RU2466295C2

RU2466295C2 - Hydraulic motor

Info

Publication number: RU2466295C2
Application number: RU2010147780/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Соболев (RU); Алексей Александрович Соболев
Original assignee: Алексей Александрович Соболев
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2012-11-10
Also published as: RU2010147780A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: hydraulic motor includes housing 1 with cover plates, inside which piston 2 is installed so that working chambers are formed. Piston 2 performs simultaneous oscillating and back-and-forth movements. The above movements are converted to rotation of output shaft 4 owing to eccentric 3 rigidly attached to output shaft 4 and having the possibility of free rotation inside piston 2. Working fluid is supplied through the channel in output shaft 4 to working cavity of eccentric 3 distributing the fluid supplied to the working chambers, and pressure release from working volumes of hydraulic motor is performed through empty cavity of eccentric 3.

EFFECT: simpler design of hydraulic motor and higher operating reliability.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве силового элемента машин и механизмов, а также в качестве насоса.The invention relates to mechanical engineering and can be used in all sectors of the economy as a power element of machines and mechanisms, and also as a pump.

Известен гидромотор (см. Б.Н.Бирюков "Роторно-поршневые гидравлические машины", М., Машиностроение, 1972 г., стр.25, рис.13), содержащий статор с внутренним зубчатым венцом, установленный внутри статора с образованием рабочих камер ротор с наружным зубчатым венцом и крышки, в одной из которых имеются каналы подвода-отвода рабочей среды и распределительные каналы.A hydraulic motor is known (see BN Biryukov "Rotary-piston hydraulic machines", M., Mechanical Engineering, 1972, p. 25, Fig. 13), containing a stator with an internal gear ring mounted inside the stator with the formation of working chambers a rotor with an external gear rim and covers, in one of which there are channels for supplying and discharging the working medium and distribution channels.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что при работе известного гидромотора наблюдается повышенный износ контактирующих торцевых поверхностей крышки и ротора, противоположных относительно крышки с распределительными каналами.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the fact that during operation of the known hydraulic motor there is increased wear of the contacting end surfaces of the cover and rotor, which are opposite to the cover with distribution channels.

Известна также роторно-поршневая гидромашина (см. патент RU 2365788 С2), содержащая ротор с выступами и впадинами, и корпус с цилиндрическими выступами, входящими в зацепление с впадинами ротора, а выступы ротора не касаются цилиндрических выступов на корпусе с образованием минимально возможного зазора.Also known is a rotary piston hydraulic machine (see patent RU 2365788 C2) containing a rotor with protrusions and depressions, and a housing with cylindrical protrusions that engage with the rotor depressions, and the rotor protrusions do not touch the cylindrical protrusions on the housing with the formation of the smallest possible gap.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что изготовление известной роторно-поршневой гидромашины затруднено сложным профилем рабочих (контактирующих) поверхностей корпуса и ротора.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the fact that the manufacture of the known rotary piston hydraulic machine is complicated by the complex profile of the working (contacting) surfaces of the housing and rotor.

