Типы гидромоторов: Гидродвигатели. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций. – Гидронасосы и гидромоторы: типы и особенности

Содержание

Насосы и гидромоторы

3.5. Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы

Аксиально-поршневые гидромашины нашли широкое применение в гидроприводах, что объясняется рядом их преимуществ: меньшие радиальные размеры, масса, габарит и момент инерции вращающихся масс; возможность работы при большом числе оборотов; удобство монтажа и ремонта.

Аксиально-поршневой насос состоит из блока цилиндров 8 (рис.3.8) с поршнями (плунжерами) 4, шатунов 7, упорного диска 5, распределительного устройства 2 и ведущего вала 6.

Рис.3.8. Принципиальные схемы аксиально-поршневых насосов:
1 и 3 — окна; 2 — распределительное устройство; 4 — поршни;
5 — упорный диск; 6 — ведущий вал; 7 — шатуны; 8 — блок цилиндров
а — с иловым карданом; б — с несиловым карданом;
в — с точечным касанием поршней; г — бескарданного типа

Во время работы насоса при вращении вала приходит во вращение и блок цилиндров. При наклонном расположении упорного диска (см. рис.3.8, а, в) или блока цилиндров (см. рис.3.8, б, г) поршни, кроме вращательного, совершают и возвратно-поступательные аксиальные движения (вдоль оси вращения блока цилиндров). Когда поршни выдвигаются из цилиндров, происходит всасывание, а когда вдвигаются — нагнетание. Через окна 1 и 3 в распределительном устройстве 2 цилиндры попеременно соединяются то с всасывающей, то с напорной гидролиниями. Для исключения соединения всасывающей линии с напорной блок цилиндров плотно прижат к распределительному устройству, а между окнами этого устройства есть уплотнительные перемычки, ширина которых

b больше диаметра dк отверстия соединительных каналов в блоке цилиндров. Для уменьшения гидравлического удара при переходе цилиндрами уплотнительных перемычек в последних сделаны дроссельные канавки в виде небольших усиков, за счет которых давление жидкости в цилиндрах повышается равномерно.

Рабочими камерами аксиально-поршневых насосов являются цилиндры, аксиально расположенные относительно оси ротора, а вытеснителями — поршни. По виду передачи движения вытеснителям аксиально-поршневые насосы подразделяются на насосы с наклонным блоком (см. рис.3.8, б, г) и с наклонным диском (см. рис.3.8, а, в). Известные конструкции аксиально-поршневых насосов выполнены по четырем различным принципиальным схемам.

Насосы с силовым карданом (см. рис.3.8, а) приводной вал соединен с наклонным диском силовым карданом, выполненным в виде универсального шарнира с двумя степенями свободы. Поршни соединяются с диском шатунами. При такой схеме крутящий момент от приводящего двигателя передается блоку цилиндров через кардан и наклонный диск. Начальное прижатие блока цилиндров распределительному устройству обеспечивается пружиной, а во время работы насоса давлением жидкости. Передача крутящего момента блоку цилиндров необходима для преодоления сил трения между торцом блока цилиндров и распределительным устройством.

В насосах с двойным несиловым карданом (см. рис.3.8, б) углы между осью промежуточного вала и осями ведущего и ведомого валов принимают одинаковыми и равными 1 = 2 = /2. При такой схеме вращение ведущего и ведомого валов будет практически синхронным, а кардан полностью разгруженным, так как крутящий момент от приводящего двигателя передается блоку цилиндров через диск 5, изготавливаемый заодно с валом 6.

Насосы с точечным касанием поршней наклонного диска (см. рис.3.8, в) имеют наиболее простую конструкцию, поскольку здесь нет шатунов и карданных валов. Однако для того, чтобы машина работала в режиме насоса, необходимо принудительно выдвижение поршней из цилиндров для прижатия их к опорной поверхности наклонного диска (например, пружинами, помещенными в цилиндрах). По такой схеме чаще всего изготовляют гидромоторы типа Г15-2 (рис.3.9). Эти машины выпускаются небольшой мощности, т.к. в местах контакта поршней с диском создается высокое напряжение, которое ограничивает давление жидкости.

Рис.3.9. Аксиально-поршневой гидромотор типа Г15-2:
1 — вал; 2 — манжета; 3 — крышка; 4, 9 — корпус; 5, 16 — подшипник;
6 — радиально упорный подшипник; 7 — барабан; 8 — поводок; 10 — ротор;
11 — пружины; 12 — дренажное отверстие; 13 — распределительное устройство;
14 — полукольцевые пазы; 15 — отверстие напорное; 17 — поршни; 18 — шпонка; 19 — толкатель

Аксиально-поршневые машины бескарданного типа (см. рис.3.8, г) блок цилиндров соединяется с ведущим валом через шайбу и шатуны поршней. По сравнению с гидромашинами с карданной связью машины бескарданного типа проще в изготовлении, надежнее в эксплуатации, имеют меньший габарит блока цилиндров. По данной схеме отечественной промышленностью выпускается большинство аксиально-поршневых машин серии 200 и 300 (рис.3.10).

Рис.3.9. Аксиально-поршневой гидромотор типа Г15-2:

1 — вал; 2 — манжета; 3 — крышка; 4, 9 — корпус; 5, 16 — подшипник;
6 — радиально упорный подшипник; 7 — барабан; 8 — поводок; 10 — ротор;
11 — пружины; 12 — дренажное отверстие; 13 — распределительное устройство;
14 — полукольцевые пазы; 15 — отверстие напорное; 17 — поршни; 18 — шпонка; 19 — толкатель

Структура условного обозначения аксиально-поршневых машин серий 200 и 300 приведена на рис.3.11.

