RU2499911C1

RU2499911C1 - Gear hydraulic unit

Info

Publication number: RU2499911C1
Application number: RU2012118805/06A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Сливинский; Леонид Алексеевич Савин; Алексей Викторович Карпачёв
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2013-11-27
Also published as: RU2012118805A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: gear hydraulic unit includes gears, teeth 2 of which are made of thin-wall plates and located in a chamber formed with a housing and side discs. Cavities are located on end surfaces of discs in suction and discharge zones. Thin-wall plates are made from elastic material and each tooth 2 of gears is equipped as to height with cone-shaped slot 3. Slot 13 is located in central part of tooth 2. Vertexes of slots 13 are directed towards rotation axis of each of the gears. Conjugation lines of cavities and side discs have curved shape. Width of teeth 2 of gears from their pitch line towards heads owing to availability of slots 13 is higher than width of tooth 2 root.

EFFECT: improving productivity of a hydraulic unit and reducing pulsations of working liquid flow supplied to an actuator of the hydraulic unit, where it is used.

5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различных машин, снабженных гидроприводом.The present invention relates to the field of engineering and can be used in the construction of various machines equipped with hydraulic drive.

Известна шестеренная гидромашина, представленная в книге Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учеб. для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта и др. - 2-е изд. перераб. - М.: Машиностроение, 1982, описанная на стр.340-342 и показанная на рис.3.47. Такая гидромашина состоит из двух шестерен, находящихся в зацеплении и расположенных в камере, стенки которой охватывают их со всех сторон с малыми зазорами. По обе стороны области зацепления в корпусе имеются полости, соединенные с линиями высокого и низкого давления (всасывающая и нагнетательная полости). При вращении одной из шестерен происходит вращение другой, и захватываемая рабочая жидкость из всасывающей полости зубьями шестерен транспортируется по корпусу в нагнетательную полость гидромашины. Несмотря на свою эффективность работы, такая шестеренная гидромашина имеет ряд недостатков, заключающихся, например, в сравнительно высокой металлоемкости, недостаточной производительности, пульсации транспортируемого потока и т.д.Known gear hydraulic machine, presented in the book Hydraulics, hydraulic machines and hydraulic drives. Textbook for engineering universities / T.M. Bashta et al. - 2nd ed. reslave. - M.: Mechanical Engineering, 1982, described on pages 340-342 and shown in Fig.3.47. Such a hydraulic machine consists of two gears that are meshed and located in a chamber, the walls of which cover them from all sides with small gaps. On both sides of the engagement area in the housing there are cavities connected to the high and low pressure lines (suction and discharge cavities). When one of the gears rotates, the other rotates, and the entrained working fluid from the suction cavity is transported by the teeth of the gears along the housing into the discharge cavity of the hydraulic machine. Despite its operational efficiency, such a gear hydraulic machine has several disadvantages, such as, for example, relatively high metal consumption, insufficient productivity, pulsation of the transported stream, etc.

Известна также шестеренная гидромашина, описанная в патенте RU 2269031. Конструкция такой шестеренной гидромашины также представляет собой корпус, в котором подвижно размещены колеса с жестко к ним присоединенными тонкостенными пластинами образующими зубья шестерен. Колеса своими торцевыми поверхностями контактируют с боковыми дисками, которые в зоне полостей всасывания и нагнетания имеют углубления, позволяющие использовать транспортировку жидкости внутренними объемами зубьев. Несмотря на свою эффективность, и эта шестеренная гидромашина обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что заполнение внутренней полости зуба может быть затруднено.A gear hydraulic machine is also known, described in patent RU 2269031. The design of such a gear hydraulic machine is also a housing in which the wheels are movably placed with rigidly attached thin-walled plates forming gear teeth. The wheels with their end surfaces are in contact with the side discs, which have recesses in the area of the suction and discharge cavities, which allow the use of fluid transportation by the internal volumes of the teeth. Despite its effectiveness, this gear hydraulic machine has a significant drawback, namely, that filling the internal cavity of the tooth can be difficult.

