Гидравлический мотор орбитального типа

Орбитальный двигатель

Необычный двигатель, созданный инженером из г. Перта Ральфом Сейричем.
Сейрич не специалист по двигателям внутреннего сгорания, он работал над гидравлическими и пневматическими машинами, среди которых не последнее место занимали разного рода насосы. Действие насоса построено на том, что в нем существуют полости или отсеки, объем которых периодически изменяется. При увеличении объема происходит всасывание жидкости или газа, при уменьшении — выталкивание их, подача под давлением.

Коловратный насос:
1 — корпус;
2 — энсцентрик;
3 — лопатка;
4 — пружина;
5 — камера;
6 — впускной клапан;
7 — выпускной клапан;
8 — ось вращения эксцентрика.

Перед нами многокамерный коловратный насос. В цилиндрической полости его корпуса 1 вращается относительно оси 8 эксцентрик 2. Лопатки 3, прижимаемые пружинами 4 к эксцентрику, образуют четыре камеры 5, объемы которых при его вращении периодически изменяются. Таким образом, эксцентрик 2 является поршневым элементом.
Если в таком насосе вместо всасывающего (впускного) 6 и нагнетательного выпускного) 7 клапанов установить клапаны обычного поршневого мотора и свечу зажигания, то подобный механизм, на первый взгляд, должен работать как четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Однако в нем есть существенный недостаток, который делает конструкцию практически малопригодной. Почему? При работе лопатки располагаются относительно эксцентрика то по его диаметру (А и В), то по хорде (Г и В). Следовательно, они могут иметь контакт с поверхностью эксцентрика только по линии, и концы лопаток должны быть скруглены. При сравнительно невысоких давлениях, существующих в камерах насосов такого типа, нужную эффективность уплотнения еще можно обеспечить. Когда же дело касается двигателя внутреннего сгорания, где давление в камерах достигает 60-80 кг/см 2 , создать надлежащее уплотнение очень трудно. Во всяком случае, на роторных двигателях уплотнение лопаток до сих пор остается «больным местом».
Поэтому Сейрич начал поиски иного конструктивного решения, которое позволило бы создать более надежное уплотнение рабочих камер двигателя. Для этого, рассуждал он, лопатка должна прижиматься ас поршневому элементу не по линии, а по всей своей толщине. Как это достигается?

Рис. 1. Схема устройства двигателя Сейрича:
а — вид спереди (разрез);
б — вид сзади (разрез);
в — характер движения частей;
1 — корпус;
2 — лопатка;
3 — поршневой элемент;
4 — личинка лопатки;
5 — паз;
6 — кривошип;
7 — ось вращения кривошипа;
8 — полость над лопаткой;
9 — впускной клапан;
10 — свеча;
11 — выпускной клапан;
12 — эксцентрик направляющего устройства.
На рисунках а и б красным цветом показаны кривошип и эксцентрики, а также рабочие камеры переменного объема.

В двигателе австралийского изобретателя, в отличие от рассмотренной схемы насоса, сделано не четыре, а семь рабочих камер (рис. 1, а), а поршневой элемент 3 представляет собой семигранник с округленными ребрами.

Соединение лопатки с поршневым элементом.
2 — лопатка;
3 — поршневой элемент;
4 — личинка лопатки;
5 — паз;
13 — планка.

Все лопатки 2 расположены перпендикулярно к граням (которые представляют собой плоскости) и свободно скользят по ним. В то же время лопатки могут перемещаться в прорезях корпуса 1, причем каждая из лопаток снабжена по бокам цилиндрическими личинками 4, которые скользят в пазах 5 поршневого элемента 3. В свою очередь, личинки 4 соединены с лопатками 2 планками 13, для которых в передней и задней торцевых крышках корпуса сделано по семь радиальных канавок. Поршневой элемент 3 надет на эксцентричную («шатунную») шейку кривошипа 6 (см. рис. 1), который вращается в подшипниках, расположенных в торцевых крышках. Во избежание перекосов поршневого элемента в задней торцевой крышке корпуса установлен корректирующий механизм (см. рис. 1, б). Он состоят из трех эксцентриков 12, равномерно расположенных вокруг оси 7 кривошипа 6. Размеры этих эксцентриков выбраны так, что они препятствуют проворачиванию поршневого элемента 3 в корпусе 1, допуская только плоско-параллельное перемещение его. Таким образом, при вращении кривошипа 6 поршневой элемент 3 относительно корпуса 1 не вращается (см. рис. 1, в). Пазы 5 движутся вместе с поршневым элементом взад-вперед относительно личинок 4. Сами лопатки перемещаются только вдоль прорезей в корпусе 1. В итоге получается, что любая точка поршневого элемента за один оборот кривошипа 6 движется по круговой траектории (рис. 1, в), то есть совершает, как говорят, орбитальное движение относительно оси 7. По этой причине австралийский изобретатель и назвал свой мотор орбитальным.