Подача (расход) аксиально-поршневой гидромашины зависит от хода поршня, который определяется углом γ наклона диска или блока цилиндров ( γ < 25 ). Если конструкция гидромашины в процессе ее эксплуатации допускает изменение угла γ, то такие машины регулируемые. При изменении угла наклона шайбы или блока цилиндров с + γ до — γ достигается реверсирование направления потока жидкости или вращения ротора гидромашины.

Рис.3.11. Структура условного обозначения

аксиально-поршневых гидромашин серий 200 и 300

Подачу для машин с бесшатунным приводом определяют по формуле:

а для машин с шатунным приводом

где d — диаметр цилиндра; D и D — диаметр окружности, на которой расположены центры окружностей цилиндров или закреплены шатуны на диске; D tg γ и D’ sin γ — ход поршня при повороте блока цилиндров на 180 ; z — число поршней (z = 7, 9, 11).

Крутящий момент аксиально-поршневого гидромотора определяют по формуле:

Наверх страницы

КАК РАБОТАЕТ ГИДРОМОТОР

Принцип действия гидравлического мотора прост и соответствует требованиям надежности к этому механизму. При работе гидромотора происходит преобразование энергии жидкости (подача рабочей жидкости под давлением) в механическую энергию (съем с вала крутящего момента). Сам процесс описывается, как периодическое заполнение рабочей камеры жидкостью при дальнейшем её вытеснении. Слив происходит с потерей давления, что позволяет получить полезный перепад давления, который и трансформируется в механическую энергию.

Преимущество, которым обладают гидромоторы обусловлено широким диапазоном регулирования частоты вращения. Так при использовании гидрораспределителя или других средств, регулирующих движение вала, можно добиться показателей 30-40 об/мин, а гидромоторы специального исполнения позволяют задать параметры 1-4 об/мин.

По конструктивным особенностям гидромоторы подразделяются на следующие типы:

  • Шестеренные;
  • Пластинчатые;
  • Радиально-поршневые;
  • Аксиально-поршневые;

Принцип действия шестеренных гидромоторов

Шестеренные гидромоторы работают по принципу подачи давления жидкости на шестерни с неуравновешенными зубьями, что придает им вращение. Преимущество данного типа гидравлического мотора заключается в простоте конструкции и возможности достижения частоты вращения до 10000 об/мин (специальное исполнение). Обычная частота вращения достигает 5000 об/мин при установленном давлении рабочей жидкости — 200 bar. К недостаткам шестеренного гидромотора относится низкий коэффициент полезного действия, который не превышает значения 0,9.

Пластинчатые гидромоторы

В пластинчатых гидромоторах рабочие камеры образуются вытеснителями, пластинами расположенными на роторе. Для герметичности камер применяются пружины под пластинами, обеспечивая их постоянное прижимное усилие к стенкам статора. Ось ротора смещена относительно оси статора и при подаче рабочей жидкости объем камеры всасывания увеличивается, а объем камеры, из которой происходит нагнетание, уменьшается. К недостаткам механизмов подобного типа относят низкую ремонтопригодность и невозможность эксплуатации агрегата при низких температурах (залипание пластин).

Радиально-поршневые гидромоторы

Радиально-поршневые гидромоторы применяются при относительно высоком давлении рабочей жидкости (от 10 мПа). Камерами в гидромоторе являются цилиндры, расположенные радиально, соответственно роль вытеснителей играют поршни. Под воздействием высокого давления рабочие камеры приводят в движение вал мотора. Механизм распределения на валу поочередно соединяет камеры с линиями давления и слива рабочей жидкости.

Аксиально-поршневые гидромоторы

Аксиально-поршневые гидромоторы работают по уже известному принципу — рабочие камеры, это цилиндры, аксиально расположенные относительно оси ротора, а вытеснители — поршни. Цилиндры располагаются вокруг оси вращения или под небольшим углом к ней. Во время вращения вала вращаются и блоки цилиндров. При выдвижении поршней из цилиндров происходит всасывание жидкости, а при обратном движении поршней осуществляется нагнетание.

Основные неисправности гидромоторов

Практически все виды неисправностей в гидромоторах относятся к механическим повреждениям и износу деталей участвующих в передаче крутящего момента. Образование задиров, повышенный износ, разрушение уплотнений — все это ведет к замедленной работе механизма и потери мощности агрегата. Обнаружение неисправности и ремонт гидродвигателей осуществляется в специализированных мастерских, обладающих необходимым инструментарием и диагностическим оборудованием.

Тихоходные гидромоторы — принцип действия

Здравствуйте, дорогие друзья. В прошлых статьях я рассказывал о характеристиках и классификации гидромоторах, а также о принципе действия шестерённых гидромоторах. А сегодня мы рассмотрим тихоходные гидромоторы, их принцип действия и классификацию.

Как уже говорилось:

Тихоходные гидромоторы при небольшой скорости вращения способны развивать высокий крутящий момент.

Тихоходные гидромоторы еще называют LSHT гидромоторами. Данная аббревиатура произошла от английского выражения Low speed — High torque motors, что обозначает — низкоскоростные двигатели с высоким моментом.

Итак, начнем!

Тихоходные гидромоторы (Гидромоторы типа LSHT)

Тихоходные гидромоторы на основе планетарных шестерен с центральным валом

Гидромоторы с планетарными шестернями имеют большую величину рабочего объема при ограниченных габаритных размерах.

Это достигается за счет того, что на каждый оборот приводного вала приходится большое число тактов вытеснения.

К гидромотору рабочая жидкость подводится через линию А и отводится через линию В.

Гидромотор с планетарными шестернями

В распределителе (2), запрессованном в корпус (1), предусмотрены два кольцевых канала (13) для подвода и отвода жидкости и 16 продольных желобков распределительной шайбы (10), которая соединена с валом (4) с помощью шлицевого соединения. Таким образом, ротор (6) и распределительная шайба (10) вращаются с одинаковой скоростью.

