гидродвигатель

Формула изобретения

Гидродвигатель, содержащий корпус с оппозитными цилиндрами, в которых с образованием рабочих полостей установлены поршни, связанные зубчатыми рейками, взаимодействующими с зубчатым колесом выходного вала, подвижные упоры, снабженные приводами и установленные снаружи реек с возможностью силового взаимодействия с ними, каналы отвода и подвода рабочей жидкости, подключенные к переключателю потоков рабочей жидкости, два рычага, установленные на корпусе со смещением одних из их плеч внутрь корпуса, причем наружные плечи рычагов шарнирно связаны между собой, внутренние - установлены с возможностью взаимодействия с упорами реек, а один из рычагов посредством шатуна связан с рабочим органом переключателя потоков, а шатун выполнен с продолговатым отверстием и в нем размещен палец связанного с ним рычага, причем, по крайней мере, один из рычагов подпружинен к корпусу, отличающийся тем, что переключатель своими выводными линиями соединен с рабочими полостями оппозитных цилиндров через шестилинейный трехпозиционный распределитель, корпус которого снабжен тремя парами соосно расположенных двумя рядами в одной плоскости на равном расстоянии друг от друга радиальных отверстий, а плунжер снабжен двумя парами соосных радиальных отверстий, расположенных в той же плоскости на том же расстоянии между собой, что и соседние отверстия корпуса, и двумя расположенными по краям кольцевыми канавками, оси которых удалены от осей ближайших к ним отверстий на расстояние, равное расстоянию между отверстиями, каждые два отверстия плунжера, расположенные в одном ряду, соединены между собой продольными заглушенными с торцов отверстиями, при этом крайние отверстия каждого ряда отверстий корпуса, параллельного оси распределителя, сообщены с рабочими полостями одной из пар соосных оппозитных цилиндров, а среднее отверстие ряда - с цилиндром упора, воздействующего на рейку, размещенную в данной паре оппозитных цилиндров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидродвитателям и может быть использовано в поворотных исполнительных механизмах.

Известен гидродвигатель по патенту РФ 2003851, MKИ F 15 B 15/06, содержащий корпус с оппозитно закрепленными на нем гильзами, в которых установлены поршни, связанные зубчатыми рейками, периодически взаимодействующими при помощи управляемых гидроцилиндрами прижимов с зубчатым колесом, при этом рейки выполнены подпружиненными относительно последнего, установлены радиально подвижно, прижимы снабжены роликами, взаимодействующими с рейками, несоосные полости оппозитно расположенных гильз гидравлически связаны одна с другой, а каждая из оставшихся рабочих полостей связана со своим гидроцилиндром прижима и подключена к источнику питания.

Недостатком указанного гидродвигателя является переменность вопроса автоматического переключения потока жидкости при достижении поршнями крайних положений.

Отмеченного недостатка лишен гидродвигатель по патенту РФ 2073093 МКИ F 01 B 1/08, F 15 B 15/06, содержащий корпус с оппозитными цилиндрами, в которых с образованием рабочих камер установлены поршни, связанные зубчатыми рейками, взаимодействующими с зубчатым колесом выходного вала, подвижные упоры, снабженные приводами и установленные снаружи реек с возможностью силового взаимодействия с ними, каналы подвода и отвода рабочей жидкости, подключенные к переключателю потоков рабочей жидкости, при этом гидродвигатель снабжен двумя рычагами, установленными на корпусе со смещением одних их плеч внутрь корпуса, причем наружные плечи рычагов связаны между собой, внутренние установлены с возможностью взаимодействия с упорами реек, и один из рычагов посредством шатуна связан с рабочим органом переключателя потоков.

Недостатком известного гидродвигателя является невозможность его реверсирования, что ограничивает его функциональные возможности и снижает эффективность.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение реверсирования гидродвигателя.