В корпусе 1 (см. рис. 1, а) против каждой камеры расположены впускной и выпускной каналы с соответствующими клапанами 9 и 11 и свеча 10. Привод к клапанам может быть осуществлен, очевидно, только по схеме, принятой для авиационных звездообразных поршневых моторов — с кулачковой шайбой, длинными штангами толкателей и коромыслами.
В таком случае большая инерция длинных штанг не позволит форсировать двигатель по числу оборотов. Предвидя, что этот недостаток может сыграть решающую роль в судьбе нового двигателя, Сейрич наряду с упомянутым четырехтактным вариантом разработал двухтактный. В нем нет клапанов, а распределение осуществляется благодаря перекрытию впускных и выпускных окон, расположенных в торцевых крышках корпуса, поршневым элементом — подобно поршню в привычных нам двухтактных мотоциклетных моторах. Воздух для продувки подается отдельным насосом.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя Сейрича. В верхнем ряду слева направо:
впуск; сжатие; воспламенение;
в нижнем ряду слева направо: догорание; рабочий ход; выпуск.
1 — корпус;
2 — лопатка;
3 — поршневой элемент;
4 — личинка лопатки;
5 — паз;
6 — кривошип;
7 — ось вращения кривошипа;
8 — полость над лопаткой;
9 — впускной клапан;
10 — свеча;
11 — выпускной клапан;

Посмотрим, как протекает рабочий процесс в четырехтактном орбитальном двигателе. При вращении кривошипа 6 поршневой элемент 3 в определенный момент отходит от внутренней стенки корпуса 1 на наибольшую величину. Объем камеры, ограниченный стенками корпуса 1, лопатками 2 и гранью поршневого элемента 3, — наибольший. В этот момент открывается впускной клапан 9, и камера заполняется рабочей смесью. При дальнейшем вращении кривошипа поршневой элемент начинает приближаться к соответствующему участку корпуса, и происходит сжатие смеси, а затем ее воспламенение от искры, проскакивающей между электродами свечи 10. При этом горит не вся смесь в камере. Часть ее, находящаяся напротив выпускного клапана 11, не воспламеняется, так как она отделена от основной массы заряда перегородкой (показана на рисунке стрелкой), размещенной по всей ширине камеры между свечой и впускным клапаном.
Давление газов на грань поршневого элемента 3 отжимает его от стенки корпуса 1, заставляя воздействовать на шейку кривошипа в и проворачивать его. Как только поршневой элемент сместится из своего крайнего положения (15-25 градусов поворота кривошипа от в. м. т.), между ним и перегородкой на стенке корпуса образуется щель. Проникшая через нее горящая смесь воспламенит «резерв», находящийся под выпускным клапаном. Благодаря такому ступенчатому процессу, как считает Сейрич, удается обеспечить более полное сгорание смеси. В результате должно снизиться содержание вредных примесей в отработавших газах.
Орбитальный двигатель развивает удельную мощность около 60 л. с. на литр рабочего объема двигателя. Это далеко не сенсационный результат. Даже у «Москвича-412» и «Жигулей» удельная мощность равна 50 л. с/л, а на гоночных мотоциклетных моторах она достигает величины 200-300 л.с./л.
Важным преимуществом новой конструкции является ее компактность и меньший вес по сравнению с поршневым и роторными двигателями. Например, один из опытных образцов орбитального двигателя (рабочим объемом 2952 см 3 и мощностью 200 л. с. при 5500 об/мин) весил всего 41 кг. Это означает, что на одну лошадиную силу приходится 0,25 кг веса — в 7-8 раз меньше, чем у двигателей обычных легковых машин, и даже меньше, чем у моторов гоночных автомобилей. Безусловно, ко всем этим цифрам надо относиться с осторожностью — порой изобретатели охотно выдают желаемое за действительное.
О многих параметрах и характеристиках орбитального двигателя пока нельзя сделать определенных выводов, поскольку Сейрич держит их в секрете. Те подробности устройства, которые появились на страницах технических журналов, уже защищены патентами на его имя. Ральф Сейрич начал работу над своим детищем три года назад. После первых предварительных испытаний опытных образцов австралийская фирма БХП подписала с ним контракт по доводке орбитального двигателя на сумму в 50 миллионов долларов. Несколько ведущих автомобильных фирм, имя которых держится в секрете, также предложили свои услуги Сейричу. Однако пока нет свидетельств того, что в ближайшие годы они начнут серийный выпуск автомобилей с орбитальными двигателями. Какой бы в принципе удачной ни оказалась конструкция, она потребует многих лет доводки и совершенствования. Примером тому служит роторный двигатель Ванкеля, и вряд ли мотор Сейрича в этом смысле окажется исключением.