Радиально расположенные пазы (11) (см. Рис. Элементы распределения потока) на распределительной шайбе соединяют распределитель (2) с рабочими камерами, образованными внутренней поверхностью полого колеса (7), наружной поверхностью ротора, внутренними роликами (8) и боковыми поверхностями.

В распределителе половина из имеющихся 16-ти продольных желобков соединена с напорной линией, а другая половина — со сливной.

Все рабочие камеры, которые в определенный момент увеличивают свой объем, соединяются с помощью распределительной шайбы с напорной линией, а все камеры с уменьшающимся объемом соединяются с линией пониженного давления (сливной линией).

Давление в рабочих камерах создает крутящий момент на роторе. При этом полое колесо (7) опирается на внешние ролики (9).

Каждый раз, когда достигается минимальный или максимальный объем рабочей камеры, производится переключение. На каждый оборот вала происходит до 8-ми процессов изменения объема каждой из камер. Таким образом, всего происходит 7 х 8 = 56 тактов вытеснения. Данное обстоятельство объясняет сравнительно высокую величину рабочего объема гидромотора.

Элементы распределения потока

Встроенные обратные клапаны отводят внутренние утечки в линию низкого давления. Если давление в этой области превосходит заранее определенное значение, необходимо соединение дренажной линии с резервуаром.

Двусторонний вал (рис. Гидромотор с планетарными шестернями и двусторонним валом) позволяет встроить тормоз или подключить, например, датчик частоты вращения.

Гидромотор с планетарными шестернями и двусторонним валом

 

Героторные тихоходные гидромоторы

При использовании этого конструктивного принципа крутящий момент от вращающегося ротора (2) к приводному валу (3) передается не через полое колесо, а через встроенный внутрь карданный вал (1).

Подводимая к гидромотору рабочая жидкость распределяется через пазы (4) приводного вала и через отверстия в корпусе подается в рабочие камеры и сливается из них.

Героторный гидромотор

 

Основные параметры:

Рабочий объем примерно от 10 до 1000 смМаксимальное давление до 250 бар

Частота вращения примерно от 5 до 1000 мин-1

Принцип действия многотактных поршневых гидромоторов

При использовании этого конструкционного принципа каждый поршень за один оборот вала выполняет несколько рабочих тактов. Таким образом, достигается высокое значение рабочего объема и, следовательно, — крутящего момента.

Через каналы (1) и систему управления (2) управляющие окна (3) соединены с напорной и сливной линиями. В зависимости от текущего положения жидкость или поступает в рабочие камеры (5), или сливается из них.

Принцип действия многотактных поршневых гидромоторов

Поршень (4) опирается через шарик или ролик (7) на профильную поверхность сопряженной детали (8).

Усилие F, которое преобразуется в крутящий момент, зависит от усилия Рд (площадь поршня, умноженная на рабочее давление) и угла подъема а профильной поверхности.

Многотактные поршневые моторы имеют два конструктивных исполнения:

•    С неподвижным валом, содержащим устройства распределения и подвода, и вращающимся корпусом (примеры см. раздел 3.2.3.1).

•    С неподвижным корпусом, содержащим устройства распределения и подвода, и вращающимся валом (примеры см. разделы 3.2.3.2 и 3.2.4).

Гидромоторы, работающие по многотактному принципу, имеют очень хорошие свойства по тихоходно-сти и применяются для широкого круга задач.

Принцип действия многотактных поршневых гидромоторов

Многотактные аксиально-поршневые тихоходные гидромоторы с вращающимся корпусом

Тихоходные гидромоторы этого типи конструктивного исполнения отличается компактностью.

Устройства распределения и подвода рабочей жидкости расположены внутри вала гидромотора.

Аксиально-поршневой гидромотор с вращающимся корпусом и неподвижным валом

Два профильных диска (4) жестко соединены с валом (1). Роторные поршневые группы в осевом направлении взаимодействуют с дисками и передают крутящий момент на вращающийся корпус.

Пружины (3) обеспечивают постоянный поджим поршней к профильным дискам. Если пружины удалены, а к корпусу подведено небольшое давление (1 бар), то для данного мотора возможен режим холостого хода.

Благодаря своей компактности гидромоторы очень хорошо приспособлены для колесного или лебедочного приводов.

Аксиально-поршневой гидромотор с вращающимся корпусом в роли колесного привода

 

Основные параметры:

Рабочий объем от 200 до 1000 см3

Максимальное рабочее давление до 250 бар

Частота вращения от 5 до 300 мин-1

Максимальный крутящий момент до 3800 Нм

Встраиваемое исполнение многотактного гидромотора

Лебедка (ворот) в сборе — тросовый барабан выполняет функцию корпуса для встраиваемого гидромотора

Многотактные аксиально-поршневые тихоходные гидромоторы с вращающимся валом

Аксиально-поршневые тихоходные гидромоторы имеют устройства распределения и подвода (б) рабочей жидкости которые находятся в корпусе (5).

Профильный диск (4) жестко связан с корпусом (2), а роторно-поршневая группа (3) соединена с валом (1) через шлицевое соединение (7).

За один оборот вала каждый поршень совершает несколько тактов движения.

Многотактный аксиально-поршневой гидромотор с вращающимся валом

Основные параметры:

Данные тихоходные гидромоторы имеют возможность установки двустороннего вала для встройки тормоза или датчика частоты вращения.

Рабочий объем от 200 до 1500 см

Максимальное рабочее давление до 250 бар

Частота вращения от 5 до 500 мин-1

Максимальный крутящий момент до 5000 Нм


Дорогие друзья, на этом тема тихоходных гидромоторов закончена. Ваши вопросы, пожелания и предложения прошу оставлять в комментариях.

Всего наилучшего!