Известна также конструкция гидродвигателя (см. заявку на изобретение RU 94041445 А1 МПК6 F01C 1/10), содержащая статор с внутренним зубчатым венцом, установленный внутри статора с образованием рабочих камер ротор с наружным зубчатым венцом и крышки, контактирующие с торцами статора и ротора и имеющие каналы подвода-отвода рабочей среды и распределительные каналы, сообщающие рабочие камеры с каналами подвода-отвода рабочей среды, в статоре выполнены перепускные каналы, соединяющие между собой распределительные каналы крышек, расположенные соосно.A hydraulic motor design is also known (see patent application RU 94041445 A1 MPK6 F01C 1/10), comprising a stator with an internal gear rim installed inside the stator with the formation of working chambers, a rotor with an external gear rim and covers contacting the ends of the stator and rotor and having the channels for supplying and discharging the working medium and distribution channels communicating the working chambers with the channels for supplying and discharging the working medium, bypass channels are made in the stator connecting the distribution channels of the covers located coaxially.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что контакт ротора со статором происходит по образующими цилиндров, что значительно снижает долговечность работы гидродвигателя.For reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known device, the contact of the rotor with the stator occurs along the generatrix of the cylinders, which significantly reduces the durability of the hydraulic motor.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является конструкция гидродвигателя, содержащего блок с передней и задними стенками, внутри которого с образованием рабочих камер установлен поршень, совершающий орбитальные движения, указанные движения преобразуются во вращение коленчатого вала, а ориентация поршня достигается отдельным механизмом, выходящим за пределы блока (см. US 3990406 А, 09.11.1976, F01C 1/02).The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the design of a hydraulic motor containing a block with front and rear walls, inside of which a piston is installed to form working chambers, making orbital movements, these movements are converted into rotation of the crankshaft, and the orientation of the piston is achieved separately a mechanism that extends beyond the block (see US 3990406 A, 11/09/1976, F01C 1/02).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что элементы, ориентирующие поршень (см. US 3990406 фиг.1, фиг.9, фиг.10), вынесены за пределы блока и представляют отдельные элементы, а также отдельной системой клапанов для подачи и отвода жидкости, имеющей привод от коленвала, что усложняет конструкцию и снижает надежность.For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted as a prototype, the elements orienting the piston (see US 3990406 of FIG. 1, FIG. 9, FIG. 10) are taken out of the block and represent individual elements, as well as a separate valve system for supplying and discharging fluid, which is driven by a crankshaft, which complicates the design and reduces reliability.

Сущность изобретения заключается в следующем. Рабочая жидкость подается последовательно в рабочие объемы гидродвигателя за счет открытия впускных каналов эксцентриком, дополнительно выполняющего роль золотника, создавая в них избыточное давление, а из противоположных объемов жидкость сливается за счет открытия сливного канала эксцентриком, при этом поршень выталкивается в сторону рабочих объемов с открытыми отводными каналами, приводя во вращение эксцентрик с выходным валом.The invention consists in the following. The working fluid is supplied sequentially to the working volumes of the hydraulic motor due to the opening of the inlet channels by an eccentric, additionally acting as a spool, creating excess pressure in them, and from opposite volumes the liquid is drained by opening the drain channel by an eccentric, while the piston is pushed towards the working volumes with open drain channels, rotating the eccentric with the output shaft.

Технический результат - упрощение конструкции гидродвигателя и повышение надежности его работы.The technical result is to simplify the design of the hydraulic motor and increase the reliability of its operation.

Технический результат достигается в гидродвигателе, содержащем корпус с крышками, внутри которого с образованием рабочих камер установлен поршень, согласно изобретению поршень совершает одновременно качательное и возвратно-поступательное движения, а указанные движения преобразуются во вращение выходного вала за счет жестко соединенного с выходным валом эксцентрика, имеющего возможность свободного вращения внутри поршня, при этом рабочая жидкость подается через канал в выходном валу в рабочую полость эксцентрика, распределяющего поступающую в рабочие камеры жидкость, а сброс давления из рабочих объемов гидродвигателя осуществляется через холостую полость эксцентрика.The technical result is achieved in a hydraulic motor containing a housing with covers, inside of which a piston is mounted to form working chambers, according to the invention, the piston performs both oscillating and reciprocating movements, and these movements are converted into rotation of the output shaft by an eccentric rigidly connected to the output shaft, having the possibility of free rotation inside the piston, while the working fluid is fed through the channel in the output shaft into the working cavity of the eccentric, distributing stepping in the working fluid chamber, and depressurization of the working volumes of the hydraulic motor via the eccentric dummy cavity.

Кроме того, на его выходном валу устанавливается второй гидродвигатель, повернутый относительно первого на 180 градусов.In addition, a second hydraulic motor is installed on its output shaft, rotated 180 degrees relative to the first.

