ГИДРОМОТОР НЕПОЛНОПОВОРОТНЫЙ

ГИДРОМОТОР НЕПОЛНОПОВОРОТНИЙ
Полезная модель относится к гидромашиностроению.а именно к объемным гидромашинам,точнее к объемному приводу,совершающему возвратно-поворотные движения.
Известны гидравлические устройства для перемещения органа из одного положения в другое с поворачивающимися лопастями,работающие под воздействием текучей среды (патенты CiA N N 3688645, 3979996,  г.). Конструктивно эти устройства представлены цилиндром,закрытым с торцев крышками,через которые пропущен вал с радиально прикрепленной к нему лопастью. Полость цилиндра в них разделена на две камеры. В одних контактирующими с валом неподвижной и подвижной лопастями. В других - подвижной лопастью и валом,помещенным в вершине угла секторной формы корпуса цилиндра. В последнем случае,преиму щества,возникающие из-за отсутствия неподвижной лопасти,не компенсируются расходами,связанными с изготовлением сложной формы корпуса. Требования,предъявляемые к работе данных устройств: отсутствие ударов подвижной лопасти о неподвижную и ударов,связанных с запором жидкости в полости цилиндра,равномерность движения подвижной лопасти за время всего цикла перемещения. Особенно высоки требования,предъявляемые к моменту остановки подвижной лопасти при приближении к неподвижной (или в момент достижения скошенной стенки корпуса как в патенте CIA Н 3688645). С одной стороны скорость на участке остановки должна быть достаточно большой,т.е. время торможения должно быть малым,а с другой - не должно происходить при этом
МКИ F15 в IS/iiH. i:)/04
резкого повышения давления жидкости в полости цилиндра,приво дящего .в противном случае, к выходу из строя цилиндра или сопряженных с ним механизмов.
Задача понижения давления жидкости внутри полости цилиндра в момент остановки поворотной лопасти,в зарубежных объектах ре шена разными средствами,основное среди которых - установка предохранительного клапана и дросселя. К таким объектам относится изобретение,раскрытое в патенте Clfl N 4009639 (Изобре тения за рубежом, М.,ЦНИИГ1И, N 9,19 г.,стрЛЗ) и принятое заявителем в качестве прототипа.
Прототип неполноповоротного гидромотора состоит из корпуса цилиндрической формы, закрытого с торцев крышками, через которые пропущен вал. Внутренняя полость цилиндра разделена неподвижной и подвижной лопастями на две полости.Лопасть,закрепленная на валу,может совершать возвратно-поворотные движения между двумя крайними положениями неподвижной лопасти. Впускной и выпускной каналы имеют один конец.выходящий наружу корпуса. Каждый канал заканчивается окном,сообщающим канал с соответствующей камерой гидромотора. Окна расположены так,что они закрываются телом подвижной лопасти при ее приближении к крайним положениям. Пара дроссельных клапанов,помещенная в соответствующих каналах,сообщается с соответствующими камерами в области между неподвижной лопастью и крайним положением подвижной лопасти. Клапаны осуществляют дросселирование потока жидкости при опорожнении соответствующей камеры после того, как ее окна закрываются подвижной лопастью. В одной из боковых крышек корпуса установлены два предохранительных клапана, каждый из которых сообщается с одной из камер гидромотора и ограничивает повышение давления. Благодаря такому устройству после перекрытия окна давление в камере быстро повышается из-за дросселирования слива и осуществляется быстрое
торможение подвижной лопасти без возможности повреждения гидромотора .так как повышение давления быстро ограничивается предохранительным клапаном,который расположен в зоне повыше ния давления.
Данная конструкция неполноповоротного гидромотора име ет следующие недостатки:
-использование предохранительного клапана с целью ограниче ния повышения нарастающего скачком давления,предохраняет конструкцию от поломки,но усложняет ее изготовление,
-наблюдается меньшая скорость движения подвижной лопасти в момент отхода от неподвижной лопасти,что объясняется уменьшением сечения подводящего канала,т.к. рабочая среда подводится только через дроссель.
Таким образом, вынужденное использование регулируемого дросселя для сброса давления во время торможения подвижной лопасти,приводит к нежелательному удлинению времени поворота,за счет потерь времени в начале движения от крайнего положения неподвижной лопасти. К недостаткам нужно отнести и низ кий механический КПД гидромотора,в котором для герметизации подвижных стыков используются уплотнители из существующих современных эластичных материалов. Использование эластичных материалов в качестве подвижных уплотнителей ведет и к другим недостаткам. Это,прежде всего, быстрый износ уплотнений. Не достатки,порождаемые использованием эластичных материалов,объясняются высокой деформацией эластичных материалов,находящихся под большим давлением рабочей среды, и низкими механическими характеристиками современных эластичных материалов.
Технической задачей,на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является обеспечение безударного и равномерного движения лопасти на участке торможения,повышение его механического коэффициента полезного действия и надежноеДля решения пocтaвлeF нoй задачи в гидромоторе неполноповоротном,включающем установленный между торцевыми крышками корпус с неподвижной лопастью, прилегающей к валу, который жестко связан с подвижной лопастью, совершающей возвратно поворотные движения между крайними положениями, дроссели и подводяще-отводящие каналы рабочей жидкости, на торце тела подвижной лопасти выполнены канавки переменного сечения, а внутри тела подвижной лопасти размещены обратные клапаны.при чем входной канал каждого обратного клапана сообщен с соответствующим подводяще-отводящим каналом в крайних положе ниях подвижной лопасти, а в теле подвижной и неподвижной лопастей установлены подпружиненные уплотняющие лопатки.
