Principiul de funcționare a unui motor hidraulic. Motoare hidraulice. Scopul și tipurile de motoare hidraulice. În Rusia se produc motoare hidraulice precum


CE ESTE UN HIDRO MOTOR (HIDROPOMPĂ)?
De mulți ani, dispozitivele hidraulice au fost utilizate în mod activ într-o mare varietate de domenii. activitate umana. Motoarele hidraulice și pompele hidraulice pot fi găsite aproape peste tot acolo unde este necesară o forță puternică în unități și mecanisme.

Un motor hidraulic este un dispozitiv conceput pentru a transforma energia unui fluid în energie mecanică, cu impact ulterior asupra corpului de lucru. De obicei, arborele de ieșire, care primește energia convertită, acționează ca un astfel de corp. Mai departe mișcări de rotație arborele contribuie la funcționarea întregii mașini, precum și la îndeplinirea anumitor funcții tehnologice.

Cuplul de ieșire este exprimat în termeni de forță în inci sau lire sterline. Acest lucru este direct legat de presiunea sistemului și de deplasarea motorului. Valorile cuplului nominal al motorului sunt de obicei date de deltele de presiune. Datele teoretice arată cuplul pe arbore fără a permite pierderi mecanice.

Cuplul inițial este momentul necesar pentru a iniția mișcarea unei sarcini staționare. Este necesar un cuplu mai mare pentru a iniția mișcarea unei sarcini decât pentru a o menține. Cuplul de operare se poate referi la sarcina aplicată motorului sau la sarcina motorului însuși. Când vorbim despre sarcină, indică cuplul necesar pentru a o deplasa. Când se face referire la un motor, aceasta indică cantitatea de cuplu pe care o poate dezvolta motorul pentru a menține sarcina în mișcare.

Hidraulica vă permite să rezolvați probleme în multe sectoare ale economiei. Întrucât activitatea umană este foarte largă, motoarele hidraulice și-au găsit aplicația în industria de gaze și petrol, industria aviației și spațială, transportul rutier și macarale, echipament de constructieși vehicule utilitare, precum și în industria feroviară și în industria lemnului.

Acest cuplu ține cont de ineficiența motorului și este un procent din cuplul teoretic. Pentru motoarele convenționale cu angrenaje, spatulă și piston, această cifră este de aproximativ 90%. Cuplul inițial se referă la capacitatea unui motor hidraulic de a muta o sarcină din repaus. Aceasta indică cuplul pe care îl poate dezvolta motorul pentru a efectua această acțiune. Poate fi exprimat și ca procent din cuplul teoretic și între 70% și 80% pentru motoare cu angrenaje convenționale, palete și pistoane.

Aceste mecanisme aparent mici permit multe transformări necesare și au un potențial operațional ridicat.

O gamă largă de aplicații hidraulice contribuie la aspect un numar mare modele de motoare hidraulice care servesc o persoană într-o varietate de mecanisme. Motorul hidraulic este considerat unul dintre cele mai complexe dispozitive hidraulice. Prin urmare, este necesar să înțelegem că funcționarea fără defecțiuni a acestui nod determină calitate generală funcţionarea fiecărei maşini în care este utilizată. Vă rugăm să rețineți că reparațiile și întreținere mașinile hidraulice necesită conditii speciale ceea ce nu poate fi realizat în atelierele convenţionale. Personalul care lucrează la repararea și întreținerea unor astfel de dispozitive trebuie să fie foarte profesionist și să aibă calificările corespunzătoare.

Eficiența mecanică este raportul dintre cuplul real și cuplul teoretic. Cuplul sau cuplul este diferența dintre cuplul minim și maxim furnizat la o anumită presiune într-o turație a motorului. Turația motorului depinde de mișcarea motorului și de debitul furnizat acestuia.

Motoare hidraulice cu piston axial cu mai multe curse

Viteza maximă a motorului este aceea că, la o anumită presiune de admisie, motorul se poate menține pentru o perioadă limitată de timp fără deteriorarea acestuia. Alunecarea este o scurgere printr-un motor sau un fluid care trece prin acesta fără a lucra.

La lansarea echipamentelor hidraulice ale modelelor noi, acestea încearcă să respecte condiția de compatibilitate cu modelele mai vechi pentru a asigura o bună interschimbabilitate.

