шестеренная гидромашина с промежуточными телами

Формула изобретения

1. Шестеренная гидромашина планетарного типа, содержащая некруглые солнечные колеса для внутреннего и внешнего зацепления и сопряженные с ними сателлиты, торцевую крышку, отличающаяся тем, что на солнечных колесах зубья выполнены в виде промежуточных тел, например роликов, закрепленных на колесах сепараторами, снабженными гнездами для промежуточных тел, причем на солнечном колесе для внутреннего зацепления сепараторы совмещены с торцевыми крышками, а на солнечном колесе для внешнего зацепления сепараторами являются два цилиндрических диска, неподвижно связанные с указанным колесом и помещенные с возможностью вращения в цилиндрические углубления на торцевых крышках.

2. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что каналы подвода и отвода рабочей жидкости выполнены на двух торцевых крышках.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к шестеренным гидромашинам и может быть использовано в гидросистемах различного назначения в качестве насоса или гидродвигателя.

Известна шестеренная гидромашина [1], содержащая корпус, во внутренней полости которого установлены с возможностью вращения два некруглых (овальных) колеса. При вращении ведущего колеса, например, в режиме насоса им периодически отсекается и опорожняется некоторый объем, заключенный между внутренним круговым цилиндром корпуса и овальным колесом. За один оборот каждым из колес будут отсечены два таких объема, следовательно, за один цикл будут отсечены четыре таких объема. Указанная гидромашина, обладая рядом достоинств, вместе с тем содержит и недостатки, связанные со сложностью конструкции и разнопрофильными зубьями.

Известна шестеренная гидромашина [2] планетарного типа, содержащая некруглые солнечные колеса с внутренними и внешними зубьями и сателлиты, сопряженные с солнечными колесами. На торцевой крышке размещены подводящие и отводящие каналы рабочей жидкости. Пространство, заключенное между двумя соседними сателлитами и солнечными колесами, служит рабочей полостью. Устройство в режиме двигателя при неподвижном солнечном колесе с внутренними зубьями работает следующим образом. Рабочая жидкость, циклически попадая под давлением через подводящие каналы в рабочую полость и оказывая воздействие на детали, обрамляющие ее, расширяет объем рабочей полости. В результате расширения рабочей полости происходит вращение солнечного колеса с внешними зубьями.

Упомянутая шестеренная гидромашина, обладая лучшими энергетическими показателями, характеризуется наличием колес со сложными центроидами и разнопрофильными зубьями, что создает трудности в изготовлении.

Задача изобретения - упрощение конструкции и уменьшение затрат на изготовление.

Эта задача решается тем, что в шестеренной гидромашине планетарного типа, содержащей некруглые солнечные колеса для внутреннего и внешнего зацепления, сателлиты и две торцевые крышки с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, зубья на солнечных колесах выполнены в виде промежуточных тел, например роликов, закрепленных на колесах сепараторами. На солнечном колесе для внутреннего зацепления сепараторы совмещены с торцевыми крышками, а для другого солнечного колеса сепараторами служат два цилиндрических диска, связанные с указанным колесом неподвижно, причем диски-сепараторы помещены с возможностью вращения в цилиндрические углубления ("карманы") на торцевых крышках для герметизации рабочей полости, образованной парой соседних сателлитов и солнечными колесами.

На фиг. 1 показан общий вид шестеренной гидромашины с промежуточными телами и разрез Б-Б на фиг. 2, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из некруглого солнечного колеса 1 для внешнего зацепления, которое с роликами 2, с двумя цилиндрическими дисками 3 и валом 4 объединены в единое целое как сборочная единица; некруглого солнечного колеса 5 для внутреннего зацепления с роликами 6 и двумя торцевыми крышками 7, совмещенными с сепараторами для роликов 6; сателлитов 8 (в целях упрощения показаны только два), сопряженных с солнечными колесами 1 и 5 через ролики 2 и 6; крышек 9 (фиг. 2) со штуцерами 10 подвода рабочей жидкости. Ролики 2 и 6 закреплены на солнечных колесах 1 и 5 при помощи гнезд 11 (фиг. 2), предусмотренных на цилиндрических дисках 3, торцевых крышках 7 и на самых солнечных колесах 1 и 5. Кроме того, на торцевых крышках 7 размещены каналы 12 (фиг. 1) подвода рабочей жидкости. На каждой крышке 9 выполнена кольцевая проточка 13 (фиг. 2) для объединения каналов 12. Пространство, заключенное между двумя соседними сателлитами 8, солнечными колесами 1 и 5 с роликами 2 и 6, а также дисками 3 и торцевыми крышками 7, является рабочей полостью 14 (фиг. 1). Диски 3 помещены в цилиндрические углубления 15 (фиг. 2) на торцевых крышках 7 с возможностью вращения для герметизации рабочей полости 14. Все устройство в сборе по периметру стянуто болтами 16 (фиг. 2) и гайками 17.

Работа шестеренной гидромашины с промежуточными телами в режиме двигателя при неподвижном солнечном колесе 5 осуществляется следующим образом.

В зоне активного хода, когда подводящие каналы 12 не перекрыты сателлитами 8, рабочая жидкость из магистрали высокого давления через штуцер 10 (показано стрелкой F), кольцевую проточку 13 и подводящие каналы 12 поступает в рабочую полость 14. При этом сателлиты 8, взаимодействуя с роликами 2 и 6, создают момент, приводящий в движение солнечное колесо 1 с валом 4 (направление вращения показано стрелкой F). Кроме того, в результате непосредственного воздействия рабочей жидкости на солнечное колесо 1 возникает дополнительный движущий момент, совпадающий по направлению с предыдущим, так как вектор результирующей силы проходит вне оси вращения вала 4. При дальнейшем вращении солнечного колеса 1 с валом 4 подводящий канал 12 перекрывается сателлитом 8 и заканчивается фаза активного хода. После этого рабочая полость 14 соединяется с магистралью низкого давления через выпускающий канал 12 (показан пунктирной линией), который до сих пор был перекрыт сателлитом 8. В результате этого происходит вывод рабочей жидкости. Затем наступает фаза активного хода и т.д. Описанный процесс работы выполняет каждая пара сателлитов 8 (количество сателлитов в данном исполнении конструкции - 10) и поэтому движущий момент на валу 4 является суммарным.

Изменение направления вращения вала 4 осуществляется путем переключения каналов 12 (штуцеров 10) в магистрали высокого и низкого давления.

На основании предлагаемого устройства изготовлен опытный образец со следующими параметрами:

1. Количество сателлитов - 10.

2. Число зубьев сателлита - 10.

3. Диаметр начальной окружности сателлита, мм, - 16,6.

4. Ширина сателлита, мм, - 10.

5. Диаметр ролика, мм, - 3.

6. Количество роликов на солнечных колесах - 44 и 66.

7. Внешний диаметр гидромашины, мм, - 125.

Расчетные данные и лабораторные испытания показали, что применение роликов в качестве зубьев не нарушает зацепления колес. При подаче рабочей жидкости давления 10 МПа максимальный момент, замеренный на выходном валу, оказался не меньше 75 Нм, а величина пульсации момента на малых оборотах и без дополнительной маховой массы - не более 5%.

Источники информации.

1. Юдин Е.М. Шестеренные насосы. Основные параметры и их расчет. - М.: Машиностроение, 1964, с. 236.

2. RU, Патент N 1403993, кл. F 03 C 2/22, опубл. 1988.