 

Теги: гидравлические системы, гидромоторы

Простой и правильный подбор гидромотора

Подробности
Категория: Новости
Опубликовано 08.10.2019

Зубчатые колеса гидромотора обработаны чрезвычайно туго, и в качестве последнего шага они «вбиваются».

Зубчатые колеса работают со скоростью и давлением, которые действуют как конечный процесс обработки, удаляя достаточно материала, чтобы насос или гидромотор могли работать при номинальном давлении и скорости. Этот зазор зубчатой ​​передачи устанавливается на максимумы, когда продукт эксплуатируется на уровне ниже максимального, и эффективность будет снижаться, также, если вы хотите купить гидромотор учитывайте прежде всего среду в которой гидромотор будет работать.

Типы гидромоторов в России

Существуют различные типы гидравлических двигателей, и каждый тип двигателя — зубчатый, лопастной, линейный поршень, поршень с изогнутой осью и радиальный поршневой двигатель — имеет определенный профиль производительности. Таким образом, знание требований к производительности и того, какой тип масляного гидромотора наилучшим образом соответствует цели, является первым шагом. Затем необходимо оценить конструктивные преимущества ваших вариантов двигателя, а также степень сложности, которую вы хотите для всей системы.

В конце концов, все восходит к ожиданиям производительности. Некоторые имеют серьезные рабочие циклы, а другие нет. Например, если вы планируете использовать низкоэффективный, более легкий двигатель в цикле с более высокой нагрузкой, срок службы двигателя будет меньше (стоит учитывать это прежде чем купить гидромотор хода), чем срок службы двигателя с более высокой нагрузкой, который предназначен для работы в этих средах. Важно понимать, какие рабочие давления и потоки требуются для двигателя, выбранного для достижения ожидаемых эксплуатационных характеристик.

Каждый тип гидравлического двигателя имеет свой собственный набор приложений, где они являются лучшим выбором, чем другие. Например, если небольшой редукторный двигатель, предназначенный для работы при максимальных значениях, двигатель будет работать в «избыточном» напряженном состоянии и иметь сокращенный срок службы — даже если это технически в пределах его рейтингов, соответственно купить гидромотор такого типа нецелесообразно.

Окончательное решение всегда будет зависеть от того, что требуется с точки зрения производительности.

  • Поршневые гидромоторы. С поршневым гидромотором поршни обрабатываются с заданными допусками. В зависимости от количества поршней и конструкции изделия, количество утечек или неэффективность будут ограниченными и постоянными. С поршневым гидромотором связано больше деталей и более точная обработка, что означает большую стоимость и купить гидромотор такого типа можно для точной работы.
  • Осевые и изогнутые оси гидромоторов. Аксиально-поршневые имеют поршень, который вращается по кругу — ход, параллельный приводному валу. Изменяя размер и ход поршня, вы можете увеличить или уменьшить рабочий объем насоса или масляного гидромотора. Продукты изогнутой оси аналогичны, но используют вращающуюся группу под углом к ​​выходному валу. Вращающаяся группа согнутой оси имеет более крутой угол, чем осевой поршень. Дополнительный ход позволяет продукту изогнутой оси использовать меньшие поршни, чтобы соответствовать тому же общему смещению, что и осевые.
  • Радиально-поршневые. Существуют также радиально-поршневые. При использовании радиального поршня рабочий поршень действует перпендикулярно приводному валу. Радиальная конструкция позволяет использовать очень большие поршни. Они могут быть использованы в очень больших, очень медленных, с высоким крутящим моментом техниках. С этим типом двигателя вы могли бы видеть очень высокий выходной крутящий момент, плавно работающий со скоростью от 1 до 5 оборотов в минуту без коробки передач.

По мере того, как мы создаем прототип нового процесса, мы узнаем все о механизмах, которые могут помочь нам принимать более обоснованные решения относительно дизайна и выбора масляного гидромотора.

При более высоких оборотах и ​​давлении редукторный двигатель будет хорошим выбором, так как общая эффективность будет расти. Редукторы имеют низкие требования к техническому обслуживанию и очень долговечны. Однако в этом случае мотор-редуктор не лучший выбор. Есть также низкоскоростные двигатели с высоким крутящим моментом, которые могут быть очень эффективными, но скорости у них слишком медленные для применения.

Кроме того, можно использовать гидравлический насос, чувствительный к нагрузке с разомкнутым контуром, который управляет несколькими скоростями двигателя в зависимости от размера отверстия в коллекторе.

Типы гидравлических систем и их принципиальные схемы

На принципиальной схеме изображена конструкция гидравлической системы.

Отдельные гидроприборы обозначены условными знаками согласно ГОСТу-2.782 и соединены друг с другом.

Соединения отдельных магистралей обозначены на принципиальных схемах линиями.

С помощью принципиальной схемы можно разобраться в режиме работы гидросистемы.

К подробным функциональным схемам, как правило, прилагается еще и диаграмма работы гидросистемы, позволяющая точно воспроизвести последовательность включения отдельных установок или машин.

Анализируя принципиальные схемы, можно сказать, что элементы схем повторяются в различных гидросистемах.

 

Простая (открытая) гидросистема

 

На рисунке изображена простая гидравлическая система.

Насос 1 с нерегулируемой подачей всасывает рабочую жидкость из резервуара и подает ее в гидравлическую систему. Распределитель с ручным управлением 4 находится в нейтральном положении. Рабочая жидкость циркулирует из насоса в бак 2 почти без напора. Распределитель удерживается в нейтральном положении с помощью двух пружин (центрирующие пружины).

При включении распределителя 4 (левое положение, обозначенное параллельными стрелками) рабочая жидкость поступает в полость поршня гидроцилиндра 5.

Шток поршня выдвигается. Скорость выдвижения зависит от подачи насоса и размера гидроцилиндра (площади поршня).

Усилие, возникающее на штоке поршня, зависит от площади поршня и максимального давления в гидросистеме. Максимальное давление в гидросистеме и, следовательно, нагрузка гидросистемы регулируется с помощью клапана ограничения давления 3.