Există multe tipuri de motoare hidraulice care sunt utilizate în diferite mașini. Ele pot fi folosite atât în ​​aer liber cât și în interior sisteme închise. Structural, fiecare astfel de nod are anumite avantaje și dezavantaje, așa că își găsește aplicație în industria sa, exact acolo unde acești factori sunt dominanti. Parametrii principali ai oricărei pompe hidraulice sunt volumul de lucru V, presiunea nominală P nom și turația nominală n nom, iar derivatele sunt performanța (debitul) Q nom, puterea consumată N nom și randamentul total h. În antrenările hidraulice vehicule autopropulsate Se folosesc pompe rotative-rotative și rotative-translaționale care, în funcție de tipul corpurilor de lucru, se împart în:

Motoarele cu angrenaj extern sunt formate dintr-o pereche roți dintate conectat în interiorul carcasei. Ambele au dinți aceeași formăși acționat de fluid hidraulic. Una dintre ele, ca și în cazul pompelor cu roți dintate externe, este conectată la arborele principal, iar cealaltă la neutru. Fluidul sub presiune intră în carcasă în punctul în care dinții se cuplează, ceea ce exercită asupra lor o forță care face ca roțile să se rotească. Apoi urmează calea cu cea mai mică rezistență la periferia carcasei și iese la presiune scăzută pe partea opusă a motorului.

  • piston;
  • Angrenaj;
  • poarta (lamelara).

În funcție de unghiul dintre axele blocului și piston, ele disting:

  • piston axial;
  • radial.

În funcție de mecanismul de transmisie a mișcării, pompele hidraulice cu piston axial sunt clasificate în următoarele tipuri:

La rândul lor, pompele hidraulice cu piston radial sunt împărțite în:

Toleranțele dintre angrenaje și carcasă ajută la controlul scurgerilor interne și la creșterea eficienței volumetrice. Uzura plăcilor de pe părțile laterale ale angrenajelor împiedică mișcarea acestora în direcția axială și controlează, de asemenea, scurgerile interne.

Pentru o rotație a arborelui, rotorul efectuează rularea pe marginea angrenajului carcasei

Motorul de comercializare a giroscopului cuplat direct este format dintr-un set de angrenaje interne-exterioare și un arbore. Roata interioară are mai puțin decât dintele exterior, iar dinții sunt astfel formați încât toți dinții roții interioare sunt în contact constant cu o parte a roții exterioare. Când lichidul sub presiune intră în motor, ambele roți se rotesc. Hublourile sub formă de rinichi sunt instalate în carcasă. Centrele roților au o separare specifică cunoscută sub numele de excentricitate.

  • came;
  • manivelă.

Pompele hidraulice pot fi realizate cu deplasare nereglabilă și reglabilă și sunt proiectate să funcționeze atât în ​​regim de pompă volumetrică, cât și în modul motor hidraulic cu deplasare pozitivă (pompă-motor) cu direcții de curgere reversibile și nereversibile.
Evaluarea comparativă a parametrilor principali ai mașinilor hidraulice tipuri variate arată că fiecare tip are anumite caracteristici de proiectare, care determină aria de utilizare a acestora, ceea ce este oportun din punct de vedere tehnic și economic.
Pompele hidraulice cu angrenaje sunt utilizate pe scară largă în mașinile mobile mici cu presiune joasă și medie în sistemul hidraulic. Sunt mai puțin pretențioși la puritatea fluidului de lucru și au un cost mai mic în comparație cu costul pompelor hidraulice de alte tipuri, dar se caracterizează printr-o resursă mai mică în comparație cu pompele cu piston axial.
Utilizarea pompelor hidraulice cu piston axial este cea mai potrivită pentru medii și presiune ridicataîn sistemele hidraulice ale mașinilor mobile și natura ciclică a modificării sarcinii externe. Dispozitive suplimentare asigură inversarea debitului și schimbarea alimentării.
Motoarele hidraulice rotative sunt clasificate în funcție de proiectarea camerei de lucru în:

Centrul roții interioare coincide cu centrul axei principale. Lichidul sub presiune intră în motor prin orificiul de admisie. Orificiul cod pentru intrarea în rinichi este proiectat astfel încât, prin maximizarea volumului în această cavitate, curgerea se oprește și se formează o etanșare între dinții interni 6 și 1. Între timp, cavitatea formată între dinții 6 și 1 și spațiul A se deplasează în partea opusă în direcția pridvorului de ieșire, este drenat constant pe măsură ce volumul cavității scade.

Schimbarea treptată a volumului în aceste cavități asigură o curgere lină și uniformă, cu o schimbare minimă a presiunii. Datorită dintelui suplimentar de pe roata exterioară, roata interioară se mișcă cu mai multa viteza câte un dinte pe rând. Acest lucru creează o viteză relativă scăzută între roți. Un motor rotativ gerotor constă dintr-un set de viteze, un ambreiaj, o osie și un comutator sau o placă de distribuție. Mecanismul este staționar la exterior și are un dinte în plus decât roata interioară.

  • Angrenaj;
  • rotativ;
  • şurub;
  • poarta (lamelara);
  • piston,
  • având reversibilitate.

În funcție de numărul de cicluri de lucru din fiecare cameră pe o rotație a arborelui de ieșire, motoarele hidraulice sunt împărțite în:

  • acțiune unică (unui sens);
  • acțiune multiplă (multi-pass).