Читайте также:  Переделка бензокосы лодочный мотор

Примечание. шумиха, поднятая вокруг Сейрича, оказалась преждевременной. Изобретатель при доводке своего двигателя встретился с серьезными трудностями, для преодоления они требуют времени, упорного труда и финансов. Австралийский инженер продолжал работу над своим детищем несколько лет, но говорить о его практическом применении до сих пор не приходится.

Источник

Орбитальные гидравлические двигатели

Крутящий момент: 0 Nm — 548 Nm
Скорость вращения: 0 rpm — 830 rpm
Давление: 0 psi — 2 000 psi

. Двигатели серии HB являются лидерами в своем классе, предлагая высокую эффективность и долговечность. Трехзонный орбитальный клапан, многослойный коллектор и двигатель Roller Stator® работают гармонично, обеспечивая высокую общую эффективность .

Крутящий момент: 610, 690 Nm
Скорость вращения: 970 rpm
Давление: 17 500 000, 20 000 000 Pa

Героторный гидромотор серии GR оснащен золотниковым клапаном, а также интегрированной конструкцией с распределительным клапаном и выходным валом. Вал предназначен для приведения в движение распределительного клапана для передачи механической .

Крутящий момент: 850, 990 Nm
Скорость вращения: 1 000 rpm
Давление: 27 500 000, 21 000 000 Pa

Героторный гидромотор серии GS оснащен катящимся ротором и шаровым клапаном. Распределительный клапан обособлен от выходного вала и напрямую соединен с карданным валом. Гидромотор оснащен уравновешивающим диском для балансировки и давления .

Крутящий момент: 83 Nm
Скорость вращения: 1 935 rpm
Давление: 0 Pa

. Конструкция золотникового клапана и гидромотор-редуктора с гидромотором с компактной конструкцией и небольшим рабочим объемом. Подходит для применения там, где требуется высокая скорость и малые габариты. .

Давление: 140 bar
Объем цилиндра: 8 cm³ — 50 cm³

Крутящий момент: 100 Nm — 390 Nm
Скорость вращения: 150 rpm — 775 rpm
Давление: 65 bar — 175 bar

. Этот орбитальный роликовый комплект поставляется со встроенным золотниковым клапаном с выходным валом, который одновременно опирается на гидродинамические и игольчатые подшипники. Устройства серии MR поставляются с распределительным клапаном, .

Источник

Гидродвигатели. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

3. Гидродвигатели. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

1. Шестеренные гидромоторы

Шестеренные гидромоторы конструктивно схожи с шестеренными насосами (см. статья 2), отличие состоит в наличии линии отвода рабочей жидкости из зоны подшипников. Это необходимо для обеспечения реверсивности гидромотора. При подаче в гидромотор, рабочая жидкость воздействует на шестерни, создавая при этом крутящий момент на валу.
Шестеренные гидромоторы часто применяются в гидроприводах навесного оборудования мобильной техники, в качестве привода вспомогательных механизмов различных машин, в станочных гидроприводах. Столь широкое распространение они получили благодаря простоте конструкции и сравнительно низкой стоимости.
Шестеренные гидромоторы применяются на частотах вращения до 5000об/мин и давлениях до 200 bar (в специальном исполнении до 10000 об/мин и до 300 bar). Коэффициент полезного действия (КПД), как правило, не превышает 0,9.
Конструкция шестеренного гидромотора показана на рис. 1
Конструктивный вид шестеренного гидромотора и насоса аналогичны, ознакомиться с ним можно в статье 2.
Крутящий момент создаваемый гидромотором определяется как:


где:
∆p – перепад давлений на гидромоторе,
b – ширина шестерен,
m – модуль зацепления,
z – количество зубьев шестерни


Достоинства и недостатки шестеренных гидромоторов:

  • • Простота конструкции.
  • • Частоты вращения до 10000 об/мин
  • • Низкая стоимость

2. Героторные гидромоторы

Одной из разновидностей шестеренных гидромашин являются героторные гидромоторы. Благодаря своей особенности, получения высоких крутящих моментов при небольших габаритных размерах, эти гидромоторы довольно часто применяются в приводах тихоходных и вместе с тем сильно нагруженных механизмов. Рабочая жидкость подается в рабочие полости гидромотора через специальный распределитель. В рабочих полостях создается крутящий момент, приводящий во вращение зубчатый ротор, который начинает совершать планетарное движение, обкатываясь по роликам. Героторные гидромо­торы отличаются высокой энергоемкостью, возможностью работы при давлениях до 25 МПа. Рабочий объем таких машин достигает 800 см3, а развиваемый момент — до 2000 Н∙м.

