 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( декабрь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
Гидравлический двигатель представляет собой механический привод , который преобразует гидравлическое давление и расход в крутящий момент и угловое смещение ( вращение ). Гидравлический двигатель является вращающейся частью гидроцилиндра в качестве линейного привода. В более широком смысле, категория устройств, называемых гидравлическими двигателями, иногда включала те, которые работают на гидроэнергетике (а именно, водяные двигатели и водяные двигатели ), но в современной терминологии это название обычно относится более конкретно к двигателям, которые используют гидравлическую жидкость как часть замкнутых гидравлических контуров в современное гидравлическое оборудование .
Концептуально гидравлический двигатель должен быть взаимозаменяемым с гидравлическим насосом, поскольку он выполняет противоположную функцию - аналогично тому, как электродвигатель постоянного тока теоретически взаимозаменяем с электрическим генератором постоянного тока . Однако многие гидравлические насосы нельзя использовать в качестве гидравлических двигателей, поскольку они не имеют обратного привода . Кроме того, гидравлический двигатель обычно рассчитан на рабочее давление с обеих сторон двигателя, в то время как большинство гидравлических насосов полагаются на низкое давление, обеспечиваемое из резервуара на входной стороне, и при неправильном использовании в качестве двигателя могут вытекать жидкость. [1]
История гидромоторов [ править ]
Один из первых роторных гидравлических двигателей, который был разработан, был построен Уильямом Армстронгом для его поворотного моста через реку Тайн . Для надежности было предусмотрено два мотора. Каждый из них был трехцилиндровый односторонним действие колебательного двигатель . Компания Armstrong разработала широкий спектр линейных и ротационных гидромоторов, которые использовались для решения широкого круга задач промышленного и гражданского строительства, в частности, для доков и подвижных мостов.
Первые простые гидравлические двигатели с фиксированным ходом имели недостаток, заключающийся в том, что они использовали один и тот же объем воды независимо от нагрузки, и поэтому были расточительны при неполной мощности. [2] В отличие от паровых двигателей, поскольку вода несжимаема, их нельзя было дросселировать или контролировать отсечку их клапана . Чтобы преодолеть это, были разработаны двигатели с регулируемым ходом. Регулировка хода, а не управление впускными клапанами, теперь контролировала мощность двигателя и расход воды. Одним из первых из них был запатентованный Артуром Риггом двигатель 1886 года. В нем использовался двойной эксцентриковый механизм, используемый на прессах с регулируемым ходом, для управления длиной хода трехцилиндрового радиального двигателя. [2] Позже двигатель автомата перекоса с регулируемым углом наклонной шайбы станет популярным способом изготовления гидравлических двигателей с регулируемым ходом.
Типы гидравлических двигателей [ править ]
Лопастные моторы [ править ]
Лопастной двигатель состоит из корпуса с эксцентриковым отверстием, в котором вращается ротор с лопатками, которые скользят внутрь и наружу. Разница сил, создаваемая неуравновешенной силой находящейся под давлением жидкости на лопатках, заставляет ротор вращаться в одном направлении. Важным элементом конструкции лопаточного двигателя является механическая обработка кончиков лопастей в точке контакта между концом лопасти и корпусом двигателя. Используются несколько типов «губчатых» конструкций, основная цель которых - обеспечить плотное уплотнение между внутренней частью корпуса двигателя и лопаткой и в то же время минимизировать износ и контакт металла с металлом.
Мотор-редукторы [ править ]
Редукторный двигатель (внешняя шестерня) состоит из двух шестерен: ведомой шестерни (прикрепленной к выходному валу с помощью шпонки и т. Д.) И промежуточной шестерни. Масло под высоким давлением подается на одну сторону шестерен, где оно течет по периферии шестерен, между концами шестерен и стенками, в которых оно находится, к выпускному отверстию. Затем шестерни зацепляются, не позволяя маслу с выходной стороны стекать обратно на входную сторону. Для смазки редукторный двигатель использует небольшое количество масла со стороны шестерен под давлением, стравливает его через (обычно) гидродинамические подшипники и сбрасывает то же масло либо на сторону низкого давления шестерен, либо через специальный слив. порт на корпусе двигателя, который обычно подключается к линии, отводящей давление из корпуса двигателя в резервуар системы.Особенно положительным признаком мотор-редуктора является то, что катастрофические поломки встречаются реже, чем в большинстве других типов гидромоторов. Это связано с тем, что шестерни постепенно изнашивают корпус и / или главные втулки, постепенно снижая объемный КПД двигателя, пока он не станет практически бесполезным. Это часто происходит задолго до того, как износ приведет к заклиниванию или поломке устройства.
Героторные моторы [ править ]
Героторным двигателя, по существу , ротор с N-1 зубов, вращающийся от центра в ротор / статор с N зубов. Жидкость под давлением направляется в узел с помощью (обычно) аксиально размещенного пластинчатого распределительного клапана. Существует несколько различных конструкций, таких как двигатели Героллера (внутренние или внешние ролики) и двигатели Николса. Как правило, двигатели Героторы имеют скорость от низкой до средней и крутящий момент от среднего до высокого.