Pompele cu piston axial au o eficiență generală mai mare în comparație cu angrenajul și pompe cu palete. Eficiența volumetrică a pompelor cu piston axial începe să scadă considerabil numai atunci când vâscozitatea fluidului de lucru este mai mică de 10 mm 2 / s, pentru pompele cu palete această limită de vâscozitate este de 50-80 / s, iar pentru pompele cu roți dintate - 80 mm 2 / s.
Atunci când alegeți modelul preferat din cele mai comune modele de pompe cu piston axial, trebuie luat în considerare faptul că, toate celelalte lucruri fiind egale, pompele hidraulice cu cinematica bielei au următoarele avantaje:

Dintele 4 la momentul prezentat în FIG. 3a asigură o etanșare între presiune și fluidul de retur. Pe măsură ce fiecare dinte de rotor se angajează în spațiul său, același dinte direct opus devine o etanșare între fluidul sub presiune și retur.

Fluidul sub presiune continuă să facă rotorul să se rotească în sensul acelor de ceasornic în timp ce se rotește în sens invers acelor de ceasornic. Dintele 1 s-a deplasat cu un unghi de 60° față de punctul său original din FIG. 3a. Ar fi nevoie de 42 de angrenaje sau cicluri de fluid pentru a face arborele o tură completă. Placa de distribuție sau control are canale de presiune și retur pentru fiecare dinte de rotor. Acestea sunt distanțate, astfel încât să nu furnizeze un flux de presiune sau să se întoarcă în fiecare verandă pe măsură ce dinții se instalează în spațiul lor.

  • capacitatea de a lucra în modurile de pompare și motor în sisteme hidraulice deschise și închise;
  • capacitate mare de aspirare, care asigură umplerea satisfăcătoare a volumului de lucru cu o gamă largă de modificări ale vâscozității fluidului de lucru, ceea ce este deosebit de important pentru antrenările hidraulice ale mașinilor autopropulsate care funcționează pe în aer liber cu o gamă largă de schimbări de temperatură;
  • sensibilitate relativ mai scăzută la puritatea fluidului de lucru (pot funcționa în mod fiabil cu o finețe de filtrare de până la 40 de microni);
  • posibilitatea de a include regulatoare de presiune și debit, precum și o pompă auxiliară pentru alimentarea sistemului de control și completare.

În pompele hidraulice cu piston axial cu un bloc înclinat de cilindri, se utilizează un design unificat al unităților de pompare, care diferă numai în dimensiunile generale.
În acționările hidraulice ale mașinilor autopropulsate, se folosesc cel mai des motoare hidraulice cu pistoane axiale și radiale reversibile în sensul de rotație cu o deplasare nereglată și mai rar cu o deplasare reglabilă.
În mașinile autopropulsate de uz casnic cu acționare hidraulică, se folosesc în principal motoare hidraulice cu pistoane axiale cu volum de lucru reglabil, care asigură o modificare continuă a vitezei de rotație a actuatoarelor cu pierderi minime energie.
Motoarele hidraulice utilizate la viteze mari sunt denumite în mod condiționat viteză medie sau mare (cuplu scăzut). Motoarele hidraulice concepute pentru a crea un cuplu mare la viteză unghiulară mică sunt numite în mod convențional cuplu mare.
În ceea ce privește antrenările hidraulice ale mașinilor autopropulsate, motoarele hidraulice cu roți dințate, cu pistoane axiale, cu pistoane radiale și, mai rar, cu palete sunt cele mai utilizate. Tipul și designul motoarelor hidraulice sunt selectate în funcție de parametrii principali, ținând cont de scopul și condițiile de funcționare a acestora.

Alteori, ele blochează sau furnizează fluid sub presiune sau rezervorului până la jumătatea corespunzătoare a motorului între viteze. Are un inel staționar și un angrenaj planetar. În loc să fie susținut de doi lagăre de alunecare, brațul excentric planetar este menținut pe loc de șase ambreiaje dintate ale rotorului și un stator cu 7 spații.

Scop: Studierea proiectării și principiului de funcționare a motoarelor hidraulice

În loc de contact direct între stator și motor, paletele rotative sunt încorporate pentru a forma camere de deplasare. Motoarele pentru paleți au un rotor cu orificii montat pe o osie care antrenează același. Paleții introduși strâns în cavitățile rotorului se deplasează radial cu inelul. Este format din două secțiuni principale și două secțiuni radiale mai mici conectate prin secțiuni de tranziție sau rampe. Contururile și presiunile sunt echilibrate diametral.

Profesioniștii spun că în timpul funcționării motorului hidraulic, este necesar să se monitorizeze în mod regulat prezența zgomotului străin în dispozitiv, nivelul și temperatura fluidului de lucru din ansamblu, presiunea și etanșeitatea. Toți acești factori determină funcționarea corectă a oricărei unități care utilizează sistemul hidraulic.

Controlul regulat al motorului hidraulic va ajuta la evitarea defecțiunilor și a timpului de nefuncționare a întregului
mașini.

