SU1514246A3

SU1514246A3 - Поршневая ротационная машина

Info

Publication number: SU1514246A3
Application number: SU864028435A
Authority: SU
Inventors: Mishel Dreve
Original assignee: Mishel Dreve
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1986-10-11
Publication date: 1989-10-07
Also published as: US4815327A; DK486286A; NO165508B; NO165508C; EP0225834A1; FR2588617A1; DK486286D0; NO864069D0; CA1307163C; DE3665905D1; EP0225834B1; FR2588617B1; NO864069L; DK165063B; DK165063C

Description

Изобретение может быть использовано в объемных гидромашинах барабанного типа с качающимся узлом, предназначенных для перекачивания сред под высоким давлением, в особенности загрязненных жидкостей. Цель изобретения - повышение давления нагнетания и уменьшение массы машины. В кор-

09»

Фиг Ζ

3

1514246

4

пусе 1 неподвижно установлен блок цилиндров 2, в цилиндрических сверлениях 3 которого расположены с возможностью скольжения поршни 4. Поршни 4 связаны шатунами 5 с качающимся узлом 6.Узел 6 состоит из опоры 7 и наклонного диска с наклонной поверхностью 9, |перпендикулярной оси 10 узла 6 и образующей острый угол с осью 11 блока цилиндров 2. Узел 6 снабжен приводным пальцем 12, расположенным в диске 13 шестерни 14, установленной на подшипниках 15 роликового типа. Шестерня 14 входит в зацепление с боковым зуб- , чатым колесом 16, связанным с приводом двигателя. Диск жестко связан с

корпусом 1, снабженным крышкой 18. Центральная часть 19 диска 8 снабжена сферическим подшипником 20 с неподвижной сферической цапфой 21, установленной внутри него. Центральный угол подшипника 20 больше 180°.

Цапфа 21 жестко связана с полуосью, установленной вдоль оси 11 и закрепленной в центре блока цилиндров 2. Усилия, развиваемые давлением поршней 4 на диск, воспринимаются непосредственно противодействующим усилием, возникающим от действия блока цилиндров 2 на полуось 22, и не передаются на корпус 1. 19 з.п.ф-лы,

8 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к объемным гидромашинам барабанного типа с качающимся узлом, предназначенным для 25 перекачивания сред под высоким давлением, в особенности загрязненных жидкостей и может найти применение в горнорудной или нефтяной промышленности. 39

Целью изобретения является повышение давления нагнетания жидкости при одновременном уменьшении массы машины.

На фиг. 1 представлена поршневая , ротационная машина, продольный разрез; на фиг. 2 - эксцентричный подшипник и сферический, шарнир с пальцем, вид с .торца¹, на фиг. 3 - блокировка от вращения наклонного диска с дд помощью бокового шйтуна', на фиг. 4 то же,, с помощью пары конических зубчатых колес; на фиг. 5 - ротационная машина с пальцем, выполненным в вцце полуоси, продольный разрез; на флг.6-45 качающий узел с составной опорой, соответствующей максимальному ходу поршней} на фиг. 7 - то же, с нулевым ходом поршней} на фиг. 8 - пример выполнения средства регулирования под-^д шипников.

Гидромашина состоит из неподвижно установленного в корпусе 1 блока цилиндров 2, в цилиндрических сверлениях 3 которого расположены с возможностью скольжения поршни 4, связанные шатунами 5 с качающимся узлом 6. Качающий узел 6 состоит из опоры 7 и наклонного диска 8 с наклонной поверхностью 9, перпендикулярной оси 10 качающего узла 6.

Наклонная поверхность 9 образует острый угол об с осью 11 неподвижного блока цилиндров. Качающийся узел 6 снабжен приводным пальцем 12, расположенным в диске 13 шестрни 14, установленной на подшипниках 15 роликового типа, входящей в зацепление с боковым зубчатым колесом 16, связанным с приводным валом 17 привода двигателя (не показан). Наклонный диск 8 жестко связан с корпусом 1, а последний снабжен крышкой 18.

Центральная часть 19 наклонного диска 8 снабжена сферическим подшипником 20 с неподвижной сферической цапфой 21, установленной внутри него, причем центральный угол р больше 180° например он может быть равен 250°. Сферическая цапфа 21 жестко связана с полуосью 22, установленной вдоль оси 11 блока цилиндров 2 и закрепленной в его центре 23.

