CS218520B1

CS218520B1 - Connecting rod bearings in shaft for axial piston hydrostatic transducers with inclined block

Info

Publication number: CS218520B1
Application number: CS680781A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Kmoch; Miloslav Chlumecky; Frantisek Slavicek
Original assignee: Frantisek Kmoch; Miloslav Chlumecky; Frantisek Slavicek
Priority date: 1981-09-15
Filing date: 1981-09-15
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález se týká uložení ojnic v hřídeli u axiálních pístových hydrostatických převodníků s nakloněným blokem. Vynález řeší problém spojení ojnic s hřídelí bez axiální vůle. Na čele hřídele jsou vytvořeny axiální otvory, ve kterých jsou uložena opěrná lůžka. Na vnější straně opěrných lůžek je vytvořena vnitřní polokruhová plocha, do které, zapadají kulové čepy ojnic, spojených s písty. K čelu hřídele je přišroubována opěrná deska opatřená otvory pr'o ojnice. Průměr otvorů je větší než průměr pístů. Na straně opěrné desky směrem k hřídeli je v otvorech vytvořeno vybrání, ve kterém je uložen pružný kroužek o menším vnitřním průměru, než je průměr kulového čepu. Pružný kroužek dosedá na kulový čep. Vynález lze využít při konstrukci axiálních pístových hydrostatických převodníků s nakloněným blokem.The invention relates to the mounting of connecting rods in the shaft in axial piston hydrostatic converters with an inclined block. The invention solves the problem of connecting rods to the shaft without axial play. Axial holes are formed on the shaft end, in which support seats are mounted. An inner semicircular surface is formed on the outer side of the support seats, into which the ball pins of the connecting rods connected to the pistons fit. A support plate provided with holes for the connecting rods is screwed to the shaft end. The diameter of the holes is larger than the diameter of the pistons. On the side of the support plate towards the shaft, a recess is formed in the holes, in which a flexible ring with a smaller inner diameter than the diameter of the ball pin is mounted. The flexible ring rests on the ball pin. The invention can be used in the construction of axial piston hydrostatic converters with an inclined block.

Description

Vynález se týká uložení ojnic v hřídeli u axiálních pístových hydrostatických převodníkft s nakloněným blokem.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft bearing arrangement of an inclined block axial piston hydrostatic converter.

U hydrostatických převodníků s nakloněným blokem, které nemají střední kardanův kloub, se rotační pohyb z hřídele na blok válců u hydrogenerátoru, resp. naopak u hydronwtorů, přenáší přes ojnice a písty. Předpokladem pro funkci převodníku je správná kinematika přenosu tohoto pohybu, u níž je jedním z nejdůležitějších požadavků uložení ojnic v hřídeli. Toto uložení musí zaručovat správnou polohu středů kulových kloubů vzhledem k průsečíku o's hřídele a bloku válců a musí být schopné přenášet značné axiální síly ve směru od pístu na hřídel či naopak. Dále musí být schopné přenášet menší síly opačného smyslu, tj. působící na ojnici a píst ve směru od hřídele. Předpokladem pro dlouhodobou a spolehlivou funkci převodníku Je minimální axiální vůle tohoto spoje a její zachování během provozu.For inclined-block hydrostatic transducers that do not have a central universal joint, the rotational movement from the shaft to the cylinder block of the pump, resp. Conversely, in hydronwtorů, transmits via connecting rods and pistons. A prerequisite for the operation of the converter is the correct kinematics of the transmission of this movement, for which one of the most important requirements is the bearing of the connecting rods in the shaft. This bearing must ensure the correct positioning of the ball joint centers relative to the intersection of the shaft and the cylinder block and must be able to transmit considerable axial forces in the direction from the piston to the shaft or vice versa. Furthermore, they must be able to transmit smaller forces of the opposite direction, ie acting on the connecting rod and piston in the direction away from the shaft. The prerequisite for long-term and reliable operation of the converter is the minimum axial play of this connection and its maintenance during operation.