Unele modele includ arcuri de joasă tensiune care forțează lamele împotriva inelului să se etanșeze atunci când nu sunt în mișcare, astfel încât motorul să poată dezvolta un cuplu de pornire. Fantele și găurile radiale prin lame echilibrează în mod constant forțele radiale din ele. Fluidul sub presiune intră și iese din carcasa motorului prin orificiile din plăcile laterale de pe rampele menționate mai sus. În acest caz, lichidul care intră în veranda de la intrare, mișcă rotorul în sens invers acelor de ceasornic.

Rotorul transportă fluidul către deschiderile rampei din cadrele de evacuare pentru a se întoarce în rezervor. Dacă aceste cadre introduc presiune, motorul se rotește în sensul acelor de ceasornic. Separarea axială a rotorului și a plăcilor laterale se realizează prin prezența unei pelicule de ulei. Placa frontală este ținută de inel prin presiune și asigură o separare optimă chiar și în cazul fluctuațiilor de temperatură și temperatură.

Vă rugăm să rețineți că fluidul utilizat în motoarele hidraulice trebuie să respecte specificațiile și standardele dispozitivului. Nerespectarea acestor condiții poate duce la defectarea echipamentului.

Practic, când întreținere corespunzătoareși aplicație, motoarele hidraulice servesc mult timp și diferă fiabilitate ridicată muncă.

Motoarele hidraulice volumetrice (hidromotoare) transformă energia hidraulică în energie mecanică. Pentru mecanismele macaralei se folosesc motoare hidraulice cu piston radial și piston axial.

Proprietăți generale și clasificare

Motoarele de paleti au niveluri bune eficiență, deși nu la fel de mare ca pistoanele. Cu toate acestea, costul lor este de obicei mai mic decât puterea relativă. Acum, durata de viață a unui motor de carter este de obicei mai scurtă decât cea a unuia dintre pistoane. Motoarele pentru paleți au de obicei putere limitată la viteză mică.

Complexitatea designului și mentenabilitatea scăzută

Radial- motoare cu piston au un cilindru sau un cilindru atașat la un arbore. Conține un număr pistoane alternativeîn cavitățile radiale. Partea exterioară Pistoanele sunt sprijinite pe inelul de antrenare. Fluidul sub presiune intră printr-un știft situat în centrul cilindrului pentru a împinge pistoanele afară. Apoi sunt apăsate pe inelul de antrenare și forte reactive generează rotație în cilindru.

Motoare cu piston radial. Astfel de mașini hidraulice sunt folosite pe macaralele de la Hagglunds, Mcgregor și Mitsubishi. În literatura tehnică se numesc motoare hidraulice LSHT ( scazut speedînalt cuplu motoare) - motoare cu turație mică și cuplu mare. Acestea fac posibilă obținerea de cupluri suficient de mari la o viteză de rotație mică (aproximativ 0,5 ... 200 rpm), astfel încât o cutie de viteze mecanică nu poate fi utilizată în transmisie.

Când blocul de alunecare este deplasat lateral, cursa pistoanelor se modifică, ceea ce, la rândul său, duce la o modificare a deplasării motorului. Când linia centrală a zmeului și conductă de carcasă potrivire, curgerea se defectează, deci cilindrul se oprește. Deplasarea blocului din centru în cealaltă parte schimbă direcția de rotație.

Deși necesar nivel inalt precizie de fabricație, iar acest lucru implică costuri mari de producție, au de obicei termen lung depozitare. Acestea oferă un cuplu ridicat la viteze relativ scăzute și o funcționare excelentă la viteză redusă cu eficiență ridicată.

Motoarele cu piston radial sunt fabricate în două tipuri: un motor cu piston radial cu o șaibă cu came și un motor cu piston radial cu un arbore excentric.

Orez. 17.10. Pompe cu angrenaje a) transmisii externe și interne b)

De menționat că au limitări în ceea ce privește vitezele mari. Motoarele cu piston axial folosesc, de asemenea, principiul alternativ pentru a antrena arborele principal, dar o face mai degrabă axial decât radial. Caracteristicile sale de eficiență sunt similare cu cele ale motoarelor cu piston radial. Acestea reprezintă un cost care este în mod inerent mai mare decât paleții sau angrenajele de capacitate comparabilă. La fel ca pistoanele radiale, au o durată lungă de viață, deci inițial preț mare nu reflectă cu adevărat costul total așteptat pe durata de viață a echipamentului.

Motor cu piston radial cu came . Principiul de funcționare al acestor motoare hidraulice poate fi ilustrat prin exemplul unei scheme simplificate prezentate în fig. 17.11.

Orez. 17.11. O diagramă simplificată a funcționării unui motor hidraulic cu piston radial (diagrama este realizată sub formă de măturare)

Dispozitivul principalelor tipuri de motoare hidraulice

De regulă, motoarele cu piston axial au performanțe excelente viteze mari. Spre deosebire de motoarele cu piston radial, ele prezintă limitări la turații mici, așa cum era de așteptat. De obicei, motoarele cu o configurație liniară funcționează fără probleme până la 100 rpm și axele înclinate până la 4 rpm.