Осевые плунжерные двигатели [ править ]
Для высококачественных вращающихся приводных систем обычно используются плунжерные двигатели. В то время как скорость гидравлических насосов варьируется от 1200 до 1800 об / мин, оборудование, приводимое в движение двигателем, часто требует гораздо более низкой скорости. Это означает, что при использовании осевого плунжерного двигателя (рабочий объем не более 2 литров) обычно требуется редуктор. Для плавно регулируемого рабочего объема используются аксиально-поршневые двигатели.
Как и насосы поршневого (поршневого) типа, наиболее распространенной конструкцией двигателей поршневого типа является осевой. Этот тип двигателя наиболее часто используется в гидравлических системах. Эти двигатели, как и их аналоги с насосами, доступны как в конструкции с регулируемым, так и с фиксированным рабочим объемом. Типичные используемые (в пределах приемлемой эффективности) скорости вращения находятся в диапазоне от менее 50 об / мин до более 14000 об / мин. Эффективность и минимальная / максимальная частота вращения сильно зависят от конструкции вращающейся группы, и используется много различных типов.
Радиально-поршневые двигатели [ править ]
Радиально-поршневые двигатели бывают двух основных типов: поршни, толкающие внутрь, и поршни, толкающие наружу.
Поршни проталкиваются внутрь [ править ]
Тип коленчатого вала (например, гидравлические двигатели Staffa или SAI) с одним кулачком и поршнями, проталкивающимися внутрь, в основном является старой конструкцией, но имеет чрезвычайно высокие характеристики пускового момента. Они доступны с рабочим объемом от 40 см3 / об до примерно 50 л / об, но иногда их мощность может быть ограничена. Радиально-поршневые двигатели с коленчатым валом способны работать на "ползучих" скоростях, а некоторые могут плавно работать до 1500 об / мин, обеспечивая при этом практически постоянные характеристики выходного крутящего момента. Это делает их по-прежнему наиболее универсальным дизайном.
Радиально-поршневой двигатель с одним кулачком сам существует во многих различных конструкциях. Обычно разница заключается в способе распределения жидкости по разным поршням или цилиндрам, а также в конструкции самих цилиндров. Некоторые двигатели имеют поршни, прикрепленные к кулачку с помощью штоков (как в двигателе внутреннего сгорания), в то время как другие используют плавающие «башмаки» и даже телескопические цилиндры со сферическим контактом, такие как тип Parker Denison Calzoni. У каждой конструкции есть свои плюсы и минусы, такие как способность свободно вращаться, высокая объемная эффективность, высокая надежность и так далее.
Поршни выталкиваются наружу [ править ]
Типы кулачковых колец с несколькими кулачками (например, Black Bruin , Rexroth , Hägglunds Drives , Poclain , Rotary Power или Eaton Hydre-MAC) имеют кулачковое кольцо с несколькими кулачками, а поршневые ролики толкают кулачковое кольцо наружу . Это обеспечивает очень плавный выход с высоким пусковым крутящим моментом, но они часто ограничиваются в верхнем диапазоне скоростей. Этот тип двигателя доступен в очень широком диапазоне от примерно 1 л / об до 250 л / об. Эти двигатели особенно хороши для низкоскоростных приложений и могут развивать очень большую мощность.
Торможение [ править ]
Гидравлические двигатели обычно имеют дренажное соединение для внутренней утечки, а это означает, что при выключении силового агрегата гидравлический двигатель в системе привода будет медленно перемещаться, если на него действует внешняя нагрузка. Таким образом, для приложений, таких как кран или лебедка с подвешенным грузом, всегда существует потребность тормоза или фиксирующее устройство.
Использует [ редактировать ]
Гидравлические насосы, двигатели и цилиндры могут быть объединены в системы гидравлического привода . Один или несколько гидравлических насосов, соединенных с одним или несколькими гидравлическими двигателями, составляют гидравлическую трансмиссию . [1]
Гидравлические двигатели сейчас используются для многих приложений, таких как лебедки и приводы кранов, колесные двигатели для военной техники, самоходные краны, экскаваторы, приводы конвейеров и питателей, приводы охлаждающих вентиляторов, приводы смесителей и мешалок, вальцовые мельницы, приводы барабанов для варочных котлов, барабаны и печи для обжига, измельчители, буровые установки, траншеекопатели, мощные триммеры для газонов и машины для литья пластмасс. Гидравлические двигатели также используются в системах теплопередачи.
См. Также [ править ]
- Сису Немо
Ссылки [ править ]
- ^ a b «Аэронавтика - Гидравлика самолетов - Уровень 3 (Гидравлические двигатели)» . Учебная лаборатория аэронавтики для научных технологий и исследований. 2004-03-12. Архивировано из оригинала на 2014-07-24 . Проверено 27 января 2014 .
- ^ а б Пью, Б. (1980). Гидравлический век . Публикации по машиностроению. С. 82–83. ISBN 0-85298-447-2.
