RU2704509C1

RU2704509C1 - Hydraulic pump

Info

Publication number: RU2704509C1
Application number: RU2018146164A
Authority: RU
Inventors: Юрий Павлович Мурзин
Original assignee: Юрий Павлович Мурзин
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2019-10-29

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used for stepless control over volume and pressure of pumped fluid. Hydraulic pump comprises cylinders with pistons arranged parallel with and around drive shaft, crankcase with drive shaft, on which ring is pivotally connected to it with possibility of joint rotation and change of inclination angle. Said swash plate is connected via radial bearing and communicated with pistons by connecting rods. Fixation of swash plate from joint rotation with shaft is carried out by link installed on axis, made on swinging washer and moving along slot in housing. Adjustment of inclination angle of swinging washer is performed by wedge moving on key slot of drive shaft by means of action on wedge by screw mechanism.

EFFECT: improving operating reliability of hydraulic pump and improving its functional characteristics, as well as reducing overall dimensions and weight.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для бесступенчатого регулирования объема и давления перекачиваемой жидкости.The invention relates to mechanical engineering and can be used for stepless control of the volume and pressure of the pumped liquid.

Известно устройство для передачи крутящего момента с переменным передаточным отношением, которое может быть использовано для бесступенчатого регулирования оборотов выходного вала (см. патент RU 2190135 F16H 39/40 27.02.2001) [1]. Устройство содержит корпус с размещенным в нем гидронасосом с качающейся шайбой, механизм изменения передаточного числа и распределитель потока жидкости, где перфорированный выходной вал гидронасоса соединен с вращающимся корпусом, механизм изменения передаточного числа выполнен в виде подвижной втулки, размещенной на перфорированном выходном валу гидронасоса, и соединенного с ней регулировочного рычага, причем вращающийся корпус помещен в резервуар с рабочей жидкостью и снабжен отверстием, соединяющим полость резервуара с гидронасосом.A device for transmitting torque with a variable gear ratio, which can be used to continuously adjust the speed of the output shaft (see patent RU 2190135 F16H 39/40 02/27/2001) [1]. The device comprises a housing with a hydraulic pump with a swinging washer located in it, a gear ratio changing mechanism and a fluid flow distributor, where the perforated hydraulic pump output shaft is connected to a rotating housing, the gear ratio changing mechanism is made in the form of a movable sleeve located on the perforated hydraulic pump output shaft, and connected with it the adjusting lever, and the rotating body is placed in the reservoir with the working fluid and is equipped with an opening connecting the cavity of the reservoir with the hydron sucking.

Недостатком известного устройства (аналога) является то, что оно не выдает жидкость с переменным давлением за пределы устройства для привода других механизмов. Здесь рабочая жидкость в системе замкнута сама на себя и используется для притормаживания или полного торможения одного из звеньев, заставляя таким образом крутиться с переменной скоростью выходной вал. Поэтому работа механизма полностью аналогична работе механической муфты сцепления.A disadvantage of the known device (analog) is that it does not give out liquid with variable pressure outside the device to drive other mechanisms. Here, the working fluid in the system is closed to itself and is used to brake or completely brake one of the links, thus making the output shaft rotate at a variable speed. Therefore, the operation of the mechanism is completely analogous to the operation of a mechanical clutch.

Известен механизм с качающейся шайбой для привода поршневых машин, который может быть использован в насосах для преобразования вращательного движения приводного вала в поступательное движение поршней в цилиндрах (см. Патент RU 2223 431 F16H 21/18, F16H 23/04, F01B 3/02) [2].A known mechanism with a swash plate for driving piston machines, which can be used in pumps to convert the rotational motion of the drive shaft into the translational motion of the pistons in the cylinders (see Patent RU 2223 431 F16H 21/18, F16H 23/04, F01B 3/02) [2].

Механизм содержит корпус, установленный в корпусе на опорах приводной вал, шарнирно связанную с валом качающуюся шайбу, жестко закрепленные в корпусе цилиндры, размещенные в цилиндрах поршни, шатуны, связанные с качающейся шайбой и поршнями, и фиксирующее качающуюся шайбу от вращения устройство, выполненное в виде наружного кольца, соединенного с шатунами и снабженного цапфами, смонтированными на опорах в корпусе, качающаяся шайба имеет внутреннее кольцо, связанное с валом с возможностью совместного вращения и изменения угла наклона, между внутренним и наружным кольцами помещены радиальный подшипник и промежуточное кольцо, соединенное с наружным кольцом посредством осей, перпендикулярных геометрической оси указанных цапф, при этом, на валу предусмотрен шлицевой участок с фиксируемо установленным на нем ползуном, шарнирно соединенным посредством поводка с внутренним кольцом качающейся шайбы.The mechanism comprises a housing, a drive shaft mounted on the bearings on the bearings, a swinging washer pivotally connected to the shaft, cylinders rigidly mounted in the housing, pistons placed in the cylinders, connecting rods connected to the swinging washer and pistons, and a device for fixing the swinging washer from rotation, made in the form the outer ring connected to the connecting rods and equipped with trunnions mounted on supports in the housing, the swinging washer has an inner ring connected to the shaft with the possibility of joint rotation and change of the angle of inclination, waiting for the inner and outer rings to be placed a radial bearing and an intermediate ring connected to the outer ring by axes perpendicular to the geometrical axis of these trunnions, while a spline section is provided on the shaft with a slide fixed to it and pivotally connected by means of a leash to the inner ring of the swinging washer.