Приводной палец 12 расположен в сферическом шарнире 24, установленном в подшипнике 25, заключенном в диске 13 шестерни 14, и ориентирован по оси 10, перпендикулярной наклонной поверхности 9 наклонного диска 8. Подшипник, 25, в котором располагается сферический шарнир 24, выполнен эксцентричным и снабжен устройством ,26 регулирования угла положения относительно диска 13. Устройство 26 регулирования угла положения эксцентричного подшипника 25 может, например, иметь восемь сверлений 27, рас1514246

пределенных по его периферии, тогда при установке болтов 28 крепления в сверления 27 можно выбирать с точностью до 1/8 оборота угловое положение сферического шарнира 24 в подшипнике 25 диска 13. Эксцентричность подшипника 25 позволяет при его повороте из одного углового положения в другое вокруг оси 11 изменять эксцентричность этой оси 11 по отношению к сферическому шарниру 24, что приводит к изменению угла наклона об. Наклонный диск 8 снабжен боковым шатуном 29, сферические концы 30 и 31 которого шарнирно соединены с диском 8 и корпусом 1 для жесткой связи его с последним, что предотвращает вращение диска 8 во время его зигзагообразного перемещения относительно опоры 7- качающегося узла 6. Наклонный диск 8 может быть снабжен парой 32 конических зубчатых колес, одно из которых, например, зубчатое колесо 33, установлено по периферии наклонного диска 8, а другое, например зубчатое колесо 34, жестко связано с корпусом 1 и ориентировано вокруг оси 11. При вращении шестерни 14 неподвижное зубчатое колесо 34 препятствует перемещению подвижного зубчатого колеса 33, при этом блокируется от вращения наклонный диск 8 качающегося узла 6.

Ротационная машина снабжена масляным насосом 35, выполненным в виде неподвижного сверления 36 в блоке цилиндров 2, который имеет элементы 37 возвратно-поступательного перемещения, содержащие поршень 38 с тягой 39, в которых выполнен сквозной канал 40. В масляном насосе 35 имеется обратный клапан 41. Масляный насос 35 установлен между передней поверхностью 42 наклонного диска 8 >и противоположной поверхностью 43 неподвижного блока цилиндров 2 .Во время качательного движения наклонного диска 8 поршню 38 через тягу 39 сообщается возвратнопоступательное перемещение. Смазка от'Любого·внешнего смазочного насоса (те показан) через отверстие 44 в масляном насосе 35, обратный клапан 41 и сквозной канал 40 в поршне 38 и тяге 39 поступает в канал 45 наклонного диска 8 к сферическому подшипнику 20. Смазка может проходить либо в гидростатике, либо в гидродинамике, в зависимости от случаев перемещения.

Полуось 22, установленная в центре 23 блока цилиндров 2, выполнена заодно со сферической цапфой 21. Полуось 22 и цапфа 21 снабжены центральным каналом 46, выполненным вдоль оси 11 с разветвлением в цапфе 21 на несколько радиальных каналов 47, выходящих на периферию в кольцевой зоне 48, для смазки сферического подшипника 20. Центральный канал 46. соединен с источником смазки (не показан) .

Корпус 1 машины имеет фланец 4$ и контрфланец 50, связанный с приводным валом 17, коаксиально расположенные относительно оси 11 неподвижного блока цилиндров 2. Взаимное ориентирование фланца 49 относительно контрфланца 50 допускает любое положение приводного вала 17. Ось 51, коаксиаль* ная с осью 11 и жестко соединенная с эксцентричным подшипником 25 диска 13 шестерни 14, может служить для привода тахометра или может также использоваться для подачи смазки сферического шарнира 24 приводного пальца 12.

Приводной палец 12 может быть выполнен в виде полуоси. Он связан со сферической цапфой 21, закреплен на крышке 18 и расположен вдоль оси 11 неподвижного блока цилиндров 2. Полуось 22 и палец 12 снабжены гайками 52 и 53 соответственно. Воздействуя на гайку.52, можно регулировать величину усилия тяги блока цилиндров 2,воспринимаемую полуосью 22. Гайка 53 позволяет фиксировать палец 12 относительно корпуса 1. Крышка 18 снабжена средством 54 предварительного нагружения сферического подшипника 20 и подшипников 55 и 56 роликового типа. Средство 54 предварительного нагружения может быть выполнено в виде комбинированной регулировочной прокладки, установленной между крышкой 18 и корпусом 1, толщина которой выбирается в зависимости от требуемых предварительных нагрузок. Кроме того, средство 54 предварительного нагружения может быть выполнено в виде коаксиального кольцевого гидроцилиндра 57 предварительного нагружения подшипников 55 и 56 роликового типа,расположенного между крышкой 18 и подшипником 55 роликового типа. Гидроцилиндр 57 выполнен в виде кольцевой Проточки в крышке 18. Внутри гидро7

1514246

8

цилиндра 57 скользцт кольцевой поршень 58. В полость 59, образованную между кольцевым дном 60 и поршнем 58, подается через·· отверстие 61 рабочая жидкость под давлением от внешнего источника давления (не показан). Таким образом, регулируется усилие, действующее на подшипники 55 и 56.