Uložení kulových kloubů ojnic v hřídeli se většinou provádí vytvořením polOkulových lůžek bud' přímo v hnacím hřídeli, nebo jako samostatných detailů. Ty opět mohou být uloženy buď přímo v hřídeli, nebo v oddělené desce náhonu, pevně s hřídelem spojené. Zajištění kulových kloubů ojnic v lůžkách se pák provádí bud opěrnou deskou spojenou s hřídelem u prvního provedení, nebo vhodným tvarem desky náhonu u druhého· provedení. V obou případech ojnice procházejí .otvory v opěrné desce nebo náhonu. Opěrná plocha kulových kloubů je v obou případech tvořena bud částí kulové plochy, nebo kuželovou plochou.The bearing of the connecting rod ball joints in the shaft is usually carried out by creating hemispherical bearings either directly in the drive shaft or as separate details. Again, these can be mounted either directly in the shaft or in a separate drive plate, fixedly connected to the shaft. To secure the connecting rod ball joints in the bearings, the lever is provided either by a support plate connected to the shaft in the first embodiment or by a suitable drive plate shape in the second embodiment. In both cases, the connecting rods pass through the holes in the support plate or drive. In both cases, the supporting surface of the ball joints is formed either by a part of the ball surface or by a conical surface.

Vytvoření kulových lůžek přímo v hřídeli je výrobně velmi náročné a vyžaduje speciální stroje a nástroje. Požadavky na přesnost výroby jak rozměrovou, tak geometrickou jsou značné. Vytvoření kulových lůžek, obvykle z vhodného kluzného materiálu, jako samostatných detailů je výrobně poněkud jednodušší, klade však zvýšené nároky na přesnost výroby, protože poloha středů koulí je závislá od většího počtu rozměrů. Vymezení axiální vůle v obou případech vyžaduje bud individuální přizpůsobení opěrných vložek v opěrné desce, nebo zvláště přesnou výrobu opěrné desky, Zejména jejích opěrných ploch s vysokými nároky na přesnost rozměrovou, tvarovou i úhlové dělení otvorů jak v desce, tak v hřídeli.Creating spherical beds directly in the shaft is very difficult to manufacture and requires special machines and tools. Requirements for manufacturing accuracy, both dimensional and geometric, are considerable. Creating spherical beds, usually of a suitable sliding material, as separate details is somewhat simpler to manufacture, but places increased demands on manufacturing accuracy because the position of the centers of the balls is dependent on a greater number of dimensions. Defining the axial clearance in both cases requires either an individual adaptation of the thrust inserts in the thrust plate, or in particular the precise manufacture of the thrust plate, in particular its thrust surfaces with high precision requirements for dimensional, shape and angular separation of holes in both the plate and shaft.

Vytvoření samostatných kulových lůžek a jejich uchycení v desce náhonu je výrobně jednodušší. Nedostatkem tohoto způsobu je spojení desky náhonu s hřídelem. Při známém vysokém zatížení hydrostatických převodníků je jak statické, tak dynamické namáhání tohoto spoje; velké a bývá zdrojem častých provozních poruch.Creating separate spherical beds and attaching them to the drive plate is easier to manufacture. A drawback of this method is the connection of the drive plate to the shaft. Under the known high load of hydrostatic transducers, both the static and dynamic stresses of this connection are both; large and is a source of frequent operating disturbances.

U obou způsobů nelze při dnešních požadavcích na pístové převodníky, kde pracovní tlak dosahuje až 45 MPa a. otáčky 100 s’¹, zaručit dodržení axiální vůle na přijatelné hodnotě u všech jednotlivých ojnic v sériové výrobě. Vysoké měrné tlaky, dynamická namáhání a nečistoty v oleji způsobují v provoizu opotřebení funkčních ploch, a tím opět vznik axiální vůle. Při překročení její přípustné hodnoty, závislé od velikostí prvku, tj. průměru hřídele, roztečného průměru, průměru a počtu pístů a dále závislé od maximálních otáček prvku,, dochází vlivem střídavého zatížení k axiálnímu pohybu ojnice vůči lůžku. Rázovým zatížením mezi ojnicí a lůžkem a mezi ojnicí a opěrnou plochou potom dochází k rychlému opotřebení tohoto spoje, a tím ke ztrátě funkční schopnosti prvku, počínaje ztrátou vnitřní těsnosti až k havárii celého převodníku.In both methods can not be in today demands for piston transmitters, wherein the operating pressure of up to 45 MPa. Speeds of 100 ^s-1, ensure compliance with axial clearance at an acceptable value for all individual rods in serial production. High specific pressures, dynamic stresses and impurities in the oil cause wear on the functional surfaces in the commissioning area, and thus again create axial play. If its permissible value is exceeded, which depends on the size of the element, ie shaft diameter, pitch diameter, diameter and number of pistons, and further on the maximum speed of the element, the connecting rod axial movement with respect to the bearing occurs. The impact load between the connecting rod and the bearing and between the connecting rod and the bearing surface then causes rapid wear of this connection and thus the functional loss of the element, from the loss of internal tightness to the failure of the whole converter.

