RU2355859C1 - Hypocycloidal rotary mechanism - Google Patents

Abstract

FIELD: engineering industry.

SUBSTANCE: invention refers to pneumatic and hydraulic mechanisms of rotary and rotary percussion action used in construction and for drilling rocks. Hypocycloidal rotary mechanism consists of a stator with internal teeth, end cover plates, and rotor installed with eccentric position and rolling off during operation with its external teeth along stator. Rotor is composite and provided with helical grooves for supplying pressurised working medium through circular viaholes and circular groove of end cover plate and radial holes of rotor connected with the above grooves to inter-teeth operating cavity of rotary mechanism, and for discharging used working medium from inter-teeth exhaust cavity of rotary mechanism; and beyond the limits of rotor attached to end cover plate, radial height H₁ of helical grooves is more throughout the length of the above helical grooves than height H of helical grooves along the rotor-to-cover plate joint.

EFFECT: providing power increase.

7 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к пневматическим и гидравлическим машинам вращательного и ударно-вращательного действия для бурения горных пород и в строительстве.The invention relates to pneumatic and hydraulic machines of rotational and impact-rotational action for drilling rocks and in construction.

Известен гипоциклоидный вращатель для пневматических перфораторов, состоящий из статора с торцовыми крышками, ротора, золотника со спиральными канавками (Суднишников Б.В., Есин Н.Н., Тупицын К.К. Исследование и конструирование пневматических машин ударного действия. Академия наук СССР, Сибирское отделение. Институт горного дела, Новосибирск, Издательство «Наука», Сибирское отделение, 1985, стр.103-104).Known hypocycloid rotator for pneumatic rotary hammers, consisting of a stator with end caps, a rotor, a spool with spiral grooves (Sudnishnikov B.V., Esin N.N., Tupitsyn K.K. Research and design of pneumatic impact machines. USSR Academy of Sciences, Siberian Branch, Institute of Mining, Novosibirsk, Nauka Publishing House, Siberian Branch, 1985, pp. 103-104).

Недостатком данной конструкции является невозможность получения высоких скоростей вращения при сохранении высокого крутящего момента из-за ограниченности проходных сечений канавок золотника.The disadvantage of this design is the impossibility of obtaining high rotational speeds while maintaining high torque due to the limited flow areas of the spool grooves.

Известен также пневматический перфоратор ПП-80НВ с гипоциклоидным вращателем, состоящим из статора с зубьями внутреннего зацепления и торцовыми крышками, ротора, обкатывающего своим внешним зубчатым зацеплением по зубьям внутреннего зацепления статора, при этом ротор выполнен составным, на наружной и/или внутренней поверхности золотника ротора выполнены винтовые канавки для подвода рабочего тела под давлением через сквозные кольцевые отверстия верхней торцовой крышки и связанные с указанными винтовыми канавками радиальные отверстия ротора в межзубную рабочую полость вращателя и отвода отработанного рабочего тела из межзубной выхлопной полости вращателя после обкатки ротора по статору приблизительно на 180° (Паспорт ПП80НВ.00.000ПС «Перфоратор пневматический ПП80НВ», поставляемый совместно с изделием «Пневматический перфоратор ПП80НВ»).Also known is a pneumatic perforator PP-80NV with a hypocycloid rotator consisting of a stator with internal gear teeth and end caps, a rotor rolling its external gear teeth over the internal gear teeth of the stator, the rotor being made integral on the outer and / or inner surface of the rotor spool made helical grooves for supplying a working fluid under pressure through the through annular holes of the upper end cap and the radial holes associated with the indicated helical grooves rotor interdental rotator working chamber and discharging the spent working fluid from the interdental cavity exhaust rotator after the rotor running on the stator about 180 ° (passport PP80NV.00.000PS "Perforator Pneumatic PP80NV" supplied together with the product "Pneumatic perforator PP80NV").

Недостатком известного гипоциклоидного вращателя являются недостаточно высокие скорости вращения и развиваемый момент, вызванные недостаточной подачей сжатого воздуха или жидкости под давлением в межзубную рабочую полость.A disadvantage of the known hypocycloid rotator is the insufficiently high rotation speeds and the developed moment caused by the insufficient supply of compressed air or liquid under pressure into the interdental working cavity.

