Хидравличен двигател: устройство, предназначение, принцип на действие

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Хидравличните механизми се използват от човечеството от древни времена за решаване на различни икономически и инженерни проблеми. Използването на енергията на флуидни потоци и налягане е актуално днес. Стандартното устройство на хидравличния двигател е изчислено за преобразуване на преобразуваната енергия в сила, действаща върху работната връзка. Самата схема на организация на този процес и техническите и конструктивни нюанси на изпълнението на агрегата имат много разлики от обикновените електродвигатели, което се отразява както в плюсовете, така и в минусите на хидравличните системи..

Механично устройство

Дизайнът на хидравличния двигател се основава на корпуса, функционалните възли и каналите за движещи се флуидни потоци. Корпусът обикновено е монтиран на опорни крака или фиксиран чрез заключващи устройства с възможности за завъртане. Основният работен елемент е цилиндровият блок, къдетосе поставя група бутала, извършващи възвратно-постъпателни движения. За да се гарантира стабилността на този агрегат, устройството на хидравличния двигател е снабдено със система за постоянно налягане към разпределителния диск. Тази функция се изпълнява от пружина с ефективно налягане от работната среда. Работният вал, който свързва хидравличния двигател с управлението на изхода, е изпълнен под формата на шлицов или шпонков монтаж. Антикавитационни и предпазни клапани могат да бъдат свързани към вала като аксесоари. Отделен канал с клапан осигурява оттичане на течности, а в затворени системи са предвидени специални вериги за промиване и обмен на работни среди.

Принципът на хидравличния мотор

Основната задача на агрегата е да осигури процеса на преобразуване на енергията на циркулиращата течност в механична енергия, която от своя страна се предава през вала към изпълнителните органи. На първия етап на работа на хидравличния двигател течността навлиза в жлеба на разпределителната система, откъдето преминава в камерите на блока на цилиндъра. Когато камерите се пълнят, налягането върху буталата се увеличава, което води до образуването на въртящ момент. В зависимост от конкретното устройство на хидравличния двигател, принципът на работа на системата на етапа на преобразуване на силата на налягане в механична енергия може да бъде различен. Например, въртящият момент в аксиалните механизми се генерира поради действието на сферични глави и хидростатични лагери върху опорните лагери, чрез които започва работата на цилиндровия блок. На последния етап завършвацикъл на впръскване и изместване на течната среда от цилиндричната група, след което буталата започват да променят действието си.

Свързване на тръбопроводи към хидравличен мотор

Най-малкото основното устройство на механизма трябва да осигурява възможност за свързване към захранващите и дренажните линии. Разликите в начина на изпълнение на тази инфраструктура до голяма степен зависят от техниките за регулиране на клапаните. Например, устройството на хидравличния двигател на багера EO-3324 предвижда възможност за разделяне на потоци с шунтиращ клапан. За управление на макарите на клапаните се използва серво задвижвана система за управление с пневматичен акумулатор.

В конвенционалните вериги се използва дренажен хидравличен тръбопровод, налягането в който се регулира чрез преливник. В хидравличните задвижвания със затворени потоци за обмен на работни течности във веригата се използва разпределителна (наричана още почистваща и промиваща) макара с преливен клапан. Специален топлообменник и охлаждащ резервоар могат да се използват като допълнение за регулиране на температурния режим на течната среда по време на работа на хидравличния двигател. Устройството на механизма с естествено регулиране се фокусира върху постоянното впръскване на течност при ниско налягане. Разликата в налягането в работните линии на хидравличната разпределителна система кара контролната макара да се придвижи до позиция, при която веригата за ниско налягане комуникира с хидравличния резервоар през преливния клапан.

Зъбни хидравлични двигатели

Такавадвигателите имат много общо със зъбните помпени агрегати, но с разлика във формата на отстраняване на течността от зоната на лагера. Когато работната среда навлезе в хидравличния двигател, започва взаимодействие със зъбното колело, което създава въртящ момент. Простият дизайн и ниската цена на техническото изпълнение направиха такова устройство с хидравличен двигател популярно, въпреки че ниската производителност (ефективност от порядъка на 0,9) не позволява да се използва при критични задачи за захранване. Този механизъм често се използва във вериги за управление на прикачени устройства, в системи за задвижване на металорежещи машини и за осигуряване на функцията на спомагателни тела на различни машини, където номиналната скорост на работното въртене е в рамките на 10 000 rpm.

