ШЕСТЕРЕННЫЙ ГИДРОМОТОР

Полезная модель относится к гидромоторам шестеренного типа, предназначенным для преобразования потока жидкости в механическую энергию на выходном валу, и может найти применение в гидромашиностроении, в частности, в гидроприводах объемного типа.
Известны различные модификации выпускаемых промышленностью гидромоторов типа ГМШ внешнего зацепления, представляющих собой шестерни внешнего зацепления, размещенные в корпусе с торцевыми крышками и сопряженные с крышками торцевыми или радиальными уплотнениями. Их недостатком является относительно низкий пусковой крутящий момент и КПД двигателя.
Известны различные шестеренные гидромоторы (патент РФ №2063553 от 14.03.94 г., описания изобретений к авторским свидетельствам №1783163 от 01.08.91 г., №1780558 от 19.03.91 г., №1183707 от 04.01.84 г. и др.), обеспечивающие повышение КПД, долговечности и безотказности работы двигателя за счет совершенствования торцевых компенсаторов или усложнения конструкций корпуса или подшипников, снижающих влияния перекосов и деформаций. К их недостаткам можно отнести сложность конструкции и недостаточно высокий КПД.
Наиболее близким к заявляемому является шестеренный реверсивный гидромотор (описание изобретения к авторскому свидетельству №1418490 от 29.10.86 г.). Гидромотор содержит шестерни внешнего зацепления, размещенные в цилиндрических расточках корпуса с образованием полостей нагнетания и слива, торцевые компенсаторы с эластичными манжетами, сопряженные с боковыми поверхностями шестерен. Эластичные манжеты установлены на нерабочей торцовой поверхности компенсаторов с образованием камер поджима, соединенных через обратные клапаны с полостью слива и дренажа. Недостатком данного гидромотора является сложность конструкции и недостаточно высокий КПД.
Заявляемый шестеренный гидромотор, как и известные, содержит шестерни внешнего зацепления, размещенные в корпусе с полостями нагнетания и слива и сопряженные с торцевыми крышками.
Задача, решаемая данной полезной моделью, заключалась в создании более простого по конструкции двигателя с более высоким КПД.
Техническим результатом полезной модели является повышение КПД двигателя.
Данный технический результат достигается тем, что валы шестерен расположены со смещением относительно центральной оси цилиндрического корпуса, при этом в торцевых крышках выполнены вырезы для перемещения валов.
За счет смещения центров валов шестерен появляется дополнительное плечо силы, что создает дополнительный крутящий момент (момент силы) двигателя и, соответственно, повышает его КПД.
Заявляемая модель поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 представлен продольный разрез гидромотора, на фиг.2 - вид сбоку гидромотора, на фиг.3 - схема подключения гидромотора к системе питания, на фиг.4-7 - схемы работы двигателя по тактам с указанием вектора приложения сил, на фиг.8 - схема приложения сил для определения вращающего момента двигателя.
Гидромотор содержит (см. фиг.1) цилиндрический корпус 1, в котором размещены шестерни 2 и 3, установленные на валах 4 и 5. Корпус 1 закрыт торцевыми (боковыми) крышками 6 и 7. Шестерни 2, 3 крепятся к валам 4 и 5 шпонками 8 и 9. Выходной конец вала 4 через шпонку 11 подсоединен к нагрузке (на чертеже не показано). Выходной конец вала 5 через шпонку 12 может быть соединен с устройством для отбора отработанной жидкости из гидромотора (на чертеже не показано). Вал 5 может быть выполнен без выходного конца. В качестве шестерен 2 и 3 могут быть использованы шестерни с мелким зубом, которые дают меньший расход рабочей жидкости, а также уменьшают перетечку рабочей жидкости по сопряженным поверхностям из полости нагнетания в полость слива.
Шестерни 2, 3 с валами 4, 5 образуют два ротора двигателя. В торцевых крышках 6 и 7 (см. фиг.2) выполнены вырезы 13 и 14 для перемещения валов 4 и 5. Корпус 1 может крепиться, например, к кроншнейну 15 или к любой опорной поверхности. Изготовлен опытный образец гидромотора.
Гидромотор работает следующим образом (см. фиг.3).
С гидроаккумулятора 16 через регулирующий клапан 17 рабочая жидкость под давлением поступает на вход гидромотора 18. Роторы 19 и 20 при этом (см. фиг.4) находятся в мертвой точке. Затем шестерни роторов 19 и 20 начинают вращаться, создавая на выходном валу 4 крутящий момент. При малейшем повороте шестерен роторов 19 и 20 появляется плечо силы, и за счет разности сил в зацеплении роторы 19 и 20 начинают вращаться: один опускается, второй поднимается. При этом объем в полостях нагнетания 21 и слива 22 гидромотора 18 не меняется, а вращающий момент увеличивается и достигает максимума (см. фиг.5), где сила Р в зацеплении ротора 19 равна , а ротора 20 равна Р. Накопленная энергия позволяет роторам 19 и 20 вращаться далее (см. фиг.6 и 7), расходуя минимум жидкости и потребляемой на вращение энергии. Схема приложения сил для определения вращающего момента двигателя показана на фиг.8.
Израсходованная жидкость из гидромотора 18 (см. фиг.3) поступает в бак 23, затем гидронасосом 24 через обратный клапан 25 перекачивается обратно в гидроаккумулятор 16. Избыточное давление гидроаккумулятора 16 сбрасывается в бак 23 через редукционный клапан 26. Гидромотор 18 с насосом соединен механическим приводом (на чертеже не показано), что обеспечивает постоянную работу гидромотора 18. Может быть установлен дополнительно второй гидромотор 27 и подключен к данной схеме.
Заявляемый шестеренный гидромотор прост по конструкции, имеет высокий КПД.