SU857538A1 - Аксиально-поршнева гидромашина - Google Patents

Description

(54) АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВАЯ ГИДРОМАШИНА

1

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в машинах различного назначени , имеющих гидропривод , например в гидравлических одноковшовых экскаваторах, где примен ютс  двухпоточные аксиально-поршневые насосы.

Известна аксиально-поршнева  гидромашина , содержаш,а  корпус, наклонный блок цилиндров, поршни которого св заны с валом установленным в опорах и взаимодействуюш .им с соосно расположенным с ним выносным, имеюш,им хвостовик плунжером гидроцилиндра, св занного с напорной гидролинией гидромашины.

В этой гидромашине разгрузка опор осуществл етс  взаимодействующим с валом плунжерным цилиндром, причем плунжер жестко закреплен соосно на валу, а гильза цилиндра неподвижно на корпусе. Благодар  соосному расположению цилиндра снижаютс  скорости скольжени , утечки и износ элементов разгрузки, что положительно вли ет на надежность и долговечность работы машины 1.

Однако вследствие неизбежно имеющихс  неточностей при изготовлении, а также при прогибах нагруженного вала и износе

опор, ось вала, а вместе с ним ось плунжера, отклон етс  от оси гильзы, чему при угловых смещени х вала способствует жесткое крепление плунжера консольно на валу. Так как плунжер дл  обеспечени  надежного уплотнени  входит в полость гильзы с малым радиальным зазором на определенную длину, то при смещении плунжера на величину большую, чем зазор, что имеет место на практике , происходит заклинивание плунжера в гильзе или его изгиб. Усилие с г изгиба воспринимаетс  гильзой, что вызывает в ра10 боте износ деталей, повышение утечек и снижение КПД .(Гильза становитс  дл  вала третьей опорой, воспринимающей радиальную нагрузку). Все это снижает долговечность и надежность работы машины в целом.

Цель изобретени  - повышение надеж15 ности и долговечности гидромашины.

Указанна  цель достигаетс  тем, что, в валу выполнена глуха  расточка, в которой расположен хвостовик плунжера, имеющий на конце шарнир, расположенный в зоне по20 ниженной величины поперечного смещени  вала.