În interior, motoarele cu piston generează cuplu prin aplicarea presiunii la capetele pistoanelor cu piston într-un cilindru sau cilindru. În acest design, arborele motorului și cilindrul sunt aliniate pe aceeași axă. Presiunea de la capetele pistoanelor provoacă o reacție la culbutorul basculant, care rotește cilindrul și, prin urmare, arborele. Cuplul este proporțional cu aria pistoanelor și depinde de unghiul de rotație al virajului.

Prin canalele 1 ale sistemului de comandă 2 și ferestrele de control 3, uleiul este furnizat pistoanelor 4 cu rolele 7 fixate de ele. Dacă camera de lucru 5 este conectată la ferestrele de control 3 ale conductei de presiune, atunci uleiul începe să fie acționează asupra pistoanelor 4 și rolelor 7. Presiunea uleiului este transmisă prin rolele de pe piesa de îmbinare 8 (care în literatura specială se numește șaibă cu came, inel cu came sau copiator). Rola acționează asupra inelului cu came 8 cu forța presiunii uleiului asupra pistonului (, unde p - presiunea uleiului, DAR P este aria pistonului).

Acționând asupra unei suprafețe înclinate 8, forța provoacă forța reacție normală suporturi îndreptate perpendicular pe suprafața sprijinită Fig. 17.12. Forța este descompusă în două componente de-a lungul razei și tangentă la profilul camei - , și. O forță tangențială perpendiculară pe axa pistonului creează un cuplu într-un cilindru, care rotește motorul

unde este brațul de aplicare a forței în raport cu axa de rotație a motorului.

Momentul total al motorului pentru un ciclu de lucru este egal cu suma momentelor forțelor tangențiale din toate pistoanele.

Multiplicitatea motorului hidraulic este determinată de numărul de curse de lucru din fig. 17.13 prezintă un motor în cinci ori, în fig. 17.14 - de șase ori și în fig. 17.15 - de patru ori. Cu cât raportul motorului este mai mare, cu atât cuplul acestuia este mai mare.

Orez. 17.14.Designul motorului hidraulic cu un inel rotativ al statorului (camă) și un bloc cilindric fix: 1 - răspânditbobină retributivă (distribuitor); 2 - bloc de cilindri (fix); 3 - piston cu biela; 4 - inel cu came; 5 - cuplaj încrucișat (cuplaj Oldhem); 6 - traiectoria centrului rolei; 7 - profilul inelului cu came; 8 - carcasă (rotativă)

Orez. 17.15.Proiectarea unui motor hidraulic cu piston radial cu un inel cu came fix:1 schimbatorul de viteze; 2 rotor transversal; 3 inel cu came (stator, copiator); 4 piston; 5 bloc cilindric (rotativ)

Valoarea medie a cuplului dezvoltat de toate pistoanele motorului pe ciclu

Nm, (17.11)

Unde p - presiunea uleiului furnizat prin supapa de distribuție (bobină) către motorul hidraulic, MPa (N / mm 2) sau bar (10 N / cm 2) 1 MPa \u003d 10 bar;

- volumul de lucru al motorului hidraulic (volumul descris de pistoanele sale)

– numărul pistoanelor motorului;

- zona pistonului motorului hidraulic,

d - diametrul pistonului motorului;

- cursa pistonului;

este numărul de mișcări de lucru.

Motoarele cu piston radial sunt fabricate în două versiuni:

- cu bloc de distributie fix si carcasa rotativa;

– cu corp fix și bloc de distribuție rotativ.

În acționările mecanismelor macaralei navei, prima schemă de motor a devenit larg răspândită.

Frecvența de rotație a motorului hidraulic, în funcție de debitul pompei și de deplasarea motorului, este determinată ca

rpm, (17,13)

unde - debitul pompei, calculat prin formula (17.10);

- volumul de lucru al motorului hidraulic, formula (17.12);

– randamentul mecanico-hidraulic general. conduce, .

După cum se poate observa din formula (17.13), dacă volumul de lucru al motorului hidraulic este redus la jumătate, atunci viteza de rotație a rotației acestuia se va dubla. În acest caz, cuplul său (ecuația (17.11)) va fi înjumătățit. Acest lucru se realizează prin conectarea la lucru a jumătate din pistoanele motorului hidraulic. Modul de funcționare marcat este utilizat pentru a crește productivitatea la ridicarea sarcinilor ușoare sau la coborârea unui cârlig gol.