Между отличительными признаками и вышеизложенным техническим результатом существует причинно-следственная связь, заключающаяся в повышении долговечности гидродвигателя и надежности его работы за счет конструкции, обеспечивающей надежность работы при минимальном количестве деталей. Повышение плавности хода сдвоенного гидродвигателя достигается тем, что в один и тот же момент времени работают одновременно несколько рабочих объемов в разной фазе рабочего процесса.Between the distinguishing features and the above technical result, there is a causal relationship, which consists in increasing the durability of the hydraulic motor and the reliability of its operation due to the design, which ensures reliable operation with a minimum number of parts. Increasing the smoothness of the dual hydraulic motor is achieved by the fact that at the same moment in time, several working volumes are working simultaneously in different phases of the working process.

На чертеже представлено: на фиг.1 изображен общий вид гидродвигателя; на фиг.2 - разрез; на фиг.3 - общий вид сдвоенного гидродвигателя, на фиг.4 - продольный разрез гидродвигателя.The drawing shows: figure 1 shows a General view of the hydraulic motor; figure 2 is a section; figure 3 is a General view of a dual hydraulic motor, figure 4 is a longitudinal section of a hydraulic motor.

Гидродвигатель состоит из корпуса 1 с крышками 9, связанными посредством соединительных элементов 8, поршня 2, одного неподвижного относительно поршня разделителя 5 и нескольких подвижных разделители 6, баз разделителей 7, эксцентрика 3 и выходного вала 4. Внутри корпуса 1 установлен поршень 2 оригинальной формы, в пазы которого с образованием рабочих камер установлены один неподвижный относительно поршня разделитель 5 и несколько подвижных разделителей 6, в которых имеются отверстия, соединяющие рабочий объем с объемом внутри баз разделителей, ограниченным вторыми концами разделителей, установленных в пазы баз разделителей. Разделители совершают в этих пазах возвратно-поступательные движения. Поршень 2 совершает относительно центра базы неподвижного разделителя 5 одновременно качательное и возвратно-поступательное движения, при этом указанные движения преобразуются во вращение выходного вала 4 за счет жестко закрепленного на нем эксцентрика 3, установленного и имеющего возможность свободного вращения внутри поршня 2.The hydraulic motor consists of a housing 1 with covers 9 connected by connecting elements 8, a piston 2, one separator 5 stationary relative to the piston, and several movable dividers 6, separator bases 7, an eccentric 3 and an output shaft 4. A piston 2 of an original form is installed inside the housing 1, in the grooves of which, with the formation of the working chambers, one separator 5, which is stationary relative to the piston, and several movable separators 6, in which there are openings connecting the working volume with the volume inside the separator bases, are installed second, limited second ends of the separators installed in slots bases separators. Separators make reciprocating movements in these grooves. The piston 2 makes relative to the center of the base of the stationary separator 5 simultaneously rocking and reciprocating movements, while these movements are converted into rotation of the output shaft 4 due to the eccentric 3 rigidly fixed on it, installed and having the possibility of free rotation inside the piston 2.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Рабочая жидкость подается через канал на выходном валу 4 в полость эксцентрика 3, расположенную с его торца и предназначенную для подачи рабочей жидкости под давлением через канал в поршне 2 в рабочие объемы. Рабочая жидкость из этой полости подается в рабочий объем тогда, когда полость на эксцентрике 3 совпадает с каналом на поршне 2, ведущим к рабочему объему. Таким образом, вращаясь, жестко связанный с выходным валом 4 эксцентрик 3 через полость в нем, предназначенную для подачи рабочей жидкости, поочередно подает ее во все рабочие объемы, причем существуют такие углы поворота эксцентрика 3, когда полость открывает одновременно больше одного канала для подачи жидкости в рабочие объемы, что способствует более равномерному вращению выходного вала 4. На другом торце эксцентрика 3 расположена полость, зеркальная полости для подачи рабочей жидкости, служащая для отвода рабочей жидкости из рабочих объемов при их уменьшении. Рабочая жидкость отводится из рабочих объемов в эту полость тогда, когда эксцентрик 3, вращаясь, совмещает ее с каналом на поршне 2, ведущим к рабочему объему. Таким образом, вращаясь, жестко связанный с выходным валом 4 эксцентрик 3 отводит рабочую жидкость через отводные каналы на поршне 2 поочередно из всех рабочих объемов и далее через полость в эксцентрике 3, служащую для отвода жидкости, и через канал в выходном валу 4 жидкость выходит из двигателя.The working fluid is supplied through the channel on the output shaft 4 to the cavity of the eccentric 3 located at its end and intended for supplying the working fluid under pressure through the channel in the piston 2 to the working volumes. The working fluid from this cavity is fed into the working volume when the cavity on the eccentric 3 coincides with the channel on the piston 2 leading to the working volume. Thus, rotating, rigidly connected with the output shaft 4, the eccentric 3 through the cavity in it, designed to supply the working fluid, alternately delivers it to all working volumes, and there are angles of rotation of the eccentric 3, when the cavity opens simultaneously more than one channel for supplying fluid into the working volumes, which contributes to a more uniform rotation of the output shaft 4. At the other end of the eccentric 3 there is a cavity, a mirror cavity for supplying the working fluid, which serves to divert the working fluid from the working volumes when they are reduced. The working fluid is discharged from the working volumes into this cavity when the eccentric 3, rotating, combines it with the channel on the piston 2 leading to the working volume. Thus, rotating, rigidly connected with the output shaft 4, the eccentric 3 discharges the working fluid through the outlet channels on the piston 2 in turn from all the working volumes and then through the cavity in the eccentric 3, which serves to drain the fluid, and through the channel in the output shaft 4, the fluid exits engine.