Величина давления в гидросистеме определяется преодолеваемым сопротивлением потребителя и измеряется манометром 6.

Гидросистема с распределителями последовательного включения

 

Если удлинить магистраль слива первого гидравлического распределителя простой гидросистемы, установив на ней один или несколько распределителей, то мы получим так называемое последовательное включение.

При последовательном включении необходимо, чтобы сила и скорость включаемых одновременно потребителей регулировалась.

Точнее говоря, дело обстоит следующим образом. Чтобы привести в движение гидроцилиндр 2, необходимо давление, соответствующее силе подъема и площади поршня. Это давление действует на кольцевую поверхность поршня цилиндра 1. Действующее на цилиндр 1 давление складывается из внешнего усилия, действующего на шток поршня, и давления, состоящего из давления, действующего на цилиндр 2, и площади кольцовой поверхности поршня цилиндра 1.

Если давление, действующее на цилиндр 1, больше суммы действующих сил, то оба гидроцилиндра выдвигаются. Отношение скоростей движения гидроцилиндров 1 и 2 пропорционально отношению плошади поршня цилиндра 2 к кольцевой поверхности цилиндра 1.

Циркулирующая гидравлическая жидкость через фильтр сливается в бак.

 

 

 

Параллельное включение элементов распределителей

 

Каждый распределитель соединен с каналом Р, все потребители управляются одновременно.

Распределение рабочей жидкости производится в соответствии с сопротивлением в гидросистемах потребителей.

Параллельное включение элементов распределителей

 

Каждый распределитель соединен с каналом Р, все потребители управляются одновременно.

Распределение рабочей жидкости производится в соответствии с сопротивлением в гидросистемах потребителей.

    

 

Сдвоенная схема

 

Подача рабочей жидкости производится только через циркуляционный канал.

Потребители включаются не одновременно.

Эта схема применяется в качестве предохранительной схемы.

    

 

Последовательное включение

 

Используется слив рабочей жидкости.

Рабочая жидкость от потребителя 1 сливается в распределитель 2.

Таким образом, потребитель 2 имеет принудительное управление, т.е. скорости потребителей зависят от подачи рабочей жидкости, а рабочие давления суммируются.

 

Гидравлическая система с параллельным включением нескольких распределителей

 

Насос 1, подача которого регулируется с помощью регулирующего двигателя 2, всасывает отфильтрованную жидкость и подает ее в соседнюю гидросистему. Через магистральные ответвления и гидравлические распределители 5, 6 и 7 рабочая жидкость поступает в гидроцилиндры 8, 9 и 10.

Распределители и, следовательно, потребители, расположены параллельно.

На схеме распределители 5 и 6 в нейтральном положении перекрывают точки подключения Р, А, В и Т.

Когда распределитель 7 находится в правом положении, точка подключения Р закрыта.

Клапан ограничения давления 3 регулирует давление в гидросистеме перед распределителями, которого величина снимается нажатием клавиши 3/2-распределителя 4 на манометру.

В качестве потребителей на схеме изображены телескопический гидроцилиндр двустороннего действия 8, дифференциальный гидроцилиндр 9 с постоянным демпфированием поршня и гидроцилиндр одностороннего действия и возвратной пружиной 10.

При параллельном включении нескольких цилиндров могут двигаться одновременно лишь в том случае, если имеется достаточное количество рабочей жидкости, с помощью которой можно поддержать необходимое рабочее давление.

В противном случае давление устанавливается по минимальному сопротивлению, то есть вначале выдвигается цилиндр с минимальным давлением.

Когда первый цилиндр достиг конечного положения, давление нарастает, достигая величины, требуемой для выдвижения следующего цилиндра. Выдвижение цилиндров происходит поочередно в зависимости от давления, требуемого для преодоления нагрузки.

 

 

Гидравлическая система с трехкаскадным дистанционным ограничителем давления

 

Если в гидравлической установке возникает необходимость применить трехкаскадное управление давлением, то это делается путем подключения двух дополнительных клапанов ограничения давления или двух клапанов предварительного управления.

На принципиальной схеме изображен клапан ограничения давления 1 с предварительным управлением, который с помощью распределителя 2 соединяется с одним из двух клапанов предварительного управления 3 или 4.

Когда гидравлический распределитель 2 находится в нейтральном положении, клапаны 3 и 4 соединяются с баком. Давление в гидросистеме устанавливается на клапане ограничения давления 1. Когда к распределителю 2 подключается напорный клапан 3 или 4 (в данном случае клапаны предварительного управления), то давление подается одновременно на клапан 1 и 3 или 4. Это означает, что на клапане 1 устанавливается максимальное рабочее давление. а в подключенном напорном клапане 3 или 4 более низкое давление. Эта схема может применяться и в качестве дистанционного управления гидроцилиндрами.

 

Гидравлическая система с дифференциальным включением цилиндра

 

Широко распространена так называемая дифференциальная схема. Особенность этой схемы является то, что в полости штока 1 гидроцилиндра постоянно находится сжатая рабочая жидкость, а полость поршня 2 через трехходовой распределитель 3 нагружается или разгружается в направлении бака.

Отношение действующих на шток поршня сил соответствует отношению площадей сторон поршня и штока. Отсюда и название «дифференциальная схема».

Эта схема применяется в гидравлических зажимах с малогабаритными насосами.

При выдвижении штока поршня рабочая жидкость 4 вытесняется из полости штока и вместе с рабочей жидкостью насоса 5 подается на противоположную сторону в полость поршня.

Разумеется, при применении подобной схемы следует помнить, что усилие штока поршня соответствует разности площадей поверхности поршня и кольцевой поверхности поршня, иными словами, это усилие соответствует площади штока поршня.

