Аксиально-поршневой двигатель

Классификация по МПК: F01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2509213
Дата публикации: 
Вторник, Август 27, 2013
Начало действия патента: 
Понедельник, Февраль 20, 2012

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым пневматическим двигателям. Двигатель содержит установленный в корпусе блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующих с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя. Ротор-распределитель выполнен в виде вала с хвостовиком, радиальными и Z-образными продольными пазами на его цилиндрической поверхности и жестко, неразъемно установленного на нем золотника с двухсторонней волновой дорожкой и окнами, взаимодействующими с соответствующими окнами и пазами вала. Корпус выполнен из двух половин, закрытых с торцов герметично крышками с подшипниками для вала, а на противоположном от хвостовика конце вала установлена двухканальная шарнирная муфта для питания двигателя. Каналы муфты через осевые отверстия в вале связаны с Z-образными продольными пазами, впускными/выпускными и распределительными окнами ротора-распределителя. Полукорпуса выполнены из легкого сплава, а цилиндры снабжены антифрикционными гильзами. Технический результат заключается в наличие крышек-фланцев, которые позволяют получать различные модификации двигателя, а муфта для питания двигателя позволяет размещать двигатель, например, в канатном барабане. Расширяются функциональные возможности двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в поршневых машинах с передачей движения поршней посредством криволинейных поверхностей.

Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий установленный в корпусе блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующими с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя, снабженного впускными, выпускными и распределительными окнами, соединенными продольными каналами. Продольные каналы объединены в две группы в чередующемся порядке при помощи радиальных каналов, расположенных как в зоне питания, так и в зоне распределения (SU 477250 A1, 15.07.1975).

Недостатком такого устройства является трудоемкость изготовления продольных каналов, вынужденное изготовление внутреннего шлицевого соединения по торцам вала вместо традиционных хвостовиков. Поскольку сверление продольных каналов требует наличия свободных торцов вала и ограничивается его длиной.

Известен также аксиально-поршневой двигатель, содержащий установленный в корпусе блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующими с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя, снабженного впускными, выпускными и распределительными окнами, соединенными продольными каналами, ротор-распределитель выполнен в виде вала с хвостовиком, радиальными и Z-образными продольными пазами на его цилиндрической поверхности и жестко, неразъемно установленного на нем золотника с двухсторонней волновой дорожкой и окнами, взаимодействующими с соответствующими пазами вала (RU 2270342 C1, 20.02.2006).

Недостатком такого устройства является невозможность его применения в унифицированных конструкциях. Например, из-за подвода питания к двигателю, выполненного в его корпусе, его невозможно встроить внутри канатного барабана механизма, а корпус двигателя не позволяет из-за отсутствия фланца компоноваться с различными механизмами, что лишает двигатель универсальности, а приводы механизмов быть унифицированными.

Задачей настоящего изобретения является увеличение функциональных возможностей.

Это задача и технический результат достигается тем, что в известном аксиально-поршневом двигателе, содержащем установленный в полукорпусах блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующих с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя, выполненного в виде вала с хвостовиком, радиальными и Z-образными продольными пазами на его цилиндрической поверхности и жестко, неразъемно установленного на нем золотника с двухсторонней волновой дорожкой и окнами, взаимодействующими с соответствующими окнами и пазами вала, в заявляемом техническом решении полукорпуса закрыты с торцов герметично крышками-фланцами с подшипниками для вала, а на противоположном от хвостовика конце вала установлена двухканальная шарнирная муфта для питания двигателя, каналы которой через осевые отверстия в вале связаны с Z-образными продольными пазами, впускными или выпускными и распределительными окнами ротора-распределителя. При этом полукорпуса двигателя выполнены из легкого сплава, а цилиндры снабжены антифрикционными гильзами.

Установка крышек-фланцев на торцах полукорпусов позволяет получать различные модификации двигателя, изменяя только типоразмеры фланцев. При этом упрощается расточка гильз в полукорпусах, так как производится с одной установки. Применение двухканальной шарнирной муфты для питания двигателя на конце вала-распределителя позволяет размещать двигатель внутри механизмов, например, в канатном барабане. Изготовление полукорпусов из легкого сплава с антифрикционными гильзами расширяет область его применения, например, для ручных инструментов.

На фиг.1 изображен аксиально-поршневой двигатель с двухканальной шарнирной муфтой, продольный разрез; на фиг.2 - ротор-распределитель, продольный разрез; на фиг.3 - сечение вала в зоне впускного/выпускного кольцевого канала, поперечный разрез; на фиг.4 - то же в зоне второго выпускного и впускного кольцевого канала, поперечный разрез.

В полукорпусах двигателя 1 расположены поршни 2 двухстороннего действия, размещен ротор-распределитель. Ротор-распределитель состоит из вала 3 и жестко, неразъемно установленного на нем золотника 4. В двухканальной шарнирной муфте 5 выполнены осевые отверстия 6 для подвода и сброса сжатого и отработанного воздуха. На цилиндрической поверхности вала выполнены радиальные 7 и Z-образные продольные пазы 8, соединяющие сдвинутые по фазе каналы 9. Золотник снабжен двухсторонней волновой дорожкой 10. Осевые отверстия в вале 11, заглушенные пробками 12, и 13, связывают отверстия подвода и сброса муфты с соответствующими распределительными окнами гильзы 14 и 15. Полукорпуса закрыты с торцов герметично крышками-фланцами 16 и 17 и снабжены антифрикционными гильзами 18. Двухканальная шарнирная муфта крепится к крышке-фланцу 16 с помощью кронштейна 19. Аксиально-поршневой двигатель работает следующим образом. Сжатый воздух подается в одно из осевых отверстий 6 муфты, далее по осевому отверстию в вале, впускным и распределительным окнам поступает в поршневую полость и давит на поршень 2. Поршень через подшипники взаимодействует с волновой дорожкой 10 ротора-распределителя и приводит его во вращение. При этом отработанный воздух, проходя по аналогичным каналам, из второго осевого отверстия 6 муфты сбрасывается в атмосферу.

Формула изобретения

1. Аксиально-поршневой двигатель, содержащий установленный в полукорпусах блок цилиндров с поршнями двойного действия, взаимодействующих с двухсторонней волновой дорожкой ротора-распределителя, выполненного в виде вала с хвостовиком, радиальными и Z-образными продольными пазами на его цилиндрической поверхности и жестко, неразъемно установленного на нем золотника с двухсторонней волновой дорожкой и окнами, взаимодействующими с соответствующими окнами и пазами вала, отличающийся тем, что полукорпуса закрыты с торцов герметично крышками-фланцами с подшипниками для вала, а на противоположном от хвостовика конце вала установлена двухканальная шарнирная муфта для питания двигателя, каналы которой через осевые отверстия в вале связаны с Z-образными продольными пазами, впускными или выпускными и распределительными окнами ротора-распределителя.

2. Аксиально-поршневой двигатель по п.1, отличающийся тем, что полукорпуса двигателя выполнены из легкого сплава, а цилиндры снабжены антифрикционными гильзами.