ПЛУНЖЕР АКСИАЛЬНО-ПЛУНЖЕРНОЙ ГИДРОМАШИНЫ
PISTON OF AXIAL PISTON HYDRAULIC MACHINE

Изобретение относится к аксиально-плунжерным гидромашинам постоянной и переменной подачи, применяющихся в качестве источников питания гидравлических систем наземных транспортных средств и спецтехники, а также в гидравлических системах авиационной техники.
Целью изобретения является снижение массогабаритных характеристик, при повышении надежности и ресурса.
Широко известен аксиально-плунжерный насос, содержащий качающий узел с плунжерами имеющими кольцевую полость. Качающий узел состоит из блока цилиндров (2) (фиг.1), установленного на вал (5), плунжеров (3) с установленными на них башмаками (4) и наклонной шайбы 1. Описываемая конструкция плунжера (фиг.2) имеет сферическую опору (6), шейку (7), цилиндрическую часть (8), канал (9) для подачи рабочей жидкости к сферическому шарнирному соединению плунжер-башмак и кольцевую полость 9.
Различают два основных исполнения плунжеров: конструкция с приварным дном (фиг.3) и конструкция с приварной цилиндрической оболочкой (фиг.4). Конструкция с приварным дном (фиг.3) состоит из корпуса плунжера (9) и приварного дна (12). Конструкция с приварной цилиндрической оболочкой (фиг.4) состоит из корпуса плунжера (9) и приварной цилиндрической оболочки (11).
При использовании известного технического решения использующего плунжера, показанные на (фиг. 3) и (фиг.4) шейка (7) подвергается воздействию наиболее высоких нагрузок. Для достижения приемлемых прочностных и ресурсных показателей шейку (7) делают максимально массивной, что ведет к увеличению веса конструкции.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому техническому решению являются конструкции, описанные патентами US3319575 16.05.1967 и US2016/0153431 A1.
2
Патент US3319575 описывает аналогичный плунжер аксиально-плунжерной гидромашины, содержащий сферическую опору, шейку, цилиндрическую часть, канал для подачи рабочей жидкости к сферическому шарнирному соединению плунжер-башмак и герметичную кольцевую полость, расположенную соосно оси плунжера начиная от сферы диаметра d (Фиг. 5, 6), отличающийся тем, что в нем не описывается конструктив и геометрия шейки плунжера, а описывает только наличие полостей и конструктивные методы их получения.
Патент US2016/0153431 A1 описывает аналогичный конструктив плунжера, не указывая на конструктив и геометрию шейки плунжера, а описывает только наличие и формы полостей, конструктивные методы их получения, а также конструкцию приварного дна со спиральным каналом.
Плунжеры, описанные патентами US3319575 16.05.1967 и US2016/0153431 А1, имеют малый вес за счет наличия кольцевой полости, но не использует потенциал снижения веса за счет оптимизации формы шейки плунжера при сохранении его прочностных и ресурсных характеристик.
Результат, который может быть достигнут с применением предлагаемого технического решения, заключается в придании шейки плунжера специальной геометрической формы, обеспечивающей высокие прочностные и ресурсные показатели при минимальном весе конструкции.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является снижение массы плунжера при обеспечении высоких прочностных и ресурсных показателей за счет геометрической формы шейки (7) и стенки (10) герметичной кольцевой полости (фиг. 2).
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан состав аксиально плунжерного насоса, на фиг. 2 показана конструкция плунжера, на фиг.3 и фиг.5 показана геометрическая форма шейки плунжера с приварным дном, на фиг.4 и фиг.6 показана геометрическая форма шейки плунжера с приварной цилиндрической оболочкой.
Сущность изобретения заключается в следующем:
Варианты конструкции и геометрические формы описываемых настоящим изобретением конструктивных элементов плунжера - шейки (7) и стенки (10) герметичной кольцевой полости (фиг. 2), полости плунжера показаны на (фиг. 3) и (фиг. 4).
2
1
2
2
1
1
3
1
2.
1
1
3
4
2
3
2
3
4
5
2
1
3
1
1
2
2
1
4
1
1
На (фиг.3) показана конструкция плунжера с приварным дном. Шейка начинается от сферы диаметра d (фиг. 5) и образована радиусами R и R, причем радиус R соединяется с диаметром d цилиндрической части плунжера, конической поверхностью K с углом конусности 60° относительно оси плунжера. Шейка имеет минимальный диаметр d в месте сопряжения радиусов R и R Место примыкания конической поверхности K к диаметру d цилиндрической части плунжера выполнено радиусом R. Стенка герметичной кольцевой полости начинается от диаметра d и образована двумя коническими поверхностями K и K, при этом ширина кольцевой полости определена размером w. Места сопряжений конических поверхностей K и K, образующих стенку герметичной кольцевой полости, выполнены радиусами R и R. Соотношения размеров шейки описываемого плунжера: d/d=0.7÷0.8, d/d=0.5, R/d=0.1÷0.13, R/d=0.2÷0.4, d/d=0.75÷0.85, w/d=0.2÷0.3.
2
1
2
2
1
1
3
1
2
1
1
3
4
6
2
1
3
1
1
2
2
1
4
1
1
На (фиг. 4) показана конструкция плунжера с приварной цилиндрической оболочкой. Шейка начинается от сферы диаметра d (фиг. 6) и образована радиусами R и R, причем радиус R соединяется с диаметром d цилиндрической части плунжера конической поверхностью K с углом конусности 60° относительно оси плунжера. Шейка имеет минимальный диаметр d в месте сопряжения радиусов R и R Место примыкания конической поверхности K к диаметру d цилиндрической части плунжера выполнено радиусом R. Стенка герметичной кольцевой полости начинается от диаметра d и образована плоской поверхностью перпендикулярной оси плунжера ограниченной R, при этом ширина герметичной кольцевой полости определена размером w. Соотношения размеров шейки описываемого плунжера: d/d=0.7÷0.8, d/d=0.5, R/d=0.1÷0.13, R/d=0.2÷0.4, d/d=0.75÷0.85, w/d=0.2÷0.3.
Отличием предлагаемого технического решения является оптимизация геометрической формы шейки плунжера с целью достижения высоких прочностных и ресурсных показателей при минимально возможном весе.