Указанная задача решается за счет того, что у гидродвигателя, содержащего корпус с оппозитными цилиндрами, в которых с образованием рабочих полостей установлены поршни, связанные зубчатыми рейками, взаимодействующими с зубчатым колесом выходного вала, подвижные упоры, снабженные приводами и установленные снаружи реек с возможностью взаимодействия с ними, каналы отвода и подвода рабочей жидкости, подключенные к переключателю потоков рабочей жидкости, два рычага, установленные на корпусе со смещением одних из их плеч внутрь корпуса, причем наружные плечи рычагов шарнирно связаны между собой, внутренние - установлены с возможностью взаимодействия с упорами реек, один из рычагов посредством шатуна связан с рабочим органом переключателя потоков, а шатун выполнен с продолговатым отверстием и в нем размещен палец связанного с ним рычага, при этом, по крайней мере, один из рычагов подпружинен к корпусу, переключатель своими выводными линиями соединен с гидроцилиндрами упоров и с рабочими полостями оппозитных цилиндров, причем с последними - через шестилинейный трехпозиционный распределитель, корпус которого снабжен тремя парами соосно расположенных двумя рядами в одной плоскости на равном расстоянии друг от друга радиальных отверстий, а плунжер снабжен двумя парами ооосных радиальных отверстий, расположенных в той же плоскости на том же расстоянии между собой, что и соседние отверстия корпуса, и двумя расположенными по краям кольцевыми канавками, оси которых удалены от осей ближайших к ним отверстий на расстояние, равное расстоянию между отверстиями. Каждые два отверстия плунжера, расположенные в одном ряду, соединены между собой продольными заглушенными с торцов отверстиями, при этом крайние отверстия каждого ряда отверстий корпуса, параллельного оси распределителя, сообщены с рабочими полостями одной из пар соосных оппозитных цилиндров, а среднее отверстие ряда - с цилиндром упора, воздействующего на рейку, размещенную в данной паре оппозитных цилиндров.

НОВЫЕ СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ

1. Переключатель потоков рабочей жидкости своими выводными линиями соединен с рабочими полостями оппозитных цилиндров через шестилинейный трехпозиционный распределитель.

2. Корпус шестилинейного распределителя снабжен тремя парами соосно расположенных двумя рядами в одной плоскости на равном расстоянии друг от друга радиальных отверстий.

3. Плунжер шестилинейного распределителя снабжен двумя парами соосных радиальных отверстий, расположенных в той же плоскости на том же расстоянии между собой, что и соседние отверстия корпуса.

4. Плунжер шестилянейного распределителя снабжен двумя расположенными по краям кольцевыми канавками, оси которых удалены от oceй ближайших к ним отверстий на расстояние, равное расстоянию между отверстиями.

5. Каждые два отверстия плунжера, расположенные в одном ряду, соединены между собой продольными заглушенными с торцов отверстиями.

6. Крайние отверстия каждого ряда отверстий корпуса, параллельного оси распределителя, сообщены с рабочими полостями одной из пар соосных оппозитных цилиндров.

7. Среднее отверстие каждого ряда отверстий корпуса сообщено с цилиндром подвижного упора, воздействующего на рейку, размещенную в паре оппозитных цилиндров, сообщенных с крайними отверстиями данного ряда.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат заключается в реверсировании гидродвигателя и достигается за счет того, что

1) переключатель потоков рабочей жидкости своими выводными линиями соединен с рабочими полостями оппозитных цилиндров через шестилинейный трехпозиционный распределитель, что обеспечивает реверсирование гидродвигателя благодаря тому, что при соединении с линиями подвода-отвода рабочей жидкости гидросистемы рабочих полостей одной пары оппозитных цилиндров рабочие полости второй пары оппозитных цилиндров сообщаются между собой;

2) корпус шестилинейного распределителя снабжен тремя парами соосно расположенных двумя рядами в одной плоскости на равном расстоянии друг от друга радиальными отверстиями, что позволяет соединять распределитель с выводными линиями переключателя потоков, цилиндрами привода упоров и рабочими полостями оппозитных цилиндров гидродвигателя, обеспечивая во взаимодействии с плунжером необходимую схему соединения перечисленных цилиндров;

3) плунжер шестилинейного распределителя снабжен двумя парами соосных радиальных отверстий, расположенных в той же плоскости на том же расстоянии между собой, что и соседние отверстия корпуса, что позволяет при переводе плунжера в то или иное рабочее положение располагаться отверстиям плунжера соосно с радиальными отверстиями корпуса;

4) плунжер шестилинейного распределителя снабжен двумя расположенными по краям кольцевыми канавками, оси которых удалены от осей ближайших к ним отверстий на расстояние, равное расстоянию между отверстиями, что позволяет при расположении радиальных отверстий плунжера соосно с отверстиями двух пар соосных радиальных отверстий корпуса сообщать между собой радиальные отверстия третьей пары отверстий корпуса;

5) каждые два отверстия плунжера, расположенные в одном ряду, соединены между собой продольными заглушенными с торцов отверстиями, что позволяет при расположении радиальных отверстий плунжера соосно с отверстиями двух пар соосных радиальных отверстий корпуса сообщать последние, расположенные в одном ряду, между собой;

6) крайние отверстия каждого ряда отверстий корпуса, параллельного оси распределителя, сообщены с рабочими полостями одной из пар соосных оппозитных цилиндров, что позволяет в каждом рабочем положении плунжера сообщать рабочие полости одной из пар несоосных оппозитных цилиндров с линиями подвода-отвода рабочей жидкости гидросистемы при одновременном сообщении между собой рабочих полостей второй пары несоосных оппозитных цилиндров;

7) cреднее отверстие каждого ряда отверстий корпуса сообщено с цилиндром подвижного упора, воздействующего на рейку, размещенную в паре оппозитных цилиндров, сообщенных с крайними отверстиями данного ряда, что позволяет при сообщении рабочей полости одного из оппозитных цилиндров с линией подвода рабочей жидкости гидросистемы сообщать с указанной линией и цилиндр подвижного упора, воздействующего на рейку, размещенную в данном цилиндре, и вводить таким образом эту рейку в зацепление с зубчатым колесом выходного вала.

