Table of Contents
Под гидромотором понимают встроенный в гидросистему силовой агрегат, преобразующий мощность давления рабочей жидкости в механический вращательный момент. По сути гидромоторы представляют собой гидронасосы обратного действия, где узел, получая потенциал гидравлического давления воспринимает его своим качающим аппаратом и передаёт механическую мощность вращательным моментом к внешнему потребителю. Поэтому своими типами рабочего механизма гиродвигатели полностью идентичны с типами качающих аппаратов гидронасосов. В зависимости от конструкции качающего гидромеханического узла гидромоторы отличаются своими техническими параметрами и характеристиками.
Применяемость гидромоторов
Данные узлы имеют самое широкое применение в составе различных машин и оборудовании. Преимуществом гидромоторов является упрощение конструкции машин и оборудования в части передачи крутящего момента от источника мощности к точке её реализации, где вместо громоздких механических конструкций крутящий момент передаётся подачей давления через гидравлический трубопровод непосредственно на гидромотор в точке необходимого привода. Кроме этого гидромоторы могут обеспечивать широкий спектр бесступенчатого регулирования частоты вращения, что также освобождает от включения в состав машин и оборудования механических редукторов для смены передаточного числа, и смены направления вращения.
Часто гидромоторы используют в как средство механического привода:
- ходовых редукторов специальных самоходных машин различного назначения;
- в приводе ходовой части маневровых железнодорожных локомотивов;
- в поворотных механизмах экскаваторов и кранов;
- в приводе рабочих органов навесного и прицепного оборудования к промышленным и сельскохозяйственным тракторам, комбайнам;
- в составе производственного оборудования и станков различной направленности;
- на буровых установках и горнодобывающем оборудовании;
- в конструкции механизмов управления самолётов и морских суден;
- в космической сфере.
Технические характеристики гидромоторов
Для подбора узла к использованию гидромоторы характеризуются по следующим техническим критериям:
- Тип мотора
- Рабочий объём в см³
- Номинальная частота оборотов об/мин
- Приделы регулирования оборотов об/мин
- Номинальное рабочее давление мПа или бар
- Максимальное давление мПа
- Номинальный крутящий момент Н.м.
- Мощность насоса кВт
- Номинальное потребление рабочей жидкости л/мин
- КПД мотора
- Тип климатического исполнения
- Масса узла
Для обеспечения выше изложенных технических показателей узла производитель также декларирует требования к физическим показателям рабочей жидкости:
- Пределы вязкости
- Температура
- Требование к фильтрации
Кроме основных характеристик мотор имеет ряд конструктивных характеристик, указывающих тип размерные параметры привода, напорных и сливных магистралей, монтажных креплений, материал и размеры корпуса.
Подбор гидромотора к насосу
Определяющим показателем для подбора гидромотора под конкретную гидросистему является номинальное потребление рабочей жидкости, где гидронасос, обеспечивающий давление, с учетом частоты вращения своего привода, должен иметь соответствующую производительность и давление. Если не прибегать к инженерным расчетам, а следовать постой рациональной логике то для обеспечения нормальной работы гидромотора объём рабочей жидкости, подаваемой от насоса, должен быть выше номинального потребления мотора на 10-25%.
Например, для насоса НШ 10 с производительностью 15 литров в минуту подойдёт гидромотор с номинальным потреблением рабочей жидкости 13.5-11.5 литров в минуту. При этом если в гидросистеме предусмотрена одновременная работа нескольких потребителей, то производительность насоса должна соответствовать суммарному объёму потребления всех одновременно работающих узлов.
Виды конструкций и принципы работы
По своему типу аппарата, воспринимающему давление жидкости и преобразующего его в механическое вращение, гидродвигатели разделяются на следующие, принципиально отличающиеся конструкции:
- Шестерёнчатый
- Героторный или планетарный
- Роторно-пластинчатый или шиберный
- Радиально-поршневой
- Аксиально-поршневой
Шестерёнчатые
Самые распространённые и недорогие узлы в изготовлении, имеют относительно невысокий КПД не выше 0.9.
Преобразование давления в вращательный момент осуществляется действием рабочей жидкости на плоскости зубьев рабочих шестерен, которые через свои ступицы передают механическое вращение через привод к потребителю. Средняя частота вращения таких узлов 5000 об/мин с рабочим давлением 20 мПа (200 bar).
