ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Современные поршневые машины включают громоздкие кривошипно-шатунные механизмы с коленчатым или эксцентриковым валом. Известны также поршеньковые гидронасосы-моторы с наклонной шайбой, но подобные агрегаты отличаются повышенной сложностью и наличием прецизионных пар при ограниченной мощности. Наибольшие проблемы возникают при создании мощных длинноходовых поршневых машин, работающих на особых рабочих средах. К ним относятся, в частности, буровые и цементировочные насосные агрегаты, насосы для химической и перерабатывающей промышленности и т.п. Аналогом поршневых насосов являются двигатели внутреннего сгорания, гидромоторы и пневмомоторы, где ведущими звеньями являются поршни (ползуны).

Привод с качающейся шайбой поршневых машин содержит корпус 1 (см. рисунок), установленный в корпусе на подшипниках приводной вал 2, шарнирно связанную с валом посредством оси 3 качающуюся шайбу 4. В корпусе 1 жёстко закреплены цилиндры 5, в цилиндрах размещены поршни 6, которые посредством шатунов 7 шарнирно связаны с качающейся шайбой. Привод включает также наружное кольцо 8, соединённое с шатунами 7 и снабжённое цапфами 9, смонтированными на своих подшипниках в корпусе. Качающаяся шайба 4 имеет также внутреннее кольцо 10, связанное с валом 2 с возможностью совместного вращения и изменения угла наклонаq. Между внутренним 10 и наружным 8 кольцами качающейся шайбы помещены радиальный подшипник 11 и промежуточное кольцо 12. Последнее соединено с наружным кольцом 8 посредством ступенчатых осей 13, перпендикулярных геометрической оси цапф 9. На приводном валу 2 предусмотрен шлицевой участок 14 с установленным на нём ползуном 15, шарнирно соединённым поводком 16 с внутренним кольцом 10 качающейся шайбы. На ползуне посредством радиально-упорного подшипника 17 установлена обойма 18, фиксируемая относительно корпуса 1 (не показано). Привод с качающейся шайбой снабжён оппозитно расположенными дополнительными цилиндрами 19 с расположенными в них поршнями 20, которые посредством своих шатунов 21 шарнирно связаны с противоположной стороной наружного кольца 8 качающейся шайбы 4.

Когда приводной вал 2 совершает вращение, а качающаяся шайба 4 располагается перпендикулярно валу (уголq=0), шатуны 7, 21 и поршни 6 и 20 остаются неподвижными. Воздействуя на обойму 18, ползун 15 посредством радиально-упорного подшипника 17 перемещают в сторону качающейся шайбы и через поводок 16 отклоняют от вертикального положения внутреннее кольцо 10, а вместе с ним и всю шайбу. Эту операцию можно проводить при вращающемся вале 2. При плавном перемещении обоймы 18 уголqколебания шайбы 4 изменяется от нуля до заданного значения, и происходит нарастание производительности (запуск) поршневой машины. При этом амплитуда перемещений шатунов 7, 21 и поршней 6, 20 также плавно, без динамических перегрузок, возрастает. Варьируя значением угла 9 в диапазоне О-30°, изменяют длину перемещений шатунов и поршней и, следовательно, производительность и загрузку поршневой машины.Внутреннее кольцо 10 шайбы, увлекаемое валом 2 посредством оси 3, совершает вращательное и качательное движения. Промежуточное кольцо 12 качающейся шайбы, будучи «привязанным» с помощью осей 13 к наружному кольцу 8, совершает сложное движение, в том числе поворот на радиальном подшипнике 11. Наружное кольцо 8 совершает только качательное движение на угол ±qна цапфах 9 в опорах корпуса 1. Таким образом, качающаяся шайба 4 является передаточным звеном между приводным валом 2 и ведомым элементом привода - наружным кольцом 8 с цапфами 9. Чем больше уголqкачания шайбы (и её кольца 8), тем больше амплитуда и скорость перемещения шатунов и поршней. Оппозитно расположенные цилиндры с поршнями уравновешивают привод с качающейся шайбой. Всё это способствует повышению эксплуатационно-технологических показателей и компактности привода и поршневой машины.