Технический результат изобретения заключается в повышении мощности гипоциклоидного вращателя за счет увеличения номинального проходного сечения винтовых отверстий ротора до величины, не меньшей, чем проходное сечение винтовых отверстий в месте стыка ротора с торцовой крышкой.The technical result of the invention is to increase the power of the hypocycloid rotator by increasing the nominal bore of the rotor screw holes to a value not less than the bore of the screw holes at the junction of the rotor with the end cap.

Указанный технический результат достигается тем, что в гипоциклоидном вращателе, содержащим статор с зубьями внутреннего зацепления, торцовые крышки и установленный с эксцентриситетом ротор, обкатывающийся в процессе работы своим внешним зубчатым зацеплением по статору, ротор выполнен составным с винтовыми канавками для подвода рабочего тела под давлением через сквозные отверстия и кольцевую проточку торцовой крышки и связанные с указанными винтовыми канавками радиальные отверстия ротора в межзубную рабочую полость вращателя и отвода отработанного рабочего тела из межзубной выхлопной полости вращателя, а за пределами стыка ротора с торцовой крышкой радиальная высота винтовых канавок H₁ имеет больший размер по всей длине указанных винтовых канавок Н, чем высота винтовых канавок по стыку ротора с крышкой.The specified technical result is achieved by the fact that in a hypocycloid rotator containing a stator with internal gear teeth, end caps and an eccentricity mounted rotor, running in the process of its external gearing along the stator, the rotor is made integral with screw grooves for supplying the working fluid under pressure through the through holes and the annular groove of the end cap and the radial holes of the rotor connected to the indicated screw grooves into the interdental working cavity of the rotator and The ode of the spent working fluid from the interdental exhaust cavity of the rotator, and outside the junction of the rotor with the end cap, the radial height of the screw grooves H ₁ has a larger dimension along the entire length of the indicated screw grooves N than the height of the screw grooves at the junction of the rotor with the cover.

Предпочтительно, чтобы площадь проходного сечения винтовой канавки ротора в нормальном сечении S₁ составляла не менее площади проходного сечения этой винтовой канавки в перпендикулярной оси ротора плоскости, проходящей по месту стыка ротора с торцовой крышкой S.It is preferable that the cross-sectional area of the helical groove of the rotor in the normal section S ₁ be at least the area of the cross-section of this helical groove in the plane perpendicular to the axis of the rotor passing at the junction of the rotor with the end cap S.

Не менее предпочтительно, чтобы площадь проходного сечения радиального отверстия ротора составляла не менее площади проходного сечения винтовой канавки, измеренная в перпендикулярной оси ротора плоскости, проходящей по месту стыка ротора с торцовой крышкой.It is no less preferable that the cross-sectional area of the radial hole of the rotor is not less than the cross-sectional area of the helical groove, measured in the plane perpendicular to the axis of the rotor passing at the junction of the rotor with the end cap.

Целесообразно, чтобы радиальные отверстия ротора были выполнены в средней части ротора и расположены, по меньшей мере, в один ряд.It is advisable that the radial holes of the rotor were made in the middle part of the rotor and are located at least in one row.

Желательно, чтобы винтовые канавки были выполнены на наружной и/или внутренней поверхности золотника ротора.Preferably, the helical grooves are formed on the outer and / or inner surface of the rotor spool.

Радиальные отверстия предпочтительно смещать от начала винтовых канавок приблизительно на 90°.The radial holes are preferably offset from the beginning of the helical grooves by approximately 90 °.

Выходы сквозных кольцевых отверстий целесообразно располагать в коллекторной кольцевой проточке верхней торцовой крышки.The outputs of the through annular holes, it is advisable to place in the collector annular groove of the upper end cap.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

на фиг.1 изображен гипоциклоидный вращатель пневматического перфоратора;figure 1 shows the hypocycloid rotator of a pneumatic hammer;

на фиг.2 изображен торец гипоциклоидного вращателя со стороны подвода воздуха;figure 2 shows the end face of the hypocycloid rotator from the side of the air supply;

на фиг.3 изображен ротор с винтовыми канавками, выполненными на наружной поверхности золотника;figure 3 shows the rotor with helical grooves made on the outer surface of the spool;

на фиг.4 изображен ротор с винтовыми канавками, выполненными на внутренней поверхности корпуса ротора;figure 4 shows the rotor with helical grooves made on the inner surface of the rotor housing;

на фиг.5 изображена развертка наружной поверхности золотника с винтовыми канавками;figure 5 shows a scan of the outer surface of the spool with helical grooves;

на фиг.6 изображено поперечное сечение винтовой канавки в плоскости, перпендикулярной оси ротора, проходящей по месту стыка ротора с торцовой крышкой;figure 6 shows a cross section of a helical groove in a plane perpendicular to the axis of the rotor passing at the junction of the rotor with the end cap;

на фиг.7 изображено поперечное сечение винтовой канавки в нормальном сечении.7 shows a cross section of a helical groove in a normal section.