Uvedené nevýhody odstraňuje uložení ojnic v hřídeli u axiálních pístových hydrostatických převodníků s nakloněným blokem, skládající se z polokulových opěrných lůžek v axiálních otvorech hřídele, ve kterých se pohybují kulové čepy ojnic, na které dosedá opěrná deska spojená s hřídelem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi opěrnou desku a -každý kulový čep je uložen pružný kroužek o menším vnitřním průměru, než je průměr kulového čepu.These drawbacks are eliminated by the shaft bearing arrangement of the inclined block axial piston hydrostatic transducer, consisting of hemispherical support bearings in the shaft axial bores in which the connecting rod ball pins, on which the support plate is connected to the shaft, according to the invention characterized in that an elastic ring with a smaller inner diameter than the diameter of the ball joint is arranged between the support plate and each ball joint.

Výhodou uložení podle vynálezu je jeho snadná proveditelndst, zaručující spojení bez axiální vůle. Snižují se nároky na přesnost výroby opěrné desky, u které úplně odpadá výroba přesných opěrných ploch.The advantage of the mounting according to the invention is its easy execution, guaranteeing a connection without axial play. Requirements for the precision of the production of the backing plate are reduced, whereby the production of precise supporting surfaces is completely eliminated.

Provedení podle vynálezu je schematicky ‘znázorněno na výkresu.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing.

Na čele hřídele 1 jsou vytvořeny axiální otvory 2, ve kterých Jsou uložena Opěrná lůžka 3. Na vnější straně opěrných lůžek 3 je vytvořena vnitřní palokulová plocha 4* do které zapadají kulové čepy 5 ojnic 6 spojených s písty 9. K čelu hřídele 1 je přišroubována šroubem 10 jištěným pojistnou podložkou 11, opěrná deska 8_r opatřená otvory 12 pro; ojnice 6. Průměr otvorů 12 je větší než průměr pístů 9. Na straně opěrné desky 8 směrem k hřídeli 1 je v otvorech 12 vytvořeno, vybrání 13, ve kterém je uložen pružný kroužek 7 o menším vnitřním průměru, než je průměr kulového čepu 5. Pružný kroužek 7 dosedá na kulový čep 5.On the face of the shaft 1 are formed axial holes 2, in which the bearing beds 3 are mounted. a bolt 10 secured by a washer 11, a support plate 8 _r provided with holes 12 for; The diameter of the holes 12 is larger than the diameter of the pistons 9. On the side of the support plate 8 towards the shaft 1, a recess 13 is formed in the holes 12 in which a spring ring 7 with a smaller inner diameter than the diameter of the ball pin 5 is mounted. The spring ring 7 bears on the ball pin 5.

Po přišroubování opěrné desky 8 k hřídeli 1 se pružný kroužek 7 opře o plochu opěrné desky 8, je kulovým čepem & roztažen na větší průměr, a tím předpružen. Svou pružností tlačí kulový čep 9 do lůžka 3. Síla vyvožená pružným kroužkem 7 je dimenzována tak, aby byla -rovna součtu třecích sil mezi pístem a blokem válců a setrvačných sil, působící na ojnici .a píst od zrychlení přímočarého vratného pohybu.After the support plate 8 has been screwed to the shaft 1, the elastic ring 7 bears against the surface of the support plate 8, is expanded to a larger diameter by the ball pin < Due to its elasticity, the ball pin 9 pushes into the seat 3. The force exerted by the elastic ring 7 is dimensioned so that it is equal to the sum of the frictional forces between the piston and the cylinder block and the inertia forces acting on the connecting rod and the piston.

Vynález lze využít při konstrukci axiálních pístových hydrostatických převodníků s nakloněným blokem.The invention can be used in the construction of inclined block axial piston hydrostatic transducers.

Claims

Connecting rods in the shaft of inclined-block axial piston hydrostatic transducers, consisting of hemispherical thrust bearings in axial boreholes of the shaft, in which the ball joints of the connecting rod are moved by a bearing foot connected to the shaft, characterized by: 8) and each ball pin (5J) accommodates a resilient ring (7) with a smaller inner diameter than the diameter of the ball pin (5).