ШЕСТЕРЕННАЯ ГИДРОМАШИНА
GEAR HYDRAULIC UNIT

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различных машин, снабженных гидроприводом.
Известна шестеренная гидромашина, представленная в книге Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учеб. для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта и др. - 2-е изд. перераб. - М.: Машиностроение, 1982, описанная на стр.340-342 и показанная на рис.3.47. Такая гидромашина состоит из двух шестерен, находящихся в зацеплении и расположенных в камере, стенки которой охватывают их со всех сторон с малыми зазорами. По обе стороны области зацепления в корпусе имеются полости, соединенные с линиями высокого и низкого давления (всасывающая и нагнетательная полости). При вращении одной из шестерен происходит вращение другой, и захватываемая рабочая жидкость из всасывающей полости зубьями шестерен транспортируется по корпусу в нагнетательную полость гидромашины. Несмотря на свою эффективность работы, такая шестеренная гидромашина имеет ряд недостатков, заключающихся, например, в сравнительно высокой металлоемкости, недостаточной производительности, пульсации транспортируемого потока и т.д.
Известна также шестеренная гидромашина, описанная в патенте RU 2269031. Конструкция такой шестеренной гидромашины также представляет собой корпус, в котором подвижно размещены колеса с жестко к ним присоединенными тонкостенными пластинами образующими зубья шестерен. Колеса своими торцевыми поверхностями контактируют с боковыми дисками, которые в зоне полостей всасывания и нагнетания имеют углубления, позволяющие использовать транспортировку жидкости внутренними объемами зубьев. Несмотря на свою эффективность, и эта шестеренная гидромашина обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что заполнение внутренней полости зуба может быть затруднено.
Поэтому задачей предлагаемого изобретения является создание такой конструкции шестеренной гидромашины, у которой улучшается эффективность ее работы за счет повышения производительности и снижения пульсации потока рабочей жидкости подаваемой к исполнительному органу гидроагрегата, где она используется..
Поставленная задача решается тем, что у известной шестеренной гидромашины содержащей шестерни, зубья которых выполнены из тонкостенных пластин и расположены в камере образованной корпусом и боковыми дисками, на торцевых поверхностях которых в зонах всасывания и нагнетания расположены углубления, тонкостенные пластины выполнены из упругого материала и каждый зуб шестерен снабжен по высоте пазом конусообразной формы, расположенным в его центральной части и вершины последних направлены в сторону оси вращения каждой из шестерен, а линии сопряжения углублений и боковых дисков имеют криволинейную форму, причем, ширина зубьев шестерен от их делительной окружности в сторону головок за счет наличия упомянутых пазов выше, чем ширина ножки зуба.
На чертежах фиг.1 показан общий вид шестеренной гидромашины в разрезе, вид сбоку, на фиг.2 также показан общий вид шестеренной гидромашины, но в разрезе - вид сверху, на фиг.3 зуб шестерни, снабженный по своей высоте пазом конусообразной формы, на фиг.4 один из боковых дисков, имеющий криволинейную форму и на фиг.5 часть гидромашины с вырывом со стороны всасывающего патрубка.
Шестеренная гидромашина состоит из колес 1, которые снабжены зубьями 2, одно из которых с помощью шпонки 3 закреплено на приводном валу 4, а другое свободно установлено на оси 5. Колеса 1 беззазорно расположены между дисками 6 установленными в корпусе 7. Корпус 7 снабжен всасывающим патрубком 8 и нагнетательным патрубком 9, предназначенными для направления тока рабочей жидкости 10, а в дисках 6 выполнены углубления 11 переходящие по радиусам 12 из одной плоскости углублений 11 дисков 6 в их другую. Зубья 2 снабжены пазами конусообразной формы 13.
Работа шестеренной гидромашины происходит следующим образом. При подаче вращающего момента на вал 4 последний способствует вращению его колеса 1, а за счет того, что его зубья 2 связаны зацеплением с ответными, выполненными на другом колесе 1, то оба они вращаются с одинаковой угловой скоростью по стрелкам С. Такое вращение колес 1 способствует транспортировке рабочей жидкости 10 поступающей через всасывающий патрубок 8 по стрелке А по углублениям 11 и пазам конусообразной формы 13 в пустотелое пространство зубьев 2, в сторону нагнетательного патрубка 9. Как только каждый из зубьев 2 колес 1 выдут из области углублений 11 и их торцевые поверхности переместившись по радиусам 12 дисков 6 произойдет их упругое сжатие по стрелкам Р (см. фиг.3) и пазы конусообразной формы 13 перекроются, образовав при этом цельные по своей длине зубья 2, исключая тем самым истечение рабочей жидкости 10 из внутренней полости последних в их межзубовое пространство. Дальнейшее же движение зубьев 2 по стрелкам С приводит к тому, что последовательно каждый из них поступает в область углублений 11 нагнетательного патрубка 9 и тогда под действием упругих сил ранее сжатые зубья 2, пространством образованным дисками 6, они также упруго деформируются по стрелкам К (см. фиг.3) и занимают положение при котором паз конусообразной формы 13 становится раскрытым. Следовательно, при таком положении зубьев 2 под действием центробежных сил рабочая жидкость 10 истекает в нагнетательный патрубок 9 не только через торцевые части зубьев 2, но и через пазы конусообразной формы 13, способствуя тем самым их эффективную очистку от последней. Далее описанные процессы могут повторятся неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как наличие паза конусообразной формы позволяет более эффективно, как заполнять рабочей жидкостью полые зубья со стороны всасывающего патрубка гидромашины, так и освобождаться от нее в зоне ее нагнетательного патрубка.