Подключение цилиндров гидродвигателя к переключателю потоков рабочей жидкости через предложенный шестилинейный распределитель с ручным управлением обеспечивает возможность реверсирования гидродвигателя путем направления рабочей жидкости в ту или иную пару несоосных оппозитных цилиндров при одновременном сообщении между собой другой пары цилиндров при установке плунжера распределителя в соответствующее рабочее положение. Изоляция сообщающихся между собой полостей цилиндров от полостей остальных цилиндров с помощью уплотнительных колец распределителя исключает протечку рабочей жидкости из сообщаемых полостей, обеспечивая надежную работу гидродвигателя.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид гидродвигателя; на фиг.2 - продольный разрез гидродвигателя; на фиг.3 - продольный разрез шестилинейного трехпозиционного распределителя.

Гидродвигатель содержит корпус 1, оппозитно закрепленные на нем цилиндры 2, 3, 4 и 5 с размещенными в них поршнями 6 и 7, связанными с зубчатыми рейками 8 и 9, взаимодействующими с зубчатым колесом 10 и упорами соответственно 11 и 12. Упоры 11 и 12 имеют тела качения (ролики) 13, расположенные по обе стороны от перпендикулярной рейкам радиальной оси 14 гидродвигателя, и связаны со штоками гидроцилиндров соответственно 15 и 16, закрепленных на корпусе 1, что обеспечивает перемещение упоров вдоль оси 14. Концы 17 реек 8 и 9 установлены в поршнях 6 и 7 подвижно и взаимодействуют с пружинами 18, которые отжимают рейки 8 и 9 от зубчатого колеса 10.

Линии подвода-отвода 19 и 20 рабочей жидкости гидросистемы гидродвигателя подведены к переключателю 21 потоков рабочей жидкости, привод которого осуществляется с помощью рычагов 22 и 23, взаимодействующих своими плечами, выведенными внутрь корпуса 1, с упорами 24, 25, 26 и 27, закрепленными на рейках 8 и 9. Рычаги 22 и 23 установлены на корпусе 1 и шарнирно соединены между собой, причем для обеспечения возможности поворота рычагов отверстие 28 в одном из них, например 23, выполнено продолговатым. Рычаг 22 с помощью шатуна 29 соединен с золотником 30 переключателя 21. Отверстие 31 шатуна 29 выполнено продолговатым. Рычаг 23 снабжен пружиной 32, неподвижный конец которой закреплен на корпусе I. Упоры 24, 25, 26 и 27 выполнены с возможностью перемещения вдоль реек с целью регулировки момента переключения потока рабочей жидкости.

Для обеспечения реверсивности гидродвигателя подача рабочей жидкости от переключателя 21 к цилиндрам 2, 3, 4 и 5 осуществляется через шестилинейный трехпозиционный распределитель 33. Корпус 34 распределителя 33 снабжен шестью радиальными отверстиями 35, 36, 37, 38, 39 и 40, расположенными в диаметральной плоскости распределителя попарно соосно. Пары соосных отверстий размещены на равном расстоянии друг от друга. Плунжер 41 распределителя 33 снабжен двумя парами соосных радиальных отверстий 42, 43, 44 и 45, расположенных соответственно соседним отверстиям корпуса так, что в крайних (рабочих) положениях плунжера 41 его радиальные отверстия сообщаются с отверстиями одной из двух соседних пар корпуса 34. Каждые два отверстия плунжера 42 и 44, 43 и 45, расположенные в одном ряду, сообщены между собой продольными заглушенными с торцов отверстиями 46 и 47. Плунжер 41 снабжен также двумя кольцевыми канавками 48 и 49, оси которых удалены от осей соседних отверстий на расстояние, равное расстоянию между парами отверстий. Корпус 34 закрыт крышками 50 и 51.

В среднем (нейтральном) положении плунжера 41 все радиальные отверстия корпуса 34 перекрыты цилиндрической поверхностью плунжера 41 и разобщены друг с другом. Каждая из канавок 48 и 49 в рабочих (крайних) положениях плунжера 41, когда одна из них (на фиг.З канавка 48) расположена напротив отверстий корпуса 34, изолирована от соседних полостей распределителя с помощью уплотнительных колец 52 и 53.