Героторни хидравлични двигатели

Модифицирана версия на зъбни механизми, чиято разлика е във възможността за получаване на висок въртящ момент с малки размери на конструкцията. Течната среда се обслужва чрез специален разпределител, в резултат на което зъбният ротор се привежда в движение. Последният работи върху ролкова работа и започва да извършва планетарно движение, което определя спецификата на героторния хидравличен двигател, устройството, принципа на действие и предназначението на този агрегат. Обхватът му се определя от високата консумация на енергия при работни условия при налягане от около 250 bar. Това е оптималната конфигурация за нискоскоростни натоварени машини, които също налагат изисквания към енергетиката по отношение на компактност и оптимизиране на дизайна вкато цяло.

Аксиални бутални двигатели

Един от вариантите на ротационно-буталната хидравлична машина, която най-често предвижда аксиално разположение на цилиндрите. В зависимост от конфигурацията те могат да бъдат разположени около, успоредно или с лек наклон по отношение на оста на въртене на блока на буталната група. Устройството на аксиално-буталния хидравличен двигател предполага възможността за обратен ход, следователно при оформления с обслужвани агрегати е необходимо да се свърже отделна дренажна линия. Що се отнася до целевото оборудване, работещо с такива двигатели, то включва задвижвания на хидравлични машини, хидравлични преси, мобилни работни агрегати и различно оборудване, работещо с въртящ момент до 6000 Nm при високо налягане от 400-450 bar. Обемът на обслужваната среда в такива системи може да бъде както постоянен, така и регулируем.

Радиални бутални двигатели

Най-гъвкавият и балансиран дизайн на хидравличния двигател по отношение на контрол на висок въртящ момент. Предлагат се радиално бутални механизми с единично и многократно действие. Първите се използват в винтови линии за движение на течности и насипни суспензии, както и в ротационни агрегати на производствени конвейери. Радиалното бутално устройство и принципът на работа на еднодействащ хидравличен двигател могат да бъдат отразени в следния функционален цикъл: под високо налягане работните камери започват да действат върху задвижващия юмрук, като по този начин започват въртенето на вала,предаване на усилия към изпълнителната връзка. Задължителен конструктивен елемент е разпределителят за източване и подаване на течност, съчетан с работните камери. Системите с множество действия се отличават само с по-сложна и развита механика на взаимодействието на камерите с вал и канали за разпределение на течността. В този случай има ясна разделена координация в рамките на функцията на разпределителната система за отделните цилиндрови блокове. Индивидуалното регулиране на веригите може да се изрази както в най-простите команди за включване/изключване на клапани, така и в точкова промяна на параметрите на налягането и обема на изпомпваната среда.

Линеен хидравличен двигател

Вариант на хидравличен двигател с положителен обем, който генерира само входящи движения. Такива механизми често се използват в подвижни самоходни машини - например в комбайн, хидравличен двигател поддържа функцията на изпълнителните възли поради енергията на двигател с вътрешно горене. От главния изходящ вал на електроцентралата енергията се насочва към вала на хидравличния агрегат, който от своя страна осигурява механична енергия на органите за прибиране на зърно. По-специално, линейният хидравличен двигател е способен да развива сили на теглене и изтласкване в широк диапазон от налягания и работни зони.

Заключение

Хидравличните машини имат много положителни работни точки, които се проявяват по различни начини в зависимост от конкретния дизайн на агрегата. Така че, акогероторното устройство на хидравличния двигател е просто и не изисква сериозни разходи за поддръжка, тогава аксиалната и радиалната конструкция в новите версии са по-проектирани за постигане на високи въртящи моменти и поддържане на подходящи показатели за мощност, но са по-скъпи за поддръжка. За редица универсални показатели има общи предимства на хидравличните машини пред акумулаторните, електрическите и дизеловите устройства, но те имат и слабости, изразяващи се в относително ниска ефективност и зависимост от косвени фактори на работния процес. Това се отнася до чувствителността на хидравликата към температурни промени, вискозитета на работната среда, замърсяването и др.