Motor cu piston radial cu arbore excentric. Un alt design al motorului cu piston radial este prezentat în fig. 17.16. Un astfel de motor este folosit pe macaralele fabricate de compania japoneză MITSUBISHI. Motorul hidraulic este format din următoarele părți principale: 18 - o carcasă fixă, un arbore excentric, 26 care se rotește în rulmenții 17 și 22, pistoane goale 37 conectate telescopic la cilindrii 40, un distribuitor 15, un capac 10, un distribuitor și capace 39 .

Principiul de funcționare al mașinii hidraulice (Fig. 17.16) este următorul: lichidul este injectat prin orificiile capacului distribuitorului 39, distribuitorului 15, corpului 18, capacului și segmentului 34 în spațiul limitat de piston, cilindru și suprafețele sferice ale arborelui excentric 26 și ale segmentului 34. În acest caz, presiunea fluidului de lucru este transferată direct pe suprafața sferică a arborelui excentric. Datorită excentricității dintre axa longitudinală a rulmenților și suprafața sferică a arborelui excentric, componenta tangenţială a forţei din presiunea fluidului de lucru creează un cuplu relativ la axa longitudinală a arborelui, depășind sarcina externă. , iar componenta radială este percepută de rulmenți.

Cantitatea de cuplu dezvoltată de motor este determinată de sarcina externă și este limitată de presiunea de reglare a supapei de siguranță a sistemului hidraulic.

Orez. 17.16.Proiectarea unui motor hidraulic cu piston radial cu un arbore excentric: 1 - un arbore excentric; 2- dop de scurgere; 3 - rola; 4 - inel; 5 - farfurie; 6, 9, 12, 16, 19, 29, 30, 33, 34, 36, 38 - inel de etanșare; 7 - șuruburi; 8 - ace; 10 - capac distribuitor; 11 - arcuri; 13 – manșon de centrare cu arc; 14 - inel de împingere; 15 - distribuitor; 17, 22 - rulmenti; 18 - corp; 20 - ace; 21 - șuruburi; 23 - capac; 24 - manșetă; 25 - inel restrictiv; 26 - arbore excentric (camă); 27 - inel; 28 - discuri; 31 - inel antifricțiune; 32 - ghid; 35 - arcuri; 37 - pistoane goale; 39 - huse; 40 - cilindri; 41 - jumătăți de inele

Distribuția corectă a fluidului de lucru între cele cinci grupuri de pistoane motorul hidraulic se realizează cu ajutorul unui distribuitor rotit de o rolă 3 conectată la arborele excentric prin știfturi 1. Distribuitorul este plasat între inelul de împingere 14 și placa distribuitoare 5, ale cărei materiale asigură modurile de funcționare necesare ale perechi de frecare. Centrarea îmbinării corpului, plăcii distribuitorului și capacului distribuitorului se realizează cu ajutorul inelului 4. Inelul de împingere este apăsat pe distribuitor prin arcuri 11 și este protejat de rotație de știfturile 8.

Pentru a centra arcurile, bucșa 13 este instalată în capacul distribuitorului.

Unitatea de distribuție este atașată de corp cu șuruburi 7.

Deplasarea grupurilor cilindru-piston din pozițiile de lucru este limitată de inelul 38 și semi-inelul 41. Centrat în capac prin știfturile 20, inelele 27, culisante pe discuri 28, fixate de arborele excentric prin șuruburi 21.

Pistonul și cilindrul sunt presate pe suprafețele sferice prin intermediul arcurilor 3, iar ghidajul 32 servește ca direcție în timpul mișcării lor comune.

Manșeta 24, instalată în capacul 23, etanșează capătul de ieșire al arborelui. inelul 25 servește ca o restricție împotriva deplasării axiale a manșetei.O gaură închisă cu dopul 2 este destinată drenării fluidului de lucru și conectarea conductei de drenaj.

Principiul de funcționare al acestui tip de motor este determinat în acest fel (Fig. 17.17): prin distribuitor, despre care a fost discutat mai sus, fluid de lucru sub presiune de la pompa este alimentat alternativ de la un cilindru la altul. Pe fig. 17.17 momentan pistoanele cilindrilor inferiori se deplaseaza spre centru sub actiunea presiunii uleiului p , iar în cele superioare se deplasează din centru, împingând uleiul prin distribuitor spre pompă. Forța presiunii hidrostatice care acționează asupra pistonului

unde este presiunea hidrostatică a pompei, MPa;

- suprafata pistonului, mm 2.

Forța transmite presiune către bielele 2, care, acționând asupra arborelui excentric, creează cupluri

unde, - forțele de presiune ale bielelor pe piston, N;

, – umerii forțelor, m.

Sub acțiunea momentului, arborele excentric se rotește, depășind momentul forțelor de rezistență ale sarcinii exterioare - greutatea sarcinii, greutatea brațului, vânt, frecare, ruliu și trim.