Опора 7 качающегося узла 6.может быть выполнена составной в виде двух деталей 62 и 63, опорные поверхности 64 и 65 которых имеют различные углы наклона, но, в то же время опорные поверхности перпендикулярны оси 66, которая образует с осью 11 угол, равный половине угла между осью 10 качающегося узла 6 и осью 11 блока цилиндров 2, т.е. угол равенОни соединены между собой средствами 67 крепления, например винтами, равномерно распределенными по кругу вокруг оси 66. При сборке качающегося узла 6, имеющего составную опору 7, определяют длину хода поршней 4, а зйтем закрепляют детали 62 и 63. Максимальный ход поршней 4 соответствует положению, изображенному на фиг. 6, положение нулевого хода достигается путем перемещения детали 63 на 180°относительно детали 62 так, чтобы поверхность 68, противоположная опорной поверхности 65, была перпендикулярна оси 11 блока цилиндров 2 (фиг.7). Возможно использование устройства непрерывного контроля с наружном управлением положения обеих деталей 62 и 63 (не показано).

Полуось 22 может быть установлена в осевом сверлении 69 блока цилиндрой 2 с зазором 70 и снабжена со .стороны качающегося узла 6 буртом 71, опирающимся на блок цилиндров 2, а с другой стороны - резьбой 72 под гайку 52. Кроме того, полуось 22 со сферической цапфой 21 и палец 12 могут быть выполнены в виде одной детали^ с образованием единого жесткого вала.

Корпус I может быть выполнен в виде двух деталей 73 и 74, снабженных кольцевыми фланцами, 75 и 76, расположенными концентрично оси 11 блока цилиндров 2, способных изменять свое угловое положение. Таким образом, можно выбирать угловое положение приводного вала 17 относительно оси 11.

Ротационная машина в режиме насоса работает следующим образом.

Приводной вал 17 с помощью бокового зубчатого колеса 16 и шестерни 14 приводит во вращение опору 7 качающегося узла 6. Ось 10 качающегося узла 6 представляет собой образующую, описывающую коническую поверхность вокруг оси 11 неподвижного блока цилиндров 2. Значение угла при вершине об может регулироваться в результате тщательного выбора углового положения пальца 12 в эксцентричном подшипнике 25.

Так как наклонный диск 8 заблокирован от вращения с помощью бокового шатуна 29 или пары 32 конических зубчатых колес 33 и 34, он описывает вокруг неподвижной оси 11 качательное движение, которое воздействует на поршни 4 и сообщает им возвратнопоступательное движение в цилиндрических сверлениях 3 блока цилиндров 2. Сила, вызываемая поршнями 4 из-за давления нагнетаемой жидкости, стремится вырвать Наклонный диск 8 из неподвижной сферической цапфы 21. Сфе рический подшипник 20, который замыкается вокруг неподвижной полуоси 22, противодействует этому вырыванию, вызывая трение главным образом в кольцевой зоне 48, поэтому к ней подводится смазка по каналам 47. Усилия, воспринимаемые наклонным диском 8, передаются на сферическую цапфу 21, которая переносит их через полуось 22 непосредственно на неподвижный блок цилиндров 2. Иными словами, усилия, развиваемые давлением поршней 4 на наклонный диск 8, воспринимаются непосредственно противодействующим усилием, возникающим от действия блока цилиндров 2 на полуось 22_л и они не передаются на корпус 1 насоса. Следовательно, этот корпус 1 может быть облегченным, что приводит к экономии металла. Даже при увеличении. давления нагнетания текучей среды, перекачиваемой поршнями 4, не оказывается никакого влияния на усилия, которым подвергается корпус 1.