Недостатком известного механизма (прототипа) является то, что фиксация качающейся шайбы от вращения выполнена в виде дополнительного кольца, охватывающего качающуюся шайбу с цапфами на нем и подшипниками в корпусе. Такое исполнение является достаточно сложным и существенно увеличивает диаметральные габариты конструкции и ее вес, а регулирование угла наклона качающейся шайбы, осуществляемое ползуном на шлицах не в полной мере обеспечивает жесткую фиксацию шайбы, так как ползун может быть отжат назад в пределах упругих деформаций в зазорах сопряжений и в деталях, перемещающих ползун. Да и изготовление шлицевой пары ползун-вал операция не из дешевых.A disadvantage of the known mechanism (prototype) is that the rotation of the swinging washer is made in the form of an additional ring covering the swinging washer with pins on it and bearings in the housing. This design is quite complex and significantly increases the diametrical dimensions of the structure and its weight, and the angle of inclination of the swinging washer, carried out by the slider on the slots, does not fully provide rigid fixation of the washer, since the slider can be pressed back within elastic deformations in the clearance gaps and in details moving the slider. And the manufacture of a spline-slide-shaft pair is not a cheap operation.

Кроме того, в прототипе не разработана система прокачки жидкости через гидромашину.In addition, the prototype has not developed a system for pumping fluid through a hydraulic machine.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение этих недостатков.The present invention aims to eliminate these disadvantages.

Указанный технический результат достигается тем, что на качающейся шайбе выполнена ось с установленной на ней кулисой, перемещающейся по пазу в корпусе, а на внутреннее кольцо качающейся шайбы воздействуют подвижным клином, размещенным в шпоночном пазу приводного вала. Кроме того, для пропуска перекачиваемой жидкости в цилиндры, поршни содержат сквозные продольные каналы, перекрываемые установленным на их днище клапаном.The specified technical result is achieved by the fact that the axis is mounted on the swinging washer with a link mounted on it, moving along the groove in the housing, and the movable wedge located in the keyway of the drive shaft acts on the inner ring of the swinging washer. In addition, to pass the pumped liquid into the cylinders, the pistons contain through longitudinal channels blocked by a valve installed on their bottom.

Изобретение поясняется чертежами, где на Фиг. 1 показан в разрезе общий вид гидронасоса, на Фиг. 2 его сечение по А-А.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows in section a general view of the hydraulic pump; FIG. 2 its section along AA.

Гидронасос содержит корпус 1 с приводным валом 2, где на шарнирном соединении 3 установлено кольцо 4, на котором через подшипник 5 смонтирована качающаяся шайба 6, шатунами 7 соединенная с поршнями 8. На качающейся шайбе 6 выполнена ось 9 с кулисой 10, содержащей вырез 11 и входящей в паз 12 корпуса 1.The hydraulic pump comprises a housing 1 with a drive shaft 2, where a ring 4 is mounted on the swivel joint 3, on which a swinging washer 6 is mounted through a bearing 5, connected by pistons 7 to the pistons 8. An axis 9 is made on the swinging washer 6 with a link 10 containing a cutout 11 and included in the groove 12 of the housing 1.

На приводном валу 2 выполнен шпоночный паз 13 с размещенным в нем подвижным клином 14, жестко связанным с шайбой 15, на которую через упорный подшипник 16 воздействуют винтовым механизмом 17.On the drive shaft 2, a keyway 13 is made with a movable wedge 14 located therein, rigidly connected to the washer 15, on which a screw mechanism 17 acts through the thrust bearing 16.

Перекачиваемая жидкость поступает в корпус 1 через патрубок 18, затем через каналы 19 в поршне 8 и клапан 20 в цилиндр 21, откуда через клапан 22 в выходной патрубок 23.The pumped liquid enters the housing 1 through the pipe 18, then through the channels 19 in the piston 8 and the valve 20 into the cylinder 21, from where through the valve 22 to the outlet pipe 23.