Orez. 17.17. Principiul de funcționare a unui motor cu piston radial cu came (arbore excentric): 1 - piston; 2 - biela; 3 - arbore excentric (cam); 4 - corp

Motoare cu piston axial. Motoarele hidraulice cu piston axial sunt de mare viteză și cuplu redus. Cu alte cuvinte, se poate spune că motoarele cu piston axial nu dezvoltă cupluri suficiente pentru a ridica sarcina și brațul, rotesc structura metalică a macaralei, în plus, viteza de rotație a arborelui lor de ieșire depășește semnificativ vitezele de funcționare, tehnologice de rotație ale mecanismelor macaralei. . În acest scop, angrenajele sunt prevăzute în antrenările echipate cu motoare cu piston axial. Amintiți-vă că o cutie de viteze este un mecanism realizat pe baza angrenajelor sau angrenajelor melcate și conceput pentru a reduce viteza unghiulară și a crește cuplul. În mecanismele macaralei se folosesc cutii de viteze în două și trei trepte cu osii fixe (Fig. 17.23 și Fig. 17.24) și cutii de viteze planetare. Acestea din urmă sunt utilizate pe scară largă în troliurile de macarale LIEBHERR și NMF.

Motorul hidraulic (Fig. 17.18) este format din următoarele părți principale: arbore 1, carcasă 7, pistoane cu biele 14, bloc cilindric 9, distribuitor 10 și capac 12.

Orez. 17.18.Proiectarea motorului hidraulic cu piston axial: 1 - arbore; 2 - manșetă; 3, 6, 8, 11 15 - inele de etanșare; 4 - rulment radial, 5 - rulment de contact unghiular; 7 - carcasă, 9 - bloc cilindri, 10 - distribuitor; 12 - capac; 13 - pistoane; 14 - biele.

În timpul funcționării motorului hidraulic, fluidul de lucru este pompat (absorbit) prin deschiderile capacului și canelurile inelare ale distribuitorului în blocul cilindrilor, crescând volumul camerelor de lucru datorită mișcării pistoanelor. Având în vedere faptul că axele arborelui și ale blocului de cilindri sunt în unghi , componenta axială și radială a forței de la biele în punctul de contact al acestora cu arborele sunt percepute prin contact radial 4 și unghiular. 5 rulmenți cu bile, iar componenta tangențială creează un cuplu relativ la axa arborelui motorului hidraulic, depășind sarcina externă.

Cantitatea de cuplu dezvoltată de motorul hidraulic este determinată de sarcina externă și este limitată de presiunea pentru care este proiectată supapa de siguranță a sistemului hidraulic.

Protecția împotriva scurgerii fluidului de lucru din mașina hidraulică se realizează folosind manșeta 2 și inelele de etanșare 3, 6, 8, 11 și 15.

Un design similar al motorului cu piston axial este prezentat în Fig. 17.19.

Principiul de funcționare al unui motor hidraulic cu piston radial poate fi ilustrat în Figura 17.20. Ulei de la pompă prin admisia presurizată p este trimis la cilindri, care se deplasează în sus. sub presiune p asupra pistonului începe să acționeze o forță de presiune hidrostatică, egală cu

unde este forța de presiune hidrostatică, N;

- presiunea fluidului de lucru în cilindru, creată de pompă, MPa;

- zona pistonului, mm 2 , ,

d - diametrul cilindrului, mm 2.

Forța este direcționată de-a lungul cilindrului (Fig. 17.20), a cărui axă este înclinată față de axa arborelui motor sub un unghi . Prin piston, forța este transmisă bielei și capului sferic al bielei 3 (Fig. 17.20) care se află în discul 14 (Fig. 17.19). Pentru comoditatea calculelor, forța de presiune poate fi descompusă în două componente - circumferențială (tangențială), care este direcționată perpendicular pe raza discului și axială, care este direcționată paralel cu axa discului:

forta districtuala

forta axiala

unde este unghiul de înclinare al blocului, deg.

Orez. 17.19. Motor hidraulic cu piston axial bloc teșit:

1-ax; 2 - sigiliu; 3 - cap sferic; 4 - biela; 5 – fusta piston; 6 - balama; 7 – bloc de cilindri; 8 - țeapă; 9 - capac; 10, 11 - fereastra; 12 - primăvară; 13 - piston; 14 - disc

Orez. 17.20.Principiul de funcționare al motorului hidraulic cu piston axial

Sub acțiunea unei forțe asupra discului, atunci când uleiul este furnizat pistonului, acţionează un cuplu care asigură rotirea discului și a arborelui de antrenare prin acţiunea unui piston.

Unde h – braț de forță, m; - raza capetelor pistonului.

 – unghiul curent de rotație al acestei biele, deg.

Pentru un ciclu de lucru de acest tip motorul hidraulic al pistonului său dezvoltă valoarea medie a cuplului, care este calculată prin formula similară cu (17.11), N∙m

Unde p - presiunea (caderea de presiune) a uleiului alimentat prin supapa de distributie (bobina) de la nas, MPa;

– volumul de lucru al motorului hidraulic;

– numărul pistoanelor motorului;

- suprafata pistonului motor hidraulic, mm 2;

d – diametrul pistonului motorului, mm;

- cursa pistonului, se determină similar cu Fig. 17.3.