Героторный
Представляет собой разновидность шестерёнчатого узла внутренней прокачкой жидкости, где рабочая пара представляет собой статор в виде зубчатой цилиндрической шестерни с внутренними зубьями и ротор выполненный в виде шестерёнки со сложной конфигурацией зуба. Воздействием давления на плоскости зубьев ротора вращение передаётся через его ступицу и хвостовик на привод потребителя. Также данный вид гидродвигателей называют планетарным.
Положительными моментами такой конструкции гидромотора являются хорошие эксплуатационные качества в условиях низких температур и высокий крутящий момент при относительно небольших габаритах узла, плавность хода, хороший стартовый крутящий момент, стабильность оборотов, высокий рабочий ресурс и прочность узла, универсальность применения, высокий КПД.
Усовершенствованным подвидом героторного гидродвигателя является геролерный гидромотор.
Такие гидромоторы характеризуются возможностью реверсивного режима работы и используются в приводе навесного оборудования тракторов и специальных самоходных машин, станков. Максимальное рабочее давление героторных моторов может достигать 25 мПа с крутящим моментом до 2000 н.м.
Роторно-пластинчатый
Гидромотор в своей конструкции имеет ротор с пластинчатыми лопастями, которые для герметичности прижаты пружинами к стенке цилиндра статора, смещённого своей осью относительно, воспринимающего давление ротора. В рабочем цикле, при подаче давления к мотору, объём сектора всасывания в рабочей полости увеличивается, а объём сектора полости из, которой осуществляется нагнетания уменьшается.
Мотор отличаются высоким крутящим моментом и плавностью хода на низких оборотах, что позволяет их использование в безредукторном приводе. Минусом такой конструкции является плохая работоспособность в условиях низких температур и плохая ремонтопригодность узла. Такие гидромоторы широко используется в горнодобывающей промышленности, судостроении и транспорте.
Радиально-поршневой
Гидромотор представляет собой гидромеханический узел в виде ротора, взаимодействующего через свой эксцентрик с радиально расположенными рабочими поршнями в цилиндрах. Поршни своим рабочим ходом под действием давления поочерёдно толкают эксценрик ротора заставляя его вращатся. Встроенный золотник в гидромотор обеспечивает распределение давления масла в соответствии с рабочими циклами цилиндров мотора.
В своём исполнении такие моторы подразделяются на узлы однократного и многократного действия. Моторы многократного действия выполняют несколько рабочих циклов за один оборот ротора. Соответственно такие узлы имеют более сложную систему распределения и управления давлением рабочей жидкости. Данный вид гиромеханических узлов требует рабочее давление не ниже 10 мПа и имеют более сложную дорогостоящую конструкцию. Максимальное рабочее давление радиально-поршневых гидродвигателей однократного действия 35 мПа (350 bar) с частотой вращения до 2000 об/мин.
Радиально-поршневые гидромоторы активно применяют в приводе станков, гидропрессов, конвейеров, в составе энергонасыщенного промышленного оборудования и буровых установок.
Аксиально-поршневой
Мотор отличается от радиально-поршневых тем, что ось ротора по отношению к осям рабочих поршней расположена параллельно или под углом. В связи с этим по своей кинематической схеме данные моторы подразделяются на два вида: с наклонным диском и наклонным блоком.
В моторах с наклонным диском поршни через него взаимодействуют с ротором. Обеспечивая поочерёдной работой поршней вращение наклонной пластины-шайбы, посаженной на ось ротора, осуществляется преобразование гидравлического давления в механическое вращения. Рабочие параметры такого мотора регулируются изменением угла наклона пластины-шайбы.
Узлы данного типа применяются в условиях средних и больших нагрузок в составе станков, гидропрессов и мобильных машинах. Аксиально-поршневой гидродвигатель выдерживают давление до 45 мПа, с предельным вращательным моментом 3000 Н.м., с частотой вращения не выше 5000 об/мин.
Узлы с наклонным блоком выполняются в V-образной формой, а приводной вал имеет Т- образную форму продольного сечения с опорной площадкой в виде круга для поршней , где между блоком и осью приводного вала образуется угол от 26 до 40°. В составе узла допускается применение не больше семи поршней. Моторы в таком исполнении имеют аналогичные показатели по допустимому давлению и предельной частоте вращения с вращательным моментом до 6000 Н.м.
Загрузка...