Выполнение на торцах подвижной лопасти канавок переменного сечения приводит к тому.что перекрытие сечения сливного канала при приближении подвижной лопасти к крайнему положению происходит не мгновенно.а постепенно. При этом не наблюдается роста таких больших давлений.которые нужно было бы ограничивать сбросом жидкости через предохранительные клапаны.что и позволило отказаться от их установки. Наличие в теле подвижной лопасти обратных клапанов позволяет.в первый момент движения подвижной лопасти от крайнего положения.подвести давление рабочей жидкости по увеличенному сечению подводящего канала этого клапана.значительно превышающего сечение задросселированного канала в прототипе. Этому способствует расположение входного канала обратного клапана.совпадающее с подводяще-отводящим каналом.в момент нахождения подвижной лопасти у крайнего положения.
Устройство предлагаемого гидромотора неполноповоротного можно уяснить по прилагаемым чертежам.
На фиг.1 показан продольный разрез гидромотора неполно поворотного.
На фиг.2 - то же, поперечный разрез на фиг.1 В-В.
На фиг.З дан разрез на фиг.1 ft-A участка одной из крышек.
На фиг.4 показан разрез на фиг.2 Б-Б неподвижной и под вижной лопастей.
Гидромотор неполноповоротный содержит корпус 1,торцы которого закрыты крымками 2,3.Сквозь крышки 2,3 пропущен вал 4. В корпусе 1 размещена неподвижная лопасть 5. Вал 4 жестко связан с подвижной лопастью б,совершающей возвратно-поворотные движения между конечными положениями неподвижной лопасти 5. Для герметизации подвижных соединений неподвижной лопасти 5 с валом 4 и подвижной лопасти 6 с цилиндрической поверхностью корпуса 1 использованы подвижные уплотняющие лопатки , поджимаемые при помощи пружин 8.
В теле подвижной лопасти 6 установлены два обратных клапана 9, (один из которых показан на фиг. 4 позицией 9), представленные,например шариками,поджатыми к седлам пружинами 10,отверстия для установки указанных деталей закрываются пробками 11,являющимися опорой для пружин 10. В крышке 2 помещены дроссели 12 (по одному на каждую камеру). На торце подвижной лопасти 6 выполнены канавки переменного сечения 13(под углом от кромки лопасти 6).Такое конструктивное исполнение позволя ет иметь постепенно уменьшающуюся площадь проходного сечения для слива жидкости из замкнутого объема,после перекрытия торцем подвижной лопасти 6 каналов 14,15 в крышке 2 гидромотора. Каналы 14,15 попеременно являются то входом (подводом),то выходом (отводом) для рабочей жидкости, что позволило дать на
- 6 звание этим каналам 14.13 подводяще-отводящих.Дроссели 12 соединены через отверстия iQ,i7 с отводяще-подводящими каналами 14.15.
Работает гидромотор неполноиоворотный следующим образом.
За исходное положение нримем состояние гидромотора не полноповоротного в момент,изображенный на фиг. 2,3. т.е.будем считать,что подвижная лопасть 6 приближается к крайнему положению,а рабочая жидкость.вытесняясь через канал 14, нагнетается через канал 15. На фиг.4 показано,что подвижная лопасть 6 частично перекрыла своим торцем сливной канал 14.но рабочая жидкость имеет возможность из уменьшающейся полости гидромотора уходить через канавку переменного сечения 13. При этом происходит равномерное повышение давления,обеспечивающее постепенное торможение подвижной лопасти 6.Проникнуть жидкость в канал 14 через обратный клапан 9 не может,поскольку она будет прижимать шарик к седлу,запирая себе выход. Наконец,наступает такой момент,когда торец лопасти 6 полностью перекроет канал 14. В это время жидкость может выходить в канал 14 (см.Фиг.З) только через отверстия 16,17, при этом проходное сечение отверстия 17 регулируется дросселем 12, тем самым регулируется скорость торможения подвижной лопасти. Наличие дросселя 12 и канавки переменного сечения 13 предотвращают возникновение гидравлического удара.Итак,подвижная лопасть б достигла крайнего положения. Рассмотрим обратное движение,т.е. отход под вижной лопасти 6 от крайнего положения, т.е. от неподвижной лопасти 5. Рабочая жидкость, как известно, идет по пути наименьшего сопротивления,поэтому она из нагнетающего канала 14 частично идет через дроссель 12, где испытывает большое сопротивление. Основная ее масса,отжимая шарик от своего седла,попадает между стенками подвижной б и неподвиж- у ной 5 лопастей. Проходу жидкости из канала 14 через обратный клапан 9 способствует то обстоятельство,что входной канал это го обратного клапана 9 (см.фиг,4) совпадает с сечением канала 14 в момент нахождения подвижной лопасти 6 у неподвижной S, Смещаясь,подвижная лопаст fi находит канавкой переменного сечения 13 на сечение канала 14,увеличивая подачу жидкости. На конец, торцевая поверхность подвижной лопасти 6 полностью откроет канал 14, обратный клапан 9, выполнивший свою функцию, закроется подпружиненным шариком.Продолжая движение,подвижная лопасть б приблизится ко второму крайнему положению,к выпускному каналу 15. Цикл повторяется: будет происходить явление торможения,которое описано выше.
Равномерное,безударное движение,в момент торможения подвижной лопасти,при наличии возможности ускоренного движения ее в обратном направлении (с участка торможения),в сочетании с большим ресурсом работы,обеспечиваемым лопаточными герметизаторами подвижных частей,гарантируют широкое применение предлагаемого технического решения в автоматических линиях станков,например,в оснащении их транспортных средств.
Предложенный неполноповоротный гидромотор конструктивно прост и надежен в работе,чем выгодно отличается от известных подобных конструкций. Все это позволяет широко его применять вместо зубчато-реечных поворотных устройств,повышая надежность машин и механизмов при одновременном уменьшении их габаритов и веса.