Viteza de alimentare a pompei și volumul de lucru al motorului hidraulic cu piston axial determină viteza de rotație a arborelui acestuia din urmă este determinată de formula (17.13) rpm,

Volumul de lucru al motoarelor cu piston axial este de zece ori mai mic decât volumul de lucru al motoarelor cu piston radial. Aceasta, conform formulelor (17.18) - (17.20), explică momentul mic și viteza mare a mașinilor hidraulice cu piston axial și necesitatea utilizării în cutii de viteze.

În acționarea hidraulică marină, motoarele hidraulice cu piston axial cu disc înclinat au devenit larg răspândite.

Orez. 17.21.Motor hidraulic al plăcii oscilante cu piston axial:1-ax; 2, 8 - huse; 3 - disc înclinat; 4 - corp; 5 - bloc de cilindri; 6 – o față de capăt a blocului de cilindri; 7 - distribuitor hidraulic; 9 - fereastra; 10 - primăvară; 11 - piston; 12 - conexiune cu fante; 13 - pantof; 14 - leagăn; 14 - disc

Principiul lor de funcționare este similar cu funcționarea unui motor cu un bloc înclinat, unde în loc de unghiul de înclinare al blocului , se aplică unghiul de înclinare al discului și se folosesc aceleași dependențe (17.14)-(17.18) și (17.18)-(17.20).

Orez. 17.22.Principiul de funcționare al motorului hidraulic cu piston axial cu plăci oscilante

Pe fig. 17.23 prezintă un troliu de marfă cu macara de navă cu un motor cu piston axial. De la motorul hidraulic 1, mișcarea este transmisă prin arborele 3 la o cutie de viteze în două trepte, a cărei treaptă de viteză mare include arborele de viteză 4 și roata 11, iar treapta de viteză mică include arborele de viteză 12. iar roata cu angrenaj interior 13 presată în tambur. Angrenajele și rulmenții funcționează în ulei, al cărui nivel este controlat cu ajutorul dopului 10. Frâna normal închisă 5 este eliberată cu ajutorul cilindrului hidraulic 6.

Când motorul 1 este pornit, frâna este eliberată, în acest scop fluidul de lucru curge prin canalele 8 din sistemul hidraulic în partea stângă a cilindrului hidraulic 6 și își deplasează pistonul spre dreapta. Arcul de închidere al frânei 9 va fi comprimat și va elibera discurile discurilor sale de frână, drept urmare frâna este deschisă. Când motorul hidraulic este oprit, fluidul de lucru își oprește alimentarea către cilindrul de frână 6, presiunea asupra pistonului se oprește și arcul de frână comprimă din nou discurile de frână. Forța de compresie a arcului (și deci cuplul de frânare) este reglată de șurubul 7, care acționează asupra arcului 9 printr-o șaibă.

Cuplu T dezvoltat de motor (vezi formula 7.18) cu ajutorul unui reducător de viteze crește, iar apoi momentul pe tamburul 14 (Fig. 17.23) va deveni egal cu

unde - raportul de transmisie al cutiei de viteze, , - raport de transmisie treapta de mare viteză, de la treapta 4 la roata 11, - raportul de transmisie al treptei de viteză mică, de la treapta 12 la roata 13.

Orez. 17.23.Troliu de marfă cu motor hidraulic cu piston axial:

1 - motor hidraulic, 2 - pană; 3 - arbore; 4, - arborele pinion al treptei de mare viteză; 5 - frana cu disc; 6 - cilindru hidraulic; 7 - surub de reglare; 8 - canal; 9 - primăvară; 10 - plută; 11 - roata dințată a etapei de mare viteză; 12 – arborele angrenajului treptei de viteză mică; 13 - roata dințată a treptei de viteză mică; 14 - tambur; 15 - corp.

Frecvența de rotație a tamburului de cablu la transmiterea mișcării de la motorul hidraulic 1 prin cutia de viteze către tambur

unde este frecvența de rotație a arborelui motorului hidraulic (formula (17.20).


Orez. 17.24.Schema cinematică a troliului de marfă prezentată în fig. 17.16 (denumirile corespund cu Fig. 17.16, aici 16 este o cuplare cu manșon)

Defecțiunile tipice ale motoarelor cu piston axial sunt distribuite în funcție de frecvența lor de apariție, după cum urmează:

    Uzura pistoanelor și a blocului de cilindri, care este asociată cu o contaminare semnificativă a fluidului de lucru;

    Defectarea carenei;

    Defecțiunea sigiliilor;

    Distrugerea și uzura rulmenților;

    Ruperea tijelor pistonului, în urma căreia are loc o schimbare bruscă a vitezei de rotație și a cuplului, se observă o mișcare sacadată;

    Distrugerea blocului cilindrilor.