes that communicate with the working chambers channels for supplying and discharging the working medium, the ends of the cylindrical rollers are made spherical with a sphere height equal to 0.5 of the axial clearance, and additional grooves with a width equal to the diameter of the distribution end holes and a depth providing the contact of the grooves are made in the hollows of the outer ring gear over the entire width of the rotor with these holes.

Предлагаемая совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат. Выполнение торцев роликов сферическими с высотой сферы, равной 0,5 осевого зазора, снижает перетекание рабочей среды между рабочими камерами через зазоры между роликами и крышкой, что уменьшает расход рабочей жидкости и увеличивает КПД гидродвигателя. The proposed set of essential features allows to obtain the following technical result. The execution of the ends of the spherical rollers with a height of the sphere equal to 0.5 of the axial clearance reduces the flow of the working medium between the working chambers through the gaps between the rollers and the cover, which reduces the flow of working fluid and increases the efficiency of the hydraulic motor.

Кроме того, выполнение торцев роликов сферическими снижает потери мощности на преодоление трения в контактирующих поверхностях крышек и торцев роликов, что также ведет к увеличению механического КПД двигателя. In addition, the implementation of the ends of the spherical rollers reduces the power loss to overcome friction in the contacting surfaces of the covers and ends of the rollers, which also leads to an increase in the mechanical efficiency of the engine.

При этом обеспечивается лучшая приработка роликов к поверхности зубьев ротора, поскольку ролик контактирует с крышками в двух точках без осевого люфта. This ensures better running-in of the rollers to the surface of the teeth of the rotor, since the roller contacts the covers at two points without axial play.

Выполнение во впадинах наружного зубчатого венца на всю ширину ротора дополнительных пазов шириной, равной диаметру распределительных торцевых отверстий, и глубиной, обеспечивающей контакт пазов с этими отверстиями, снижает гидравлическое сопротивление протеканию рабочей среды к рабочим камерам благодаря увеличению площади сопряжения торцевых распределительных отверстий с полостями рабочих камер и исключению угла поворота распределительного канала в роторе. Указанное свойство заявляемого гидродвигателя также способствует увеличению КПД. The implementation of additional grooves in the hollows of the external gear rim over the entire width of the rotor with a width equal to the diameter of the distribution end holes and the depth providing contact of the grooves with these holes reduces the hydraulic resistance to the flow of the working medium to the working chambers due to the increase in the area of contact between the end distribution holes and the cavities of the working chambers and the exclusion of the angle of rotation of the distribution channel in the rotor. The specified property of the inventive hydraulic motor also contributes to an increase in efficiency.

Благодаря дополнительным пазам, выполненным на всю ширину ротора, обеспечивается возможность упругого изгиба зубьев ротора у основания, что повышает величину передаваемого крутящего момента за счет равномерного перераспределения нагрузки по зубьям и увеличивает плавность хода двигателя. Thanks to the additional grooves made over the entire width of the rotor, the possibility of elastic bending of the rotor teeth at the base is ensured, which increases the transmitted torque due to the uniform redistribution of the load across the teeth and increases the smoothness of the engine.

Возможность упругого изгиба зубьев позволяет обеспечить равномерное пятно контакта по всей длине зацепления ролика с зубом ротора, что снижает контактные напряжения в зацеплении и увеличивает ресурс гидродвигателя в целом. The possibility of elastic bending of the teeth allows for a uniform contact spot along the entire length of the engagement of the roller with the rotor tooth, which reduces contact stress in the engagement and increases the life of the hydraulic motor as a whole.

На фиг. 1 изображен гидродвигатель со снятой крышкой; на фиг. 2 - элемент Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a hydraulic motor with the cover removed; in FIG. 2 - element B in FIG. 1; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1.

Гидродвигатель содержит статор 1 с внутренним зубчатым венцом, во впадинах которого установлены с осевым зазором и возможностью осевого вращения цилиндрические ролики 2, установленный внутри статора 1 с образованием рабочих камер 3 ротор 4 с наружным зубчатым венцом 5, во впадинах которого выполнены пазы 6 шириной 2,2-2,4 радиуса зуба ротора 4 и длиной не более 0,5 ширины ротора 4, а также крышки 7, 8, контактирующие с торцами статора 1, имеющие каналы подвода 9 и отвода 10 рабочей среды и систему распределительных торцевых отверстий 11, сообщающих камеры 3 с каналами 9, 10. The hydraulic motor comprises a stator 1 with an internal gear rim, in the hollows of which cylindrical rollers 2 are mounted with axial clearance and axial rotation, mounted inside the stator 1 to form working chambers 3, a rotor 4 with an external gear rim 5, in the hollows of which grooves 6 are made of width 2, 2-2.4 of the radius of the tooth of the rotor 4 and a length of not more than 0.5 of the width of the rotor 4, as well as the covers 7, 8, in contact with the ends of the stator 1, having channels for supplying 9 and the outlet 10 of the working medium and a system of distribution end holes 11, communicating kame s 3 to the channels 9 and 10.

Торцы роликов 2 выполнены сферическими с высотой сферы, равной 0,5 осевого зазора, а во впадинах зубчатого венца 5 ротора 4 на всю его ширину выполнены дополнительные пазы 12 шириной, равной диаметру отверстий 11, и глубиной, обеспечивающей контакт пазов 12 с отверстиями 11. The ends of the rollers 2 are made spherical with a height of the sphere equal to 0.5 of the axial clearance, and in the hollows of the ring gear 5 of the rotor 4, additional grooves 12 are made along the entire width thereof, with a width equal to the diameter of the holes 11 and a depth that makes the grooves 12 contact with the holes 11.

Гидродвигатель работает следующим образом. The hydraulic motor operates as follows.

Рабочая жидкость подается через канал подвода 9 и систему распределительных торцевых отверстий 11 в рабочие камеры 3, где создает одностороннее давление на ротор 4, под действием которого ротор 4 совершает вращательное движение. Слив рабочей жидкости из камер 3 осуществляется через систему отверстий 11 и канал отвода 10. Реверс гидродвигателя производится путем подачи рабочей жидкости через канал 10 и слив ее через канал 9. The working fluid is supplied through the supply channel 9 and the distribution of end holes 11 into the working chambers 3, where it creates one-way pressure on the rotor 4, under the action of which the rotor 4 rotates. The discharge of the working fluid from the chambers 3 is carried out through the system of holes 11 and the drain channel 10. The reverse of the hydraulic motor is performed by supplying the working fluid through the channel 10 and draining it through the channel 9.

Предлагаемый гидродвигатель может быть использован в различных областях промышленности и сельского хозяйства в качестве двигателя для привода рабочих органов машин, требующих низких оборотов и высокого крутящего момента. The proposed hydraulic motor can be used in various fields of industry and agriculture as an engine to drive the working bodies of machines that require low revolutions and high torque.

Claims

A hydraulic motor containing a stator with an internal gear rim having teeth in the form of cylindrical rollers mounted with an axial clearance, installed inside the stator with the formation of working chambers, a rotor with an external gear rim, in the hollows of which grooves are made with a width of 2.2-2.4 of the radius of the rotor tooth and a length of not more than 0.5 of the width of the rotor, and covers contacting the ends of the stator, having channels for supplying and discharging the working medium and a system of distribution end holes communicating working chambers with channels for supplying and discharging the working medium, characterized in that the ends of the cylindrical rollers are made spherical with a height of the sphere equal to 0.5 of the axial clearance, and additional grooves are made in the hollows of the outer gear ring along the entire width of the rotor with a width equal to the diameter of the distribution end holes and with a depth that ensures contact of the grooves with these holes .