Жидкость по каналу в поршне 2 поступает в рабочий объем гидродвигателя, создавая избыточное давление, выталкивает поршень 2 и приводит во вращение эксцентрик 3 и жестко связанный с ним выходной вал 4. Разделитель 5, жестко закрепленный в поршне 2 и контактирующий с базой разделителей 7 с возможностью возвратно-поступательного перемещения, выполняет роль базового направляющего элемента гидродвигателя. Два разделителя 6 имеют возможность качательного движения внутри поршня 2 и возвратно-поступательного движения внутри баз разделителей 7, выполняют роль элементов, разделяющих рабочие объемы гидродвигателя. Также в разделителях имеются отверстия, соединяющие рабочие объемы с полостью внутри баз разделителей и служащие для предотвращения гидроудара внутри баз разделителей и увеличения плавности хода гидродвигателя. Сброс давления из рабочих объемов гидродвигателя производится через холостую полость эксцентрика 3, расположенную с другого торца эксцентрика 3 относительно его рабочей полости.The liquid through the channel in the piston 2 enters the working volume of the hydraulic motor, creating excessive pressure, pushes the piston 2 and rotates the eccentric 3 and the output shaft 4 rigidly connected to it. The separator 5, rigidly fixed in the piston 2 and in contact with the base of the separators 7, can reciprocating movement, acts as a basic guide element of the hydraulic motor. Two separators 6 have the possibility of rocking movement inside the piston 2 and the reciprocating movement inside the bases of the separators 7, act as elements that separate the working volume of the hydraulic motor. The separators also have openings connecting the working volumes with the cavity inside the bases of the separators and serve to prevent water hammer inside the bases of the separators and increase the smoothness of the hydraulic motor. The pressure is released from the working volumes of the hydraulic motor through the idle cavity of the eccentric 3 located at the other end of the eccentric 3 relative to its working cavity.

Claims

1. A hydraulic motor containing a housing with covers, inside of which a piston is installed with the formation of working chambers, characterized in that the piston performs both swinging and reciprocating movements, and these movements are converted into rotation of the output shaft by an eccentric rigidly connected to the output shaft, having the possibility of free rotation inside the piston, while the working fluid is fed through a channel in the output shaft into the working cavity of the eccentric, which distributes the fluid entering the working chambers b, and pressure relief from the working volumes of the hydraulic motor is carried out through the idle cavity of the eccentric.

2. The hydraulic motor according to claim 1, characterized in that a second hydraulic motor is mounted on its output shaft, rotated 180 ° relative to the first.