Гидронасос работает следующим образом. Перекачиваемая жидкость, преимущественно масло, поступает по патрубку 18 в полностью заполненную маслом полость корпуса 1. При вращении приводного вала 2 вместе с ним вращается установленное на шарнирном соединении 3 кольцо 4, которое через подшипник 5 приводит в колебательное движение качающуюся шайбу 6, а она, через шатуны 7 с шаровыми шарнирами на концах перемещает поршни 8 в цилиндрах 21, засасывая в них масло через каналы 19 и клапан 20. Далее, при движении поршней 8 вперед, масло вытесняется из цилиндра через клапан 22 в маслосборник с выходным патрубком 23. При этом качающуюся шайбу 6 удерживает от совместного с валом 2 вращения кулиса 10, размещенная на оси 9. Ось 9 выполнена на качающейся шайбе 6 так, что шаровый шарнир шатуна 7 расположен внутри нее, а кулиса 10 имеет вырез 11 для прохода шатуна 7 и совершает возвратно-поступательное движение по пазу 12 корпуса 1.The hydraulic pump operates as follows. The pumped liquid, mainly oil, enters through the pipe 18 into the cavity of the housing 1 completely filled with oil. When the drive shaft 2 rotates, the ring 4 mounted on the swivel joint 3 rotates through the bearing 5, which oscillates the swinging washer 6 through the bearing 5, and it through the connecting rods 7 with ball joints at the ends it moves the pistons 8 in the cylinders 21, sucking oil through the channels 19 and the valve 20. Then, when the pistons 8 move forward, the oil is forced out of the cylinder through the valve 22 into the oil sump with the outlet pipe 23. In this case, the swinging washer 6 is held from the joint of the rotary link 2 of the link 10 located on the axis 9. The axis 9 is made on the swing washer 6 so that the ball joint of the connecting rod 7 is located inside it, and the link 10 has a cutout 11 for passage of the connecting rod 7 and makes a reciprocating movement along the groove 12 of the housing 1.

Регулирование производительности гидронасоса производится наклоном качающейся шайбы 6, изменяющей ход поршней и производительность от нуля при положении, когда плоскость качающейся шайбы перпендикулярна оси вращающегося вала 2 до максимальной, когда качающаяся шайба 6 предельно наклонена, осуществляя наибольший ход поршней 8.The performance of the hydraulic pump is controlled by tilting the swash plate 6, which changes the stroke of the pistons and productivity from zero when the plane of the swash plate is perpendicular to the axis of the rotating shaft 2 to the maximum, when the swash plate 6 is extremely tilted, making the largest stroke of the pistons 8.

Наклон качающейся шайбы 6 выполняется клином 14, который перемещается по пазу 13 вала 2, наклоняя кольцо 4 и шайбу 6. Перемещается клин 14 нажимом на жестко соединенную с ним шайбу 15 упорным подшипником 16, воздействуя на подшипник винтовым механизмом 17.The tilt of the swinging washer 6 is performed by the wedge 14, which moves along the groove 13 of the shaft 2, tilting the ring 4 and the washer 6. The wedge 14 is moved by pressing the washer 15 rigidly connected to it by the thrust bearing 16, acting on the bearing with a screw mechanism 17.

При работе гидронасоса на поршни, шатуны и качающуюся шайбу всегда действуют силы, стремящиеся свести производительность к нулю. Этому препятствует клин 14, регулирующий угол наклона качающейся шайбы 6. Поэтому кольцо 4 всегда прижато к клину 14, сжимая его и прижимая к шпоночному пазу 13 вала 2. При такой конструкции этого узла получается высокая жесткость удержания шайбы 6 в наклонном положении, так как действующие при этом силы направлены только на сжатие клина 14. На механизм перемещения клина эти силы могут вообще не действовать, если угол подъема на клине выполнен с условием самоторможения.When the hydraulic pump is operating, forces always act on the pistons, connecting rods, and swinging washer, striving to reduce productivity to zero. This is prevented by the wedge 14, which regulates the angle of inclination of the swinging washer 6. Therefore, the ring 4 is always pressed against the wedge 14, compressing it and pressing it to the keyway 13 of the shaft 2. With this design of this assembly, the stiffness of holding the washer 6 in an inclined position is obtained, since while the forces are directed only to compress the wedge 14. These forces may not act at all on the mechanism of movement of the wedge if the angle of rise on the wedge is satisfied with the condition of self-braking.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 2190135 F16H 39/40 27/02/20011. Patent RU 2190135 F16H 39/40 02/27/2001

2. Патент RU 2223431 F16H 21/18, F16H 23/04, F01B 3/02. (прототип)2. Patent RU 2223431 F16H 21/18, F16H 23/04, F01B 3/02. (prototype)

Claims

1. A hydraulic pump containing cylinders with pistons located parallel to and around the drive shaft, a crankcase with a drive shaft on which a ring is mounted pivotally connected thereto with the possibility of joint rotation and change of the angle of inclination, a swinging washer mounted on the ring through a radial bearing, fixed from rotation and connected to the pistons by means of connecting rods, characterized in that the axis is mounted on the swinging washer with a link mounted on it, moving along the groove in the housing, and I swing it onto the inner ring eysya washers act movable wedge placed in the keyway of the drive shaft.

2. The hydraulic pump according to claim 1, characterized in that the wedge is acted upon by a screw mechanism through a thrust bearing.

3. The hydraulic pump according to claim 1, characterized in that the pistons contain through longitudinal channels blocked by a valve installed on their bottom.