Claims

Формула изобретения

1. Поршневая ротационная машина, в частности аксиально-поршневый насос, состоящая из установленного, в корпусе неподвижного блока цилиндров, в цилиндрических сверлениях которого установлены с возможностью скольже9

1514206

К)

ния поршни, связанные шатунами с качающимся узлом, состоящим из опоры и диска с наклонной поверхностью, перпендикулярной оси качающегося узла и образующей острый угол с осью неподвижного блока цилиндров, причем качающийся узел снабжен приводным пальцем, расположенным в диске шестерни на подшипниках роликового типа, входящей в зацепление с боковым зубчатым колесом, связанным с приводом двигателя, а наклонный диск жестко связан с корпусом, последний снабжен крышкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения давления нагнетания и уменьшения массы машины,центральная часть наклонного диска снабжена сферическим подшипником с неподвижной сферической цапфой, уста- ₍новленной внутри него, цричем центральный угол сферического подшипника больше 180°, а сферическая цапфа жестко связана с полуосью, установленной вдоль оси блока цилиндров и закрепленной в его цапфе.
2. Машина по п. ^отличающаяся тем, что центральный угол сферического подшипника равен 250°.
3. Машина по п, Г, отличающаяся тем, что палец расположен в подшипнике, установленном в диске, и ориентирован по оси, перпендикулярной наклонной поверхности диска.
4. Машина по п, 3, о т л и ч а тощая с я тем, что палец качающегося узла снабжен сферическим шарниром, установленным в диске шестерни.
5. Машина по пп.З и 4, отличающаяся тем, что сферический шарнир расположен в эксцентричном подшипнике, снабженном устройством регулирования угла положения относительно диска шестерни.
6. Машина поп. ^отличающаяся тем, что наклонный диск снабжен боковым шатуном для жесткой его связи с корпусом.
7. Машина поп. ^отличающаяся тем, что наклонный диск снабжен парой конических зубчатых колес, одно из которых установлено по периферии наклонного диска, а другое жестко связано с корпусом.
8. Машина по п. ^отличающаяся тем, что она снабжена масляным насосом с элементами возвратнопоступательного перемещения, установленным между передней поверхностью наклонного диска и противополож'т ной поверхностью неподвижного блока, для смазки сферического подшипника.
9. Машина поп. ^отличающаяся тем, что полуось и сферическая цапфа снабжены центральным каналом, выполненным вдоль оси с разветвлением в цапфе на несколько радиальных каналов, выходящих на ее периферию в кольцевой зоне, для смазки сферического подшипника.
10. Машина поп. 1, о т л и ч а ю* щ а я с я тем, что корпус снабжен флайцем и контрфланпем, связанным с приводным валом, коаксиально расположенными относительно оси неподвижного блока цилиндров.
11. Машина поп. 1, о т л и чающая с я тем, что палец выполнен

в виде полуоси, связанной со сферической цапфой, закрепленной на крышке и расположенной вдоль оси неподвижного блока.
12. Машина по π. 1, отличающаяся тем, что полуось и палец снабжены гайками.
13. Машина поп, 1, отличающаяся тем, что крышка снабжена средствами предварительного нагружения сферического подшипника, расположенными между крышкой и подшипниками роликового типа.
14. Машина по п.13, отличающаяся тем, что средства предварительного нагружения подшипника роликового типа выполнены в виде калиброванной регулировочной прокладки, установленной между крышкой и корпусом.
15. Машина поп. 13, отличающая с я тем, что средства предварительного нагружения подшипников роликового типа выполнены в виде коаксиального кольцевого гидроцилиндра предварительного нагружения.
16. Машина поп. 15, отличающаяся тем, что крышка снабжена каналом для подачи давления в полость кольцевого гидропилиндра от внешнего источника давления.
17. Машина поп. 1, отличающаяся тем, что опора выполнена в виде двух деталей, опорные поверхности которых имеют различные углы наклона, соединенные между собой средствами крепления.
18. Машина по π. II, о т л и чающая с я тем. что полуось уста] I

1514246

12

новлена в осевом сверлении блока цилиндров с зазором и снабжена со стороны качающегося узла буртом, опирающимся на блок цилиндров, а с другой стороны - резьбой под гайку.
19. Машина по π. 11, о т л и лающа я с я тем, что полуось со сферической цапфой и палец выполнены в виде одной детали.
20. Машина поп, I, отлича ю щ а я с я тем, что корпус выполнен в виде двух деталей, снабженных кольцевыми фланцами, расположенными концентрично оси блока цилиндров.

б

1514246

(Риг. 5

1514246

№7

1514246

Фи г. 8