Поэтому задачей предлагаемого изобретения является создание такой конструкции шестеренной гидромашины, у которой улучшается эффективность ее работы за счет повышения производительности и снижения пульсации потока рабочей жидкости подаваемой к исполнительному органу гидроагрегата, где она используется..Therefore, the objective of the invention is the creation of such a design of a gear hydraulic machine, which improves its efficiency by increasing productivity and reducing the pulsation of the flow of the working fluid supplied to the actuator of the hydraulic unit, where it is used ..

Поставленная задача решается тем, что у известной шестеренной гидромашины содержащей шестерни, зубья которых выполнены из тонкостенных пластин и расположены в камере образованной корпусом и боковыми дисками, на торцевых поверхностях которых в зонах всасывания и нагнетания расположены углубления, тонкостенные пластины выполнены из упругого материала и каждый зуб шестерен снабжен по высоте пазом конусообразной формы, расположенным в его центральной части и вершины последних направлены в сторону оси вращения каждой из шестерен, а линии сопряжения углублений и боковых дисков имеют криволинейную форму, причем, ширина зубьев шестерен от их делительной окружности в сторону головок за счет наличия упомянутых пазов выше, чем ширина ножки зуба.The problem is solved in that the known gear hydraulic machine containing gears, the teeth of which are made of thin-walled plates and are located in the chamber formed by the housing and side disks, on the end surfaces of which in the suction and discharge zones are recesses, thin-walled plates are made of elastic material and each tooth the gears are equipped with a conical-shaped groove in height located in its central part and the vertices of the latter are directed towards the axis of rotation of each of the gears, and the lines the pairing of the recesses and the side discs are curved, and the width of the teeth of the gears from their pitch circle towards the heads due to the presence of the mentioned grooves is higher than the width of the tooth leg.

На чертежах фиг.1 показан общий вид шестеренной гидромашины в разрезе, вид сбоку, на фиг.2 также показан общий вид шестеренной гидромашины, но в разрезе - вид сверху, на фиг.3 зуб шестерни, снабженный по своей высоте пазом конусообразной формы, на фиг.4 один из боковых дисков, имеющий криволинейную форму и на фиг.5 часть гидромашины с вырывом со стороны всасывающего патрубка.In the drawings of FIG. 1, a sectional side view of the gear hydraulic machine is shown, in side view; FIG. 2 is also a general view of the gear hydraulic machine, but in section, is a top view, in FIG. 3, the gear tooth provided with a conical shape groove in its height, figure 4 one of the side disks having a curved shape and in figure 5 part of the hydraulic machine with a breakout from the side of the suction pipe.

Шестеренная гидромашина состоит из колес 1, которые снабжены зубьями 2, одно из которых с помощью шпонки 3 закреплено на приводном валу 4, а другое свободно установлено на оси 5. Колеса 1 беззазорно расположены между дисками 6 установленными в корпусе 7. Корпус 7 снабжен всасывающим патрубком 8 и нагнетательным патрубком 9, предназначенными для направления тока рабочей жидкости 10, а в дисках 6 выполнены углубления 11 переходящие по радиусам 12 из одной плоскости углублений 11 дисков 6 в их другую. Зубья 2 снабжены пазами конусообразной формы 13.The gear hydraulic machine consists of wheels 1, which are equipped with teeth 2, one of which is mounted on the drive shaft 4 with the help of a key 3, and the other is freely mounted on the axis 5. Wheels 1 are gaplessly located between the disks 6 installed in the housing 7. The housing 7 is equipped with a suction pipe 8 and a discharge pipe 9, designed to direct the flow of the working fluid 10, and in the disks 6 there are recesses 11 passing along radii 12 from one plane of the recesses 11 of the disks 6 to another. The teeth 2 are provided with conical grooves 13.