Если выбранное нами отношение площадей кольцевой поверхности поршня и поверхности поршня составляет 1:2, то скорость выдвижения и скорость возврата штока поршня дифференциального цилиндра одинаковы.

В этом состоит преимущество данной схемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гидравлическая система с двойной блокировкой гидроцилиндра

 

В этой гидросистеме, если необходимо зажать гидроцилиндр в обоих направлениях движения, зафиксировав его в нужном положении, применяется сдвоенный обратный клапан 1 с деблокировкой в обоих направлениях. Когда распределитель находится в положении, изображенном на схеме, цилиндр невозможно сдвинуть с места усилием извне.

В зависимости от направления приложения силы левый или правых обратный клапан герметически перекрывает отток рабочей жидкости.

Для выдвижения или возврата гидроцилиндра из подводящей стороны включается расположенный в магистрали слива обратный клапан.

Когда гидравлический распределитель занял нейтральное положение, следует обратить внимание на то, чтобы обе точки подключения деблокируемых обратных клапанов были разгружены в направлении магистрали бака. Только тогда можно обеспечить быстрое и точное закрытие конуса клапанов и герметичность перекрытий.

Гидравлическая система c клапаном наполнения и обратным клапаном с гидравлическим управлением

 

Когда на рабочий гидроцилиндр в гидравлической системе постоянно действует нагрузка (например, суппорт протяжного станка), то гидроцилиндр необходимо предохранить от опускания из-за утечки в гидравлическом распределителе. Это достигается с помощью установленного в сливной магистрали обратного клапана 1 с деблокировкой. Кроме того, необходимо установить клапан противодавления (клапан подключения давления 2). Давление открытия этого клапана примерно на 10% выше веса удерживаемого груза.

При этом возникает эффект гидравлической противодействующей силы.

И только после подачи давления на сторону поршня (А) это «предварительное напряжение» удается преодолеть. В результате поршень опускается.

Скорость опускания регулируется с помощью регулятора потока 3.

Подключенный параллельно к регулятору потока обратный клапан позволяет осуществлять быстрый подъем груза.

 

 

Гидравлическая система с регулированием давления в первом гидроцилиндре и подключением второго цилиндра для выдвижения и возврата

 

Перед нами упрощенная гидросистема зажимного устройства с подачей сверла. На ней представлен принцип гидравлического последовательного включения в зависимости от давления.

На практике необходимо следить за тем, чтобы проводился контроль положения гидроцилиндра и давления с целью, получения очередного сигнала, в зависимости от выше указанных контролируемых величин. Это на схеме не показано.

4/2-распределитель 1, приводимый в движение педалью, удерживается в исходном положении с помощью пружины. Оба цилиндра (подача сверла и гидравлический зажим) втянуты.

При включении распределителя 1 точка подключения Р соединяется с точкой подключения 8, а точка подключения А с точкой подключения Т.

Рабочая жидкость через открытый в исходном положении клапан регулирования давления 2 поступает в цилиндр гидравлического зажима. Цилиндр выдвигается. Канал, соединяющий цилиндр подачи сверла, перекрыт клапаном подключения давления 3.

После того, как цилиндр зажимного устройства занял заданное положение, давление нарастает. В цилиндре зажимного устройства устанавливается регулируемое клапаном 2 давление. В линии насос-клапан регулирования давления давление возрастает до тех пор, пока не достигнет величины, установленной на клапане подключения давления 3.

Когда заданное давление достигнуто, клапан 3 открывается и цилиндр подачи сверла выдвигается со скоростью, установленной на регуляторе потока 5. Возврат цилиндров производится в обратном порядке. Цилиндр зажимного устройства отпускает заготовку только после того, как цилиндр механизма подачи сверла вернулся в исходное положение.

Такая последовательность возврата определяется клапаном подключения давления 4. После того, как пружина вернула распределитель 1 в исходное положение, начинается возврат цилиндров. Рабочая жидкость вначале поступает в цилиндр механизма подачи сверла.

В этот момент канал, ведущий к цилиндру зажимного механизма, перекрыт клапаном подключения давления 4.

Когда цилиндр подачи сверла достиг конечного положения, давление продолжает нарастать. Как только достигается давление, установленное на клапане 4, этот клапан открывает канал цилиндра зажимного механизма и цилиндр начинает возвратное движение.

В гидросистеме применяется саморегулирующий насос с компенсацией давления и регулируемой подачей (например, лопастной насос тип V3). Таким образом, максимальное рабочее давление устанавливается непосредственно на насосе.

 

Гидравлическая система пресса с клапаном наполнения и цилиндром ускоренного хода

 

Как правило, гидравлические прессы обладают большой мощностью. Поэтому в гидравлических системах для прессов применяются гидравлические цилиндры большого объема.

Для обеспечения ускоренного хода поршня вместо дорогостоящих насосов больших объемов применяют так называемые наполнительные клапаны, которые по существу являются крупногабаритными обратными клапанами с гидроуправлением.

Эти клапаны имеют следующий принцип действия:

Предположим, что ползун пресса находится в верхнем (исходном) положении, а движение вниз управляется 4/3-распределителем 6 (положением скрещенных стрелок ), который подает давление на оба цилиндра ускоренного хода 1.

Рабочая жидкость, необходимая для привода ползуна пресса 2, поступает из бака над ползуном 3 через открываемый обратный клапан 4.

После того, как плита пресса прижата к заготовке, сопротивление повышается и давление в гидросистеме нарастает. Открывается регулируемый клапан подключения давления 5 и рабочая жидкость подается в полость цилиндра ползуна пресса. На все три поверхности поршня подается максимальное давление.

Наполнительный клапан перекрывает магистраль бака над ползуном 3. При возврате полости поршня (А) цилиндров ускоренного хода разгружаются, а в полости штоков (В) под давлением подается рабочая жидкость.