Гипоциклоидный вращатель содержит статор 1 с зубьями внутреннего зацепления, торцовые крышки 2 и 3 и установленный с эксцентриситетом е ротор 4, обкатывающийся в процессе работы своим внешним зубчатым зацеплением по внутреннему зубчатому зацеплению статора.The hypocycloid rotator comprises a stator 1 with internal gear teeth, end caps 2 and 3 and an eccentric rotor 4 mounted with an eccentricity, rolling during operation with its external gearing along the internal gearing of the stator.

Ротор выполнен составным (фиг.3 и 4) из корпуса 12 с зубьями для зубчатого зацепления со статором (зубья расположены с внешней стороны ротора) и золотника 13, неразъемно и неподвижно сопряженного с внутренней поверхностью ротора, по крайней мере, в месте расположения винтовых отверстий, образованных винтовыми канавками 5 на наружной поверхности золотника и/или внутренней поверхности ротора.The rotor is made integral (Figs. 3 and 4) of the housing 12 with teeth for gearing with the stator (the teeth are located on the outer side of the rotor) and the spool 13, one-piece and fixedly connected to the inner surface of the rotor, at least at the location of the screw holes formed by helical grooves 5 on the outer surface of the spool and / or the inner surface of the rotor.

Винтовые отверстия служат для подвода рабочего тела под давлением через сквозные отверстия 6 и кольцевую проточку 11 торцовой крышки 2 и связанные с указанными винтовыми отверстиями радиальные отверстия 7 ротора в межзубную рабочую полость вращателя 9 и отвода отработанного рабочего тела из межзубной выхлопной полости вращателя 10.The screw holes serve to supply the working fluid under pressure through the through holes 6 and the annular groove 11 of the end cap 2 and the radial holes 7 of the rotor associated with the indicated screw holes into the interdental working cavity of the rotator 9 and withdrawing the spent working fluid from the interdental exhaust cavity of the rotator 10.

Винтовая канавка выполнена таким образом, что за пределами стыка ротора с торцовой крышкой радиальная высота винтовой канавки H₁ имеет больший размер по всей длине указанной винтовой канавки, чем высота винтовой канавки Н по стыку ротора с крышкой, при этом площадь проходного сечения винтовой канавки ротора в нормальном сечении S₁ не менее площади проходного сечения этой винтовой канавки в перпендикулярной оси ротора плоскости, проходящей по месту стыка ротора с торцовой крышкой S.The helical groove is designed so that outside the junction of the rotor with the end cap, the radial height of the helical groove H ₁ has a larger size along the entire length of the specified helical groove than the height of the helical groove H at the junction of the rotor with the cover, while the area of the passageway of the rotor helical groove in normal section S ₁ not less than the area of the passage section of this screw groove in the plane perpendicular to the rotor axis passing at the junction of the rotor with the end cap S.

Радиальные отверстия 7 ротора выполнены в его средней части и расположены, по меньшей мере, в один ряд. Кроме того, радиальные отверстия смещены от начала винтовых канавок приблизительно на 90°. Площадь проходного сечения радиального отверстия ротора не менее площади проходного сечения винтовой канавки, измеренная в перпендикулярной оси ротора плоскости, проходящей по месту стыка ротора с торцовой крышкой.The radial holes 7 of the rotor are made in its middle part and are located at least in one row. In addition, the radial holes are offset from the beginning of the helical grooves by approximately 90 °. The area of the bore of the radial hole of the rotor is not less than the area of the bore of the helical groove, measured in the plane perpendicular to the axis of the rotor, passing at the junction of the rotor with the end cap.

Выходы сквозных кольцевых отверстий 6 расположены в коллекторной кольцевой проточке 11 верхней торцовой крышки.The outputs of the through annular holes 6 are located in the collector annular groove 11 of the upper end cap.

Гипоциклоидный вращатель работает следующим образом.Hypocycloid rotator works as follows.

