ОБЪЕМНЫЕ ГИДРОДВИГАТЕЛИ

По движению выходного звена различают гидромоторы, имеющие неограниченное вращательное движение выходного звена, поворотные гидродвигатели с ограниченным поворотным движением выходного звена и гидроцилиндры, выходное звено (шток) которых совершает возвратно–поступательное движение.

Гидромоторы

Из гидромоторов в приводах РТС чаще применяются поршневые, обладающие высокими значениями крутящего момента, широким диапазоном частоты вращения, низкими устойчивыми частотами вращения и высокими показателями качества переходных процессов. По ГОСТ 17752 – 81 их классифицируют по углу между осями блока и поршня на аксиально-поршневые, у которых оси поршней расположены к оси блока под углом не более 45Ои на радиально-поршневые, оси поршней которых расположены под углом более 45ок оси блока цилиндров. По способу передачи движения аксиально-поршневые делят: на гидромоторы с наклонным блоком, у которых оси выходного звена и блока цилиндров пересекаются; гидромоторы с наклонным диском, выходное звено которых расположено на одной оси с блоком цилиндров, а поршни связаны с торцовой поверхностью диска, наклонённого к этой оси; гидромоторы с профильным диском.

Радиально-поршневые кулачковые гидромоторы по расположению кулачка подразделяются на гидромоторы с внешним кулачком, кулачок которых расположен вокруг поршней, и на гидромоторы с внутренним кулачком, у которых поршни расположены вокруг кулачка.

Принцип работы аксиально-поршневого гидромотора с наклонной шайбой иллюстрируется схемой рис.2.3. Так же, как и в аналогичном насосе, шайба 1 установлена в корпусе под углом a к оси блока 2 цилиндров. В нерегулируемом гидромоторе шайба 1 неподвижна. Под поршни 3 подаётся масло под высоким давлением р1и вытесняется ими под низким давлением р2.

Рис.2.3.

Поршни, находящиеся под давлением р1, действуют на наклонную поверхность шайбы с силой Fp= р1S, где S – площадь торцевой поверхности поршня, м2. Тангенциальная составляющая Fтреактивной силы Fт = Fрtga = р1 S tga.

Крутящий момент на валу гидромотора от действия силы Fтна радиусе r:

MF = Fтr = р1S tga D sinφ/2.

Без учёта сил трения и инерции среднее значение крутящего момента, развиваемого гидромотором, может быть рассчитано по формуле, Нм:

M = (р1- р2) z S D tga/ (2π) , (2.6)

где z – число поршней; р1, р2– давления в напорной и сливной линиях гидромотора, Па, D – диаметр, на котором расположены поршни, м.

Нерегулируемые аксиально-поршневые гидромоторы типа Г15 – 2 имеют номинальный крутящий момент 9,4…136 Нм, в зависимости от размера; номинальное давление 6,3 МПа; диапазон частот вращения выходного вала – 60…90 при номинальном моменте и более 2000 – при крутящем моменте не более 0,7 Мном; время реверса 0,03…0,3 с [1].

В аксиально-поршневом гидромоторе с наклонным блоком (рис.2.4) блок цилиндров 1 передаёт вращение выходному валу 2, расположенному под углом a к блоку 1 и соединённому с ним карданом 3. Принцип работы гидромотора аналогичен гидромотору с наклонной шайбой, а среднее значение крутящего момента рассчитывается по формуле

M = (р1- р2) z S D sina/ (2p) (2.7)

Рис. 2.4

Блок цилиндров 1 соединяется с выходным валом 2 с помощью кардана 3. Вал 2 гидромотора, нагруженный значительными по величине осевыми и радиальными силами, имеет развитую опору, состоящую из радиально-упорных 4 и радиального 5 подшипников. Такая опора имеет размеры, одинаковые с размерами блока цилиндров 1. Поэтому при более высоком механическом КПД и передаваемом крутящем моменте, при одинаковом числе поршней и их диаметре, гидромотор с наклонным блоком имеет большие габариты в сравнении с гидромотором с наклонной шайбой.

Нерегулируемые гидромоторы 310 выпускают мощностью до 75 кВт, с номинальным давлением 20 МПа, номинальным крутящим моментом - до 748 Нм, минимальной частотой вращения вала – 50 об/мин [1]. Номинальная мощность регулируемых аксиально-поршневых гидромоторов 303 – 16.7…60 кВт, крутящий момент – 84…475 Нм, номинальное давление – 20 МПа, минимальная частота вращения вала – 50 об/мин.

ОАО «Омскгидропривод» по лицензии фирмы Danfoss выпускает героторные гидромоторы МГП с рабочим объемом 80…315 см3, крутящим моментом 150…300 Нм, частотами вращения 10…800, 10…210 об/мин в зависимости от исполнения, номинальным давлением 20 МПа [1].

Высокомоментные радиально-поршневые гидромоторы (рис.2.5), обеспечивают высокие крутящие моменты при небольших оборотах, что позволяет компоновать их непосредственно с рабочим органом РТК без редуктора.

Выходной вал 1 гидромотора в плоскости расположения поршней имеет поясок с эксцентриситетом е. Давлением масла р1в напорной гидролинии поршни 2, 3, 4 через шатуны 5 и башмаки 6 воздействуют на выходной вал с силой F, создавая крутящий момент М. При этом поршни 7, 8, 9 вытесняют масло под давлением р2в сливную гидролинию. Поршень 10, находящийся в верхней мёртвой точке, не потребляет и не вытесняет масло.

Рис.2.5

Каждый из поршней подключается к напорной и сливной линиям с помощью золотниковых распределителей, управляемых от кулачка, расположенного на выходном валу 1.

Гидромоторы типа МРФ и МР имеют по две группы поршней, управляемых от двух эксцентриковых поясков. Номинальное давление – 32 МПа; частота вращения – 4…960 об/мин; крутящий момент:

M = (р1- р2) S 2 e z k /(2π), (2.8)

где k – кратность.