Одновременно через магистраль управления давление подается в точку подключения X наполнительного клапана. С помощью цилиндра управления открывается основной конус и рабочая жидкость стекает в бак над ползуном.

 

Гидравлическая система синхронного хода нескольких гидроцилиндров

 

Одним из распространенных способов синхронизации хода гидравлических цилиндров является так называемый «гидравлический боуденовский трос». Правда, применение боуденовского троса в гидравлических системах связано с определенными затратами.

Два гидроцилиндра одинаковых размеров со сплошными поршневыми штоками последовательно подключаются друг к другу. Благодаря этому второй цилиндр повторяет движение первого цилиндра, на который подается давление насоса. Поскольку обе последовательно включенные полости цилиндров столб жидкости только перемещают, ход цилиндров вследствие внутренних, а возможно и внешних утечек, без подпитки может измениться.

Во избежание нежелательных последствий такого изменения хода поршней полость «боуденовского троса» с помощью расположенного справа 4/3-распределителя 2 через каждый ход соединяется кратковременно с магистралью подачи насоса или бака.

Неравномерный ход поршня имеет следующие причины:

а) левый цилиндр первым возвращается в верхнее конечное положение и включает концевой выключатель 3.

Причина: недостаток жидкости между цилиндрами.

Способ устранения: с помощью левого концевика 3 включить магнит «а» гидравлического распределителя 2. Рабочая жидкость будет поступать в магистраль управления до тех пор, пока правый цилиндр также не включит концевой выключатель. Магнит «а» снова отключается.

б) Правый цилиндр первым возвращается в верхнее конечное положение и включает концевой выключатель 4.

Причина: избыток жидкости между цилиндрами.

Способ устранения: с помощью правого концевика 4 включить магнит «b» распределителя 2.

Этим открывается гидравлически деблокируемый обратный клапан 5 и жидкость стекает до тех пор, пока левый цилиндр также не займет конечное положение.

С помощью левого концевого выключателя 3 магнит «b» отключается. В этом случае синхронность хода поршня зависит не только от количества жидкости между цилиндрами, но и от точности исполнения обоих цилиндров.

Общеизвестен тот факт, что в технике невозможно изготовить две абсолютно одинаковые детали.

Поскольку подпиточный распределитель 2, как правило, имеет золотниковую конструкцию, возникает определенная утечка.

Поэтому необходимым условием надежной работы всей системы является установка седельного обратного клапана 5.

 

Закрытая гидравлическая система

 

Под закрытой гидросистемой следует понимать гидросистему в которой используется насос 1, а вместо гидроцилиндра — гидродвигатель 2.

Рабочая жидкость в такой гидросистеме поступает из насоса в гидродвигатель, а оттуда снова во всасывающую магистраль насоса.

Как правило, в закрытой гидросистеме применяется гидронасос с регулируемой подачей в обоих направлениях.

Для практического использования закрытой гидросистемы необходимо следующее дополнительное оборудование.

 

Ограничители давления

 

Оба регулируемых предохранительных клапана 3 и 4 ограничают давление на стороне высокого давления и защищают гидросистему от перегрузок. Рабочая жидкость стекает на сторону низкого давления. Клапаны ограничения давления одновременно служат для торможения гидродвигателя при нулевой подаче насоса.

 

Промывочный клапан и подпиточный контур

 

Промывочный клапан 5 является распределителем с гидравлическим управлением. Когда подача насоса 1 равна нулю, подпиточный насос б через промывочный клапан 5, находящийся в среднем положении, предохранительный клапан 7 и радиатор охлаждения 8 сливает жидкость в бак.

С помощью предохранительного клапана 7 устанавливается подпиточное давление (низкое давление). Оно составляет, как правило, 8 — 15 бар.

Когда насос осуществляет подачу рабочей жидкости, то есть когда в гидродвигатель поступает жидкость, на стороне высокого давления (рабочее давление) включается промывочный клапан, открывающий канал, который соединяет сторону низкого давления с предохранительным клапаном 7.

Например, если слева расположена сторона высокого давления (гидродвигатель 2 вращается вправо), то в этом случае промывочный клапан 5 через левую магистраль управления включается в правом направлении. Благодаря этому сторона низкого давления (справа) соединяется с предохранительным клапаном 7, которым управляет подпиточный насос.

Из стороны низкого давления жидкость через промывочный клапан 5 и предохранительный клапан 7 поступает в бак. Одновременно подпиточный насос б через обратный клапан 9 подает рабочую жидкость на сторону низкого давления. Обратный клапан 10 со стороны высокого давления закрыт.

При смене направления подачи регулируемого насоса давление на промывочный клапан подается с другой стороны. И весь цикл соответственно повторяется.

Благодаря применению промывочного клапана в замкнутой системе осуществляются подача тепла и обмен рабочей жидкости.

 

Кроме того, расмотрим в качестве примера:

Гидравлическая система вилочного погрузчика

 

Гидросистема вильчатого погрузчика выполнена в виде блока управления.

Блок состоит из трех управляемых золотниками распределителей, включенных параллельно:

  • Распределитель 1 цилиндра хода;
  • Распределитель 2 цилиндра наклона;
  • Распределитель 3 дополнительного гидрооборудования.

Когда элементы управления (шестиходовые распределители) находятся в исходном положении, рабочая жидкость в гидросистеме циркулирует из точки подключения насоса Р в точку подключения бака Т без напора.

Включая отдельные элементы управления (1, 2 и 3), мы управляем потребителями.

В канале Р дополнительно устанавливается разделитель потока. Независимо от нагрузки он осуществляет дозировку потока в направлении клапанов 2 (наклонных цилиндров) и 3 (дополнительное гидравлическое оборудование) по заданной величине.

 

Гидравлическая система для установок с меняющейся нагрузкой

 

Нагрузки в приводах опрокидывающих устройств, шанторных ворот шлюзов, подъемных мостов, шлагбаумов и т.д. часто меняются.