Работа шестеренной гидромашины происходит следующим образом. При подаче вращающего момента на вал 4 последний способствует вращению его колеса 1, а за счет того, что его зубья 2 связаны зацеплением с ответными, выполненными на другом колесе 1, то оба они вращаются с одинаковой угловой скоростью по стрелкам С. Такое вращение колес 1 способствует транспортировке рабочей жидкости 10 поступающей через всасывающий патрубок 8 по стрелке А по углублениям 11 и пазам конусообразной формы 13 в пустотелое пространство зубьев 2, в сторону нагнетательного патрубка 9. Как только каждый из зубьев 2 колес 1 выдут из области углублений 11 и их торцевые поверхности переместившись по радиусам 12 дисков 6 произойдет их упругое сжатие по стрелкам Р (см. фиг.3) и пазы конусообразной формы 13 перекроются, образовав при этом цельные по своей длине зубья 2, исключая тем самым истечение рабочей жидкости 10 из внутренней полости последних в их межзубовое пространство. Дальнейшее же движение зубьев 2 по стрелкам С приводит к тому, что последовательно каждый из них поступает в область углублений 11 нагнетательного патрубка 9 и тогда под действием упругих сил ранее сжатые зубья 2, пространством образованным дисками 6, они также упруго деформируются по стрелкам К (см. фиг.3) и занимают положение при котором паз конусообразной формы 13 становится раскрытым. Следовательно, при таком положении зубьев 2 под действием центробежных сил рабочая жидкость 10 истекает в нагнетательный патрубок 9 не только через торцевые части зубьев 2, но и через пазы конусообразной формы 13, способствуя тем самым их эффективную очистку от последней. Далее описанные процессы могут повторятся неоднократно.The operation of the gear hydraulic machine is as follows. When applying torque to the shaft 4, the latter contributes to the rotation of its wheel 1, and due to the fact that its teeth 2 are engaged by engagement with the counterparts made on the other wheel 1, they both rotate at the same angular speed along the arrows C. Such rotation of the wheels 1 facilitates the transportation of the working fluid 10 coming through the suction pipe 8 along arrow A along the recesses 11 and the grooves of the conical shape 13 into the hollow space of the teeth 2, towards the discharge pipe 9. As soon as each of the teeth 2 of the wheels 1 is blown out of the area the recesses 11 and their end surfaces having moved along the radii 12 of the disks 6, they will be elasticly compressed along the arrows P (see Fig. 3) and the grooves of the conical shape 13 will overlap, thus forming teeth 2, which are integral in their length, thereby eliminating the outflow of the working fluid 10 from the internal cavity of the latter into their interdental space. Further movement of the teeth 2 along the arrows C leads to the fact that each of them enters the region of the recesses 11 of the discharge pipe 9 and then under the action of elastic forces the previously compressed teeth 2, the space formed by the disks 6, they are also elastically deformed along the arrows K (see Fig. 3) and occupy a position in which the groove of the conical shape 13 becomes open. Therefore, with this position of the teeth 2 under the action of centrifugal forces, the working fluid 10 flows into the discharge pipe 9 not only through the end parts of the teeth 2, but also through the grooves of the conical shape 13, thereby contributing to their effective cleaning from the latter. The following processes may be repeated more than once.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как наличие паза конусообразной формы позволяет более эффективно, как заполнять рабочей жидкостью полые зубья со стороны всасывающего патрубка гидромашины, так и освобождаться от нее в зоне ее нагнетательного патрубка.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, since the presence of a cone-shaped groove allows more efficient how to fill the hollow teeth with the working fluid from the suction pipe of the hydraulic machine and to get rid of it in the area of its discharge pipe.

Claims

A gear hydraulic machine containing gears, the teeth of which are made of thin-walled plates and are located in the chamber formed by the body and side disks, on the end surfaces of which in the suction and discharge zones are recesses, characterized in that the thin-walled plates are made of elastic material and each gear tooth is equipped with the height with a groove of a cone-shaped shape located in its central part and the vertices of the latter are directed towards the axis of rotation of each of the gears, and the interface lines of the recesses and ovyh discs have a curved shape, the width of the gear teeth of the pitch circle toward the head by the presence of the above-mentioned grooves than the width of the tooth base.