Кроме того, опоры вала выполнены в виде радиально-упорных подшипников качени , внутренние кольца которых в осевом направлении посто нно поджаты относительно своих наружных колец. На фиг. 1 изображена гидромашина, продольный разрез (разрез выполнен одного из блоков машины, включа  его подшипниковый узел; дл  упрощени  общий приводной вал и второй блок, установленный симметрично приводному валу и имеющий аналогичную конструкцию, не показаны); на фиг. 2 - схематически изображено положение деталей при смещении вала. Гидромащина имеет корпус 1, в котором в опорах 2 установлен вал 3 с фланцем 4, который св зан шарнирно с шатунами 5 поршней 6, вход щих в расточки наклонного блока 7 цилиндров, упирающегос  через распределитель 8 в крышку 9 корпуса 1. На противоположном фланцу 4 конце вала 3 установлена приводна  шестерн  10, св занна  с общим приводным валом (не показано ). В валу 3 выполнена глуха  расточка 11, в которой расположен хвостовик 12 плунжера 13, имеющий на конце шарнир 14, расположенный в зоне пониженной величины поперечного смещени  вала 3. Уплотн юща  часть плунжера 13 помещена с малым зазором на достаточную дл  надежного уплотнени  длину в гильзе 15 плунжерного гидроцилиндра , упирающуюс  неподвижно в корпус 1, что упрощает подвод жидкости. Полость гильзы 15 сообщаетс  трубопроводом 16 с напорной гидролинией машины. Опоры 2 выполнены в виде радиально упорных подщипников качени , наружные кольца которых зафиксированы относительно корпуса, а внутренние с одной стороны посто нно поджаты , благодар  взаимодействию с блоком 7 цилиндров, а с другой - тарельчатой пружиной 17. Предлагаема  гидромашина работает следующим образом. Поршни 6 через шатуны 5 воздействуют на фланец 4 вала 3. Возникающие при этом значительные усили , в том числе осевые, воспринимаютс  опорами 2. Подводима  в полость гильзы 15 рабоча  жидкость воздействует через плунжер 13 на шарнирную поверхность вала ,3 в противоположном направлении , чем и достигаетс  разгрузка опор 2. Диаметр плунжера 13 принимаетс  таким, чтобы разгружающа  сила всегда была меньше осевой силы, нагружающей подшипники на заданную величину (это условие достигаетс  тем, что давление в полости гильзы 15 практически равно давлению в полост х блока 7 цилиндров). Вследствие неизбежных неточностей при изготовлении ось вала 3 смещена относитель но оси гильзы 15. Это усиливаетс  также тем, что вал нагружен радиальными силами от поршней у зубчатого зацеплени , вызывающими прогиб вала и износ опор. По этим причинам величина смещени  относительно ОСИ гильзы 15.оси вала 3 на разных его участках различна (она может быть определена расчетным или экспериментальным путем). Поверхность днища расточки И вала 3, с которой взаимодействует плунжер 13, располагаетс  в зоне пониженной величины этих смещений (предпочтительнее там, где они минимальны). Расположение зоны минимальных смещений может .мен тьс  по длине вала 3 при изменении нагрузки но всегда находитс  в месте установки опор или между ними. Благодар  тому, что кольца подшипников посто нно поджаты, радиальный зазор в подшипниках при их износе компенсируетс , что снижает величину смещений оси вала 3 относительно оси гильзы 15. Посольку эта величина не может быть сведена к нулю, плунжер при взаимодействии с валом 3 при смещении его вплоть до предельно допустимого значени  (абсолютна  величина которого снижаетс  выщеупом нутыми мерами) имеет подвижность относительно гильзы 15 в пределах зазора между ними с учетом необходимой толщины масл ной пленки. Это достигаетс  изменением длины плунжерного цилиндра.L--, Из фиг. 2 видно, что (t где L - длина плунжерного цилиндра, м; 1 -длина уплотн ющей части между плунжером и гильзой, м; 5п предельно возможное (допустимое) поперечное смещение вала относительно Оси поверхности взаимодействи  с корпусом цилиндра (на чертеже - оси гильзы и отверсти  под нее в корпусе),м; D - внутренний диаметр гильзы, м; d - наружный диаметр плунжера, м; Преобразу  выражение (1), получим: L (vp. J D-d 2 ( При использовании .дл  расчетов длины цилиндра выражени  (2) следует учесть толщину масл ной пленки). Благодар  такому выполнению указанный зазор и длина уплотн ющей части могут иметь требуемую дл  надежного уплотнени  величину, однако возможность з м линивани  плунжера в гильзе при этом исключаетс  (гильза разгружена от действи  радиальных сил, вызывающих износ и утечки). Тем самым повышаетс  надежность и долговечность элементов гидростатической разгрузки опор при минимальном числе шарнирных соединений, что облегчает подвод жидкости под большим давлением от гильзы к смазываемой поверхности взаимодействи  цилиндра с валом. Это делает реальным практическое применение такой конструкции в отечественных гидромащинах указанного выше типа.

Согласно расчету, долговечность подшипникового узла машины возрастает не менее чем в 1,5 раза при практически неизменных габаритах и массе, что увеличивает долговечность всей машины и при цене издели , выпускаемого заводом-за вителем 1300руб., дает экономический эффект на 1 машину не менее 650 руб.

Claims (2)

1. Аксиально-поршнева  гидромашина, содержаща  корпус, наклонный блок цилиндров , поршни которого св заны с валом, установленным в опорах и взаимодействующим с соосно расположенным с ним выносным , имеющим хвостовик плунжером гидроцилиндра , св занного с напорной гидролинией гидромашины, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и долговечности в валу выполнена глуха  расточка, в которой расположен хвостовик плунжера, имеющий на конце шарнир, расположенный в зоне пониженной величины поперечного смещени  вала.

2. Гидромашина по п. 1 отличающа с  тем, что опоры вала выполнены в виде радиально упорных подшипников качени , внутренние кольца которых в осевом направлении посто нно поджаты относительно своих наружных колец.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Schlosser W. М J и др. The Service life of Axial Piston Pump with Anti Friction Bearings. Hydraulic pneumatic power London, 1968, Vol. 14, p. 640, fig. 18.