Гидроприводы поворотного движения

В гидроприводах поворотного движения выходным звеном гидродвигателя является вал, поворачиваемый в пределах ограниченного угла. В качестве гидродвигателей используются пластинчатые и поршневые поворотные гидродвигатели.

Рис. 3.11. Схемы исполнения поворотных гидродвигателей

Поворотные пластинчатые гидродвигатели (рис. 3.11, а) состоят из корпуса 1, ограничительных упоров 2 и поворотного вала 3, на котором расположено некоторое количество пластин. Обычно число пластин составляет 1—3. С торцов корпус закрыт крышками. При поступлении рабочей жидкости в одно из входных отверстий 4 вал поворачивается, преодолевая момент нагрузки. Как и в предыдущих гидродвигателях перепад давлений в полостях гидродвигателя пропорционален нагрузке.

Теоретический крутящий момент гидродвигателя определяется зависимостью

,

где — перепад давления в полостях гидродвигателя; F — рабочая площадь пластины; l— плечо приложения равнодействующей гидравлической силы на пластину; z — число пластин.

Подставив

и ,

где D и d — диаметры цилиндрических поверхностей корпуса; b — ширина пластины, получим

, (3.20)

Теоретическая угловая скорость поворота вала гидродвигателя равна

,

где v - окружная скорость центра давления пластины; , Q_Г — расход жидкости, подводимый к гидродвигателю.

Подставив выражения для F и l, получим

, (3.21)

Поворотные пластинчатые гидродвигатели достаточно просты и не требуют преобразования поступательного движения в поворотное. Однако они имеют существенные недостатки: при высоких давлениях возможна значительная деформация боковых крышек; трудно осуществимо качественное уплотнение рабочих объемов; плохие динамические показатели гидродвигателя из-за влияния сжимаемости рабочей жидкости и значительных сил трения в уплотнениях.

Эти недостатки отсутствуют в поршневых поворотных гидродвигателях. Поворот выходного звена может осуществляться, например, с помощью реечнозубчатой передачи (рис. 3.11,е), в которой рейка закреплена на поршне 2 гидродвигателя. Перемещение поршня происходит как в обычном гидроцилиндре.

Теоретический крутящий момент гидродвигателя и угловая скорость поворота определяются зависимостями

, (3.22)

, (3.23)

где D — диаметр поршня; d — диаметр делительной окружности зубчатого колеса.

Условное графическое изображение поворотного двигателя показано на рис. 3.11, в.

Поворотные гидродвигатели применяют для перемещения рулей управления и стеклоочистителей самолетов, поворотных устройств станков, роботов и др.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие преимущества достигаются при замене нерегулируемого механического привода гидравлическим?

2. Назовите области применения группового гидропривода?

3. В каких случаях целесообразно применять аккумуляторный и насосно-аккумуляторный приводы вместо насосного гидропривода?

4. Как частота вращения вала гидромотора зависит от нагрузки на нем?

5. Что такое жесткость нагрузочной характеристики нерегулируемого гидропривода и чем она определяется?

6. Чем ограничена наибольшая нагрузка, которую может преодолеть гидропривод?

7. Какие преимущества и недостатки дает применение гидроцилиндра для осуществления поступательных движений по сравнению с гидромотором?

8. Назовите и обоснуйте область применения телескопических гидроцилиндров.

9. Как обеспечить выдвижение штока телескопического гидроцилиндра с постоянной скоростью?

10. Объясните причину, из-за которой шток гидроцилиндра, подключенного по дифференциальной схеме, перемещается с большей скоростью, чем при обычном подключении гидроцилиндра.

11. Что ограничивает применение одноштоковых гидроцилиндров для перемещения рабочих органов машин на большие расстояния?

12. Каково назначение и особенности применения поворотных пластинчатых гидродвигателей?