электрогидравлический толкатель для привода колодочных тормозов

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТОЛКАТЕЛЬ ДЛЯ ПРИВОДА КОЛОДОЧНЫХ ТОРМОЗОВ, содержащий корпус, заполненный рабочей жидкостью, приводной реверсивный электродвигатель, цилиндр и поршень с штоком, центробежный насос, включающий в себе корпус со спрямляющими радиальными ребрами и рабочее колесо с лопатками, отличающийся тем, что лопатки рабочего колеса центробежного насоса выполнены радиально осесимметричными, причем каждая лопатка имеет симметрично расширяющийся к выходу профиль с углом выхода ₂, определяемым из соотношения 90 ₂ 130, и с отношением толщин на выходе и входе 1,5 - 5,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению. Толкатель может быть использован для привода пружинных колодочных тормозов грузоподъемных механизмов.

Известен электрогидравлический толкатель для привода колодочных тормозов, в котором рабочее колесо имеет прямые радиальные лопатки. Недостатком этого толкателя является высокая потребляемая мощность и низкий КПД. Его рабочее колесо с прямыми лопатками в условиях работы толкателя (в режиме нагнетания рабочей жидкости под поршнем при его подъеме и в режиме гидравлического торможения при достижении поршнем верхнего положения) имеет повышенные гидравлические потери и потери гидравлического торможения в межлопаточных каналах и в зазоре между лопатками и поверхностью корпуса насоса.

Наиболее близким техническим решением является электрогидравлический толкатель для привода колодочных тормозов, содержащий корпус, заполненный рабочей жидкостью, приводной реверсивный электродвигатель, цилиндр и поршень со штоком, центробежный насос, включающий корпус со спрямляющими радиальными ребрами и рабочее колесо с лопатками.

Недостатком толкателя являются повышенные гидравлические потери и потери гидравлического торможения в межлопаточных каналах рабочего колеса и повышенные объемные потери в зазоре между лопатками рабочего колеса и корпусом насоса в зоне наружного диаметра колеса.

Изобретение характеризуется тем, что лопатки рабочего колеса выполнены радиально осесимметричными, причем каждая лопатка имеет симметрично расширяющийся к выходу профиль с углом выхода ₂, определенным из соотношения 90^о ₂ 130^о, и соотношение толщин лопасти на выходе и входе соответственно 1,5 5,5. На фиг.1 изображен предлагаемый толкатель, продольный разрез; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1.

Толкатель содержит корпус 1, заполненный рабочей жидкостью. Корпус 1 снабжен в верхней части направляющей бобышкой для штока 2, соединенного с поршнем 3. Поршень размещен в цилиндре 4. Под поршнем расположен центробежный насос, состоящий из корпуса насоса 5 и рабочего колеса 6, смонтированного на валу приводного реверсивного электродвигателя 7. Рабочее колесо 7 снабжено радиальными осесимметричными лопатками, имеющими форму, расширяющуюся к выходу, с углом выхода ₂ в интервале 90^о ₂ 130^о. При этом соотношение толщин лопасти на выходе В_вых и входе В_вх соответственно значениям угла выхода находится в интервале 15 5,5. Корпус насоса 5 имеет радиальные осесимметричные ребра, расположенные в зоне наружного диаметра колеса 6.

Толкатель работает следующим образом.

В исходном положении поршень 3 и шток 2 находятся в нижнем положении. При включении двигателя рабочее колесо 6, вращаясь, создает давление жидкости под поршнем 3. Так как рабочее колесо 6 имеет радиальные осесимметричные лопатки, а корпус насоса 5 спрямляющие осесимметричные ребра, то величина давления не зависит от направления вращения. Давление рабочей жидкости, поток которой спрямляется ребрами корпуса насоса 5, перемещает поршень 3 со штоком 2 вверх. При этом рабочая жидкость из пространства под поршнем перетекает по каналам между цилиндром 4 и корпусом 1 к нижней части насоса. Поршень остается в верхнем положении все время, пока вращается ротор двигателя 7. При включении электродвигателя 7 рабочее колесо 6 останавливается. При остановке вращения рабочего колеса 6 избыточное давление жидкости исчезает и поршень 3 со штоком 2 под действием собственного веса и внешней нагрузки, действующей на шток 2 со стороны тормозного устройства, опускается в исходное положение. При опускании поршня 3 рабочая жидкость из-под него перетекает через рабочее колесо в пространстве над поршнем 3.

Таким образом, работа центробежного насоса толкателя, состоящего из рабочего колеса и корпуса насоса, характеризуется следующими режимами:

a) при включении толкателя в процессе подъема поршня насос работает с заданным напором и подачей жидкости в подпоршневое пространство. Одновременно геометрия рабочего колеса и корпуса насоса должны обеспечивать необходимую ско- рость нарастания напора и подачи для выполнения требований к быстродействию толкателя;

б) по достижении поршнем верхнего положения и прекращения движения подача насоса снижается почти до нулевого значения. Практически из-за наличия в гидравлической системе потерь подача имеет некоторое значение, т.е. насос в этом режиме работает на поддержание напора при очень малой подаче и на покрытие объемных и гидравлических потерь и потерь гидравлического торможения, в основном в зоне лопастей рабочего колеса и в зоне между рабочим колесом и направляющими ребрами корпуса насоса;

г) при отключении толкателя для выполнения требований к быстродействию возврата поршня в исходное состояние геометрия рабочего колеса и корпуса насоса должны обеспечивать быстрое снижение напора и быстрый переток жидкости через рабочее колесо.

Оптимизация геометрии лопаток рабочих колес для обеспечения минимальной потребляемой мощности толкателя может быть проведена при комплексном учете всех указанных режимов работы центробежного насоса в толкателе.

Экспериментальными исследованиями на опытных образцах толкателей установлено, что при значениях угла выхода ₂ в интервале 90^о ₂ 130^о и соответственно при соотношении толщин на выходе и входе в интервале 1,5 5,5 лопаток рабочего колеса достигается минимальная потребляемая мощность толкателя.