Устройство и принцип работы гидромотора
Устройство гидромотора построено на принципе использования энергии потока жидкости и давления, которое такая циркуляция создает. Задача подобного механизма — преобразовывать силу в механическое усилие, которое затем поступает к исполнительному рабочему узлу. Чаще — это выходной вал. В результате запускается вращательный процесс, приводящий в движение детали промышленного оборудования, спецтехники. Например, буровых установок, кранов. С помощью агрегатов также поддерживается нормальное давление в гидросистеме, регулируется направление движения орудий. В статье ниже рассмотрим принцип работы гидравлического мотора, его устройство и разновидности.
Устройство гидравлического мотора
Устройство гидравлического мотора включает систему каналов, по которым циркулирует рабочая жидкость. Корпус механизма фиксируется посредством поворотных замковых элементов либо крепится за счет опорных стоек. Благодаря этому, установить механизм получится в нужном положении.
Главный рабочий узел — блок цилиндров. Здесь находится группа поршней, выполняющих под воздействием давления жидкости возвратно-поступательные движения. Цилиндр постоянно прижимается к распределительному диску для стабильной работы. Такое положение сохраняется благодаря давлению рабочей среды и пружины.
Рабочий вал, имеющий шпоночное либо шлицевое соединение, отвечает за передачу крутящего момента на исполнительный механизм. За стабильность давления и защиту от повреждений отвечают предохранительные и антикавитационные клапаны. Они при необходимости подключаются к валу.
За отвод жидкости отвечает отдельный канал с клапаном. Если гидросистема замкнутая, дополнительно применяются специальные контуры. Они выполняют обновление рабочей среды и промывку, что увеличивает ресурс гидромотора.
Принцип работы гидромотора
Принцип работы гидромотора основан на преобразовании энергии жидкости в механическую силу. Она, посредством вала, поступает на исполнительные механизмы. Рабочий процесс начинается с поступления гидравлической жидкости в пазы распределительной системы. Отсюда она перенаправляется в камеры блока цилиндров. По мере их заполнения внутри возрастает давление, которое воздействует на поршни. Это и создает крутящий момент гидромотора, приводящий в движение вал.
Дальнейшая схема работы зависит от конструкции механизма. Расскажем на примере того, как работает гидромотор аксиального типа. В нем крутящий момент образуется благодаря взаимодействию сферической головки поршня с гидростатическими опорами на подпятниках. Посредством этих опор движение поступает на блок цилиндров. Это обеспечивает его вращение.
После того как жидкость прошла рабочий цикл, заканчивается этап нагнетания. Среда из цилиндра начинает вытесняться. Поршни переходят в обратный ход, после чего цикл повторяется. Благодаря такому принципу работы, гидромотор обеспечивает стабильную передачу усилия и равномерное вращение.
Подключение трубопроводов к гидромотору
Подключение трубопроводов к гидромотору необходимо для его корректной работы. Поэтому механизм соединяют минимум с двумя магистралями — сливной и подающей. На схему подключения влияют типы гидромоторов и используемых клапанов, конструкции гидросистемы. В ряде машин используются усложненные пути монтажа. К примеру гидромотор экскаватора ЭО-3324 имеет шунтирующий клапан, разделяющий потоки рабочей жидкости. В подобных системах управление золотниками гидрораспределителя осуществляется через сервопривод с пневмоаккумулятором. Это делает работу более стабильной и точной.
Стандартные гидросистемы используют сливную линию. В ней давление поддерживается переливным клапаном. Если у гидропривода замкнутый контур, дополнительно ставится промывочный (распределительный) золотник с таким же переливным клапаном. Его задачи — отвечать за обновление рабочей среды, обеспечивая циркуляцию жидкости и защищая от перегрева.
В системах, где механизм будет работать длительное время под большой нагрузкой, нужно контролировать температуру. Для этого используется охлаждающий бак и теплообменник. Когда система работает по схеме естественной регулировки, постоянная подача жидкости поддерживается под небольшим давлением. Важная роль в этой системе отведена управляющему золотнику. Он автоматически отвечает на изменение давления в линиях и перенаправляет поток жидкости для сохранения стабильности работы гидромотора. Ниже расскажем, как происходит данный процесс:
- В рабочих линиях гидросистемы образуется разница давлений. Одна имеет более высокие показатели, а другая — низкие.
- Управляющий золотник реагирует на данную разницу. Давление «перенаправляет» золотник в сторону перепада — это рабочий принцип.
- Золотник занимает новое положение, перенаправляя поток жидкости внутри распределительной схемы.
- Контур низкого давления соединяется с баком. В данном положении золотник открывает жидкости путь в бак через переливной клапан.
На последнем этапе избыток жидкости сбрасывается, а давление стабилизируется. Безопасный слив происходит благодаря переливному клапану. Он защищает систему от перегрузки и поддерживает стабильную работу.
Виды гидромоторов
Виды гидромоторов определяют их рабочие задачи и условия эксплуатации. У некоторых моделей высокий крутящий момент, у других — повышенная скорость вращения и др. В таблице ниже перечислены основные разновидности механизмов. Сравнив основные характеристики, вы сможете понять, какой гидромотор лучше для конкретной гидросистемы.
Разновидности механизмов:
| Конфигурация | Описание |
|---|---|
| Героторные | Механизмы компактного размера. Несмотря на малые габариты, дают высокий крутящий момент. Работают на основе планетарного движения ротора от распределителя. Используются в сильно нагруженных и низкооборотных машинах. Работают при давлении до 250 бар. |
| Аксиально-поршневые | Расположение цилиндров — аксиальное. Отличаются возможностью реверса, высокой мощностью, большим диапазоном регулировки рабочего объема. Применяются в мобильных установках, прессах, станках. При давлении 400–450 бар выдают крутящий момент до 6000 Нм. |
| Шестеренные | Недорогие и простые модели. Работают по принципу контакта рабочей жидкости с двигающимися шестернями. Обладают небольшим КПД и умеренной производительностью. Используются в станках, вспомогательных системах и приводах навесного оборудования. Частота вращения до 10 тыс. об/мин. |
| Радиально-поршневые | Гибко регулируемые и высокомоментные двигатели. Бывают многократного и однократного действия. Модели однократного действия применяются в шнековых транспортерах и поворотных механизмах. Многократного действия — в сложных приводах, требующих точного контроля давления и объема жидкости. |
| Линейные | Объемные гидродвигатели, создающие поступательные движения. Используются в мобильной технике, передают энергию от двигателя на исполнительные узлы. Развивают высокие толкающие и тянущие усилия при широком диапазоне давлений. |
Используя таблицу, можно узнать, где применяются гидромоторы в зависимости от конфигурации.
Заключение
Чтобы правильно купить устройство, учитывайте обозначение гидромотора. В нем указывается рабочий объем, конфигурация, давление и другие технические характеристики. Модели отличаются схемой преобразования энергии. Поэтому важно знать, чем отличаются гидромоторы. У одних компактный корпус, а другие дают высокий крутящий момент. Понимая различия и технические параметры изделий, получится сделать правильный выбор и не ошибиться с покупкой.