Сжатый воздух или жидкость под давлением подается через сквозные кольцевые отверстия 6 и кольцевую проточку в винтовые отверстия и через радиальные отверстия 7 поступает в межзубную рабочую полость вращателя 9. Под давлением воздуха или жидкости ротор перекатывается по зубьям статора. Из межзубной выхлопной полости 10 вращателя сжатый воздух или жидкость удаляются через отверстия 14 в торцовой крышке.Compressed air or liquid under pressure is supplied through the through ring holes 6 and the annular groove into the screw holes and through the radial holes 7 enters the interdental working cavity of the rotator 9. Under the pressure of air or liquid, the rotor rolls over the teeth of the stator. From the interdental exhaust cavity 10 of the rotator, compressed air or liquid is removed through openings 14 in the end cap.

Гипоциклоидный вращатель от ротора 4 передает вращение на приводной вал 15.The hypocycloid rotator from the rotor 4 transmits rotation to the drive shaft 15.

Claims (7)

1. Гипоциклоидный вращатель содержит статор с зубьями внутреннего зацепления, торцовые крышки и установленный с эксцентриситетом ротор, обкатывающийся в процессе работы своим внешним зубчатым зацеплением по статору, при этом ротор выполнен составным с винтовыми канавками для подвода рабочего тела под давлением через сквозные кольцевые отверстия и кольцевую проточку торцовой крышки и связанные с указанными канавками радиальные отверстия ротора в межзубную рабочую полость вращателя и отвода отработанного рабочего тела из межзубной выхлопной полости вращателя, а за пределами стыка ротора с торцовой крышкой радиальная высота H₁ винтовых канавок имеет больший размер по всей длине указанных винтовых канавок, чем высота Н винтовых канавок по стыку ротора с крышкой.1. The hypocycloid rotator contains a stator with internal gear teeth, end caps and an eccentric rotor mounted with an external eccentricity running around the stator in the process of operation, with the rotor being integral with helical grooves for supplying the working fluid under pressure through the through ring holes and the annular the groove of the end cap and the radial holes of the rotor associated with these grooves into the interdental working cavity of the rotator and the removal of the spent working fluid from the interdental of the rotational cavity of the rotator, and outside the junction of the rotor with the end cap, the radial height H _{1 of the} screw grooves has a larger size along the entire length of these screw grooves than the height H of the screw grooves at the junction of the rotor with the cover. 2. Гипоциклоидный вращатель по п.1, отличающийся тем, что площадь проходного сечения винтовой канавки ротора в нормальном сечении S₁ не менее площади проходного сечения этой винтовой канавки в перпендикулярной оси ротора плоскости, проходящей по месту стыка ротора с торцовой крышкой S.2. The hypocycloid rotator according to claim 1, characterized in that the area of the bore of the screw groove of the rotor in the normal section S _{1 is} not less than the area of the bore of this screw groove in the plane perpendicular to the axis of the rotor at the junction of the rotor with the end cap S. 3. Гипоциклоидный вращатель по п.1, отличающийся тем, что площадь проходного сечения радиального отверстия ротора равна не менее площади проходного сечения винтовой канавки, измеренная в перпендикулярной оси ротора плоскости, проходящей по месту стыка ротора с торцовой крышкой.3. The hypocycloid rotator according to claim 1, characterized in that the area of the bore of the radial hole of the rotor is not less than the area of the bore of the helical groove, measured in the plane perpendicular to the axis of the rotor passing at the junction of the rotor with the end cap. 4. Гипоциклоидный вращатель по п.1, отличающийся тем, что радиальные отверстия ротора выполнены в средней части ротора и расположены, по меньшей мере, в один ряд.4. The hypocycloid rotator according to claim 1, characterized in that the radial holes of the rotor are made in the middle part of the rotor and are located at least in one row. 5. Гипоциклоидный вращатель по п.1, отличающийся тем, что винтовые канавки выполнены на наружной поверхности золотника и/или внутренней поверхности ротора.5. The hypocycloid rotator according to claim 1, characterized in that the helical grooves are made on the outer surface of the spool and / or the inner surface of the rotor. 6. Гипоциклоидный вращатель по п.1, отличающийся тем, что радиальные отверстия смещены от начала винтовых канавок приблизительно на 90°.6. The hypocycloid rotator according to claim 1, characterized in that the radial holes are offset from the beginning of the helical grooves by approximately 90 °. 7. Гипоциклоидный вращатель по п.1, отличающийся тем, что выходы сквозных кольцевых отверстий расположены в коллекторной кольцевой проточке верхней торцовой крышки. 7. The hypocycloid rotator according to claim 1, characterized in that the outputs of the through annular holes are located in the collector annular groove of the upper end cap.

Images