Перемещение плунжера производится связанной с ним рукояткой (не показана). Фиксация плунжера в нейтральном или рабочих положениях осуществляется с помощью известных фиксирующих устройств (не показаны).

Выводные линии 54, 55, 56 и 57 переключателя 21 соединены соответственно с центральными отверстиями 36 и 39 распределителя 33 и с гидроцилиндрами 15 и 16 упоров 11 и 12. Рабочие полости цилиндров 2 и 5 линиями 58 и 59 соединены с отверстиями 35 и 37 распределителя, размещенными в том же ряду, что и отверстие 36, соединенное линиями 54 и 56 с цилиндрам 15 упора 11, воздействующего на рейку 8. Рабочие полости цилиндров 3 и 4 линиями 60 и 61 соединены с отверстиями 40 и 38 распределителя так, что несоосные оппозитные цилиндры 2 и 4 линиями 58 и 61 соединены с парой соосных отверстий 35 и 38, а цилиндры 3 и 5 линиями 60 и 59 - с парой соосных отверстий 37 и 40.

Гидродвигатель работает следующим образом.

При нахождении плунжера 41 распределителя 33 в одном из рабочих положений (на фиг.3 - в правом) поступающая по линии 19 в переключатель 21 рабочая жидкость направляется им в цилиндры 3, 5, 15 и 16 гидродвигателя попеременно по линиям 54 и 55. При направлении рабочей жикости по линии 54 она по линии 56 поступает в рабочую полость цилиндра 15, а через отверстия 36, 42, 46, 44 и 37, линию 59 - в рабочую полость цилиндра 5. Рейка 8 штоком цилиндра 15 через упор 11 вводится в зацепление с зубчатым колесом 10 и, перемещаясь вместе с поршнями 6, вращает зубчатое колесо 10 (на фиг.2 - против часовой стрелки). При этом рабочие полости цилиндра 16 линиями 57 и 55, а цилиндра 3 - линиями 60 и 55 через отверстия 40, 45, 47, 43 и 39 распределителя 33, переключатель 21, линию 20 сообщаются со сливной магистралью гидросистемы. Одновременно с началом движения рейки 8 рабочая жидкость из полости цилиндра 2 по линии 58 выдавливается в связанную с ним через отверстия 35 и 38 канавку 48, линию 61 полость цилиндра 4, перемещая вместе с поршнями 7 синхронно и синфазно с рейкой 8 и рейку 9 вне зубчатого колеса 10. При приближении к своему крайнему положению рейка 8, упором 25 воздействуя на рычаг 22, поворачивает последний, а также связанный с ним рычаг 23. Завершая поворот под действием пружины 43, рычаг 22 быстро перемещает золотник 30, направляя поток рабочей жидкости в рабочие полости цилиндров 16 и 3 и соединяя одновременно рабочие полости цилиндров 15 и 5 со сливной магистралью. Рейка 9 стоком цилиндра 16 через упор 12 вводится в зацепление с зубчатым колесом 10. Одновременно под действием пружин 18 и радиальной составляющей усилия, действующего в зубчатом зацеплении (рейки 8 и зубчатого колеса 10), рейка 8 выводится из зацепления с зубчатым колесом 10. Рейка 9, перемещаясь вместе с поршнями 7, вращает зубчатое колесо 10 в первоначальном направлении (против часовой стрелки). Благодаря паретекаяию рабочей жидкости из полости цилиндра 4 в полость цилиндра 2 рейка 8 вне зубчатого колеса 10 синхронно и синфазно с рейкой 9 перемещается в исходное положение. При приближении к своему крайнему положению рейка 9, воздействуя упором 26 на рычаг 23, производит перемещение золотника 30 и переключение потока рабочей жидкости в рабочие полости цилиндров 15 и 5, после чего описанный цикл работы гидродвигателя повторяется.

При нахождении плунжера 41 распределителя 33 во втором рабочем положении (на фиг. 3 - в левом) обеспечивается реверсивная работа гидродвигателя (вращение зубчатого колеса в обратом направлении) благодаря подключению к выводным линиям 54 и 55 переключателя 21 цилиндров 2 и 4 вместо цилиндров 3 и 5, как в первом случае, описанном выше, и соединению между собой рабочих полостей цилиндров 3 и 5. Рабочая полость цилиндра 2 сообщается с линией 54 через линию 58, отверстия 35, 42, 46, 44 и 36 распределителя, а рабочая полость цилиндра 4 с линией 55 через линии 61, отверстия 38, 43, 47, 45, 40 распределителя 33. Рабочие полости цилиндров 3 и 5 сообщаются между собой через линии 60 и 59, отверстия 40 и 37, канавку 49. В остальном работа гидродвигателя происходит так же, как описано выше.