То есть в процессе движения меняется направление действия груза. Для того, чтобы заданная скорость потребителя под действием нагрузки не увеличивалась, применяются тормозные клапаны (8 и 9), изображенные на рисунке.

Два нерегулируемых насоса 1 и 2 осуществляют подачу рабочей жидкости через обратные клапаны 5 и 6 и магистраль насоса в распределитель 7.

С помощью предохранительных клапанов с предварительным управлением 3 и 4, посредством на них установленных сверху распределителей для разгрузки давления, насосы могут переключаться на безнапорную циркуляцию.

При выдвижении цилиндра 12 подача жидкости осуществляется через тормозной клапан 8. Тозмозной клапан 9 включается со стороны подачи жидкости. Если после изменения нагрузки скорость движения гидроцилиндра выше заданной, давление управления понижается, то есть тормозной клапан закрывается. Таким образом, скорость движения цилиндра регулируется независимо от нагрузки.

Предохранительные клапаны 10 и 11 служат для вторичного предохранения.

 

 

Компания Гидро-Максимум занимается проектированием и сборкой маслостанций и других гидравлических систем мобильной техники и стационарного оборудования. У нас вы можете заказать построение и сборку любых конфигураций гидравлических систем. 

Гидродвигатели: назначение,виды (гидромоторы, гидроцилиндры).

Гидродвигатели преобразуют энергию сжатой жидкости в механическую энергию рабочих органов машин.Общим признаком для гидродвигателей любого типа является то ,что жидкость, находящаяся под давлением, из нагнетательной магистрали гидросистемы поступает к рабочим камерам двигателя в процессе увеличения их объема, и вытесняется из рабочих камер в сливную магистраль, при уменьшении их объема.

Для создания прямолинейного и поворотного движения (углового перемещения) служат гидравлические цилиндры (гидроцилиндры) и, так называемые, неполноворотные двигатели, являющиеся по сути дела разновидностью гидроцилиндров, а для создания вращательного движения служатгидромоторы, представляющие собой устройства конструктивно подобные насосам, но противоположные им по назначению.

Гидромоторы

Характерным параметром длягидромоторовлюбой конструкции , так же как и для насосов, является рабочий объем – то количество жидкости, которое мотор может поглотить за один полный рабочий цикл, совершенный из отношения расхода жидкости, подаваемой к гидромотору, к величине его рабочего объема:

n=1000 Q/ Vгм  [об/мин],

если Q выражено в л/мин, а Vгмв см3.

Величина крутящего момента на валу гидромотора определяется произведением величины его рабочего объема на величину перепада давлений на входе в мотор и на выходе из него:

Мкрт=0,16 VгмP [кгс *см],

если Vгмв см3, а P в кгс/см2.

Если перепад давлений выражать в [МПа,]то значение крутящего момента будет определяться соотношением:Мкрт=0,16 VгмP, а единица измерения- деканьютоны умноженные на метр (даНм), или, как это встречается в зарубежной литературе – (daNm).

Гидромотор — это… Что такое Гидромотор?

Гидромотор (гидравлический мотор) — гидравлический двигатель, предназначенный для сообщения выходному звену вращательного движения на неограниченный угол поворота.

Условное графическое обозначение реверсивного нерегулируемого гидромотора

Конструкция и принцип работы

Конструкции гидромоторов аналогичны конструкциям соответствующих насосов. Некоторые конструктивные отличия связаны с обратным потоком мощности через гидромашину, работающую в режиме гидромотора. В отличие от насосов, в гидромоторе на вход подаётся рабочая жидкость под давлением, а на выходе снимается с вала крутящий момент.

Наибольшее распространение получили шестерённые, пластинчатые, аксиально-плунжерные и радиально-плунжерные гидромоторы.

Управление движением вала гидромотора осуществляется с помощью гидрораспределителя, либо с помощью средств регулирования гидропривода.

Область применения

Аксиально-плунжерные гидромоторы используются в тех случаях, когда необходимо получить высокие скорости вращения вала, а радиально-плунжерные — когда необходимы небольшие скорости вращения при большом создаваемом моменте вращения. Например, поворот башни некоторых автомобильных кранов осуществляют радиально-плунжерные гидромоторы. В станочных гидроприводах широко распространены пластинчатые гидромоторы. Шестерённые гидромоторы используются в несложных гидросистемах с невысокими требованиями к неравномерности вращения вала гидромотора.

Преимущества

Гидромоторы применяются в технике значительно реже электромоторов, однако в ряде случаев они имеют существенные преимущества перед последними. Гидромоторы меньше в среднем в 3 раза по размерам и в 15 раз[1] по массе, чем электромоторы соответствующей мощности. Диапазон регулирования частоты вращения гидромотора существенно шире: например, он может составлять от 2500 об/мин до 30-40 об/мин, а в некоторых случаях, у гидромоторов специального исполнения, доходит до 1-4 об/мин и меньше[2]. Время запуска и разгона гидромотора составляет доли секунды, что для электромоторов большой мощности (несколько киловатт) недостижимо. Для гидромотора не представляют опасности частые включения-выключения, остановки и реверс. Закон движения вала гидромотора может легко изменяться путём использования средств регулирования гидропривода.

Недостатки

Однако гидромоторы обладают теми же недостатками, которые присущи гидроприводу.

См. также

Примечания

  1. Источник литераутуры 1 стр. 84
  2. Источник литературы 1, стр 84-86

Литература

  1. Свешников В. К., Усов А. А. Станочные гидроприводы: Справочник. — М.: Машиностроение, 1982. — 464 с.
  2. Схиртладзе А. Г., Иванов В. И., Кареев В. Н. Гидравлические и пневматические системы. — Издание 2-е, дополненное. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2003 г. — 544 с.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о