Существует две конструктивных разновидности героторных гидромоторов: Героторные и героллерные.

Крутящий момент, создаваемый гидромотором определяется по специальным диаграммам, имеющимся в документации на гидроагрегат.

Устройство героторного гидромотора схематично представлено на рис.2.

Внешний вид героторного гидромотора представлен на рис. 3.

Устройство героллерного гидромотора схематично представлено на рис.4.

Внешний вид героллерного гидромотора представлен на рис. 5.

Читайте также:  Разборка лодочного мотора hangkai

Достоинства и недостатки героторных гидромоторов:

  • • Простота конструкции.
  • • Большие крутящие моменты
  • • Малые габариты
  • • Малые частоты вращения
  • • Невысокие давления до 21МПа

3. Пластинчатые гидромоторы.

Пластинчатые гидромоторы по конструкции аналогичны насосам, при этом в отличие от насосов они всегда снабжены механизмом прижима рабочих пластин. Гидромоторы данного типа, как и насосы, могут быть однократного и двукратного действия. Моторы однократного действия – как правило, реверсивные и могут быть регулируемыми, а моторы двукратного действия всегда нерегулируемые и преимущественно нереверсивные. Ввиду ряда конструктивных особенностей моторы данной конструкции широкого распространения не получили.

Гидромоторы данного типа работают на давлениях до 20МПа и частотах вращения до 1500 об/мин. КПД может достигать 0,8.

Крутящий момент создаваемый пластинчатым гидромотором определяется как:

∆p – перепад давлений на гидромоторе,

q – рабочий объем гидромотора,

Конструкция пластинчатого гидромотора однократного действия схематично показана на рис. 6, конструкция гидромотора двухкратного действия — на рис. 7.

Конструктивный вид пластинчатого гидромотора и насоса аналогичны, ознакомиться с ним можно в статье 2.

Достоинства и недостатки пластинчатых гидромоторов:

  • • Низкий уровень шума
  • • Низкая по сравнению поршневыми моторами стоимость.
  • • Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.
  • • Большие нагрузки на подшипники ротора.
  • • Сложность уплотнения торцов пластин
  • • Низкая ремонтопригодность
  • • Невысокий КПД

4. Радиально-поршневые гидромоторы

Радиально поршневые гидромоторы идентичны по конструкции насосам данной компоновочной схемы. Наиболее часто эти гидромоторы применяются в механизмах для получения высоких моментов. Радиально-поршневые гидромоторы можно условно разделить на две группы:

  • • Гидромоторы однократного действия
  • • Гидромоторы многократного действия

Гидромоторы однократного действия

Моторы однократного действия применяются, например, как привода шнеков для перекачки малотекучих жидкостей и взвесей (бетон, глинистые смеси) или поворотных механизмах, где требуется большие крутящие моменты. Развиваемые моменты достигают 32000 Нм при давлениях до 35МПа, частоты вращения вала до 2000 об/мин. Рабочие объемы моторов достигают 8500 см3/об.

На рисунке 8 изображен конструктивный вид радиально-поршневого гидромотора однократного действия с неподвижным корпусом.


Принцип действия гидромотора, изображенного на рис. 8 следующий: Рабочие камеры под действием высокого давления воздействуют на кулачек приводя во вращение вал мотора. На валу имеется механизм распределения (на схеме не показан), который соединяет рабочие камеры в определенном порядке с линиями высокого давления и слива. На рис. 8 жидкость от распределителя к рабочим камерам подводится по каналам в корпусе. Наряду с этой существует конструкция мотора с подводом жидкости к рабочим камерам через вал.

Крутящий момент создаваемый радиально-поршневым гидромотором определяется как:

∆p – перепад давлений на гидромоторе,

q – рабочий объем гидромотора,

Гидромоторы многократного действия

Моторы многократного действия часто применяются в приводах конвейеров, в гидропередачах маршевого хода мобильных машин, а также в других нагруженных механизмах. Развиваемый моторами данного типа момент может достигать 45000 Нм при давлении до 45 МПа, частоты вращения вала до 300 об/мин. Рабочие объемы моторов достигают 8000 см3/об.

На рисунке 9 изображен конструктивный вид радиально-поршневого гидромотора многократного действия с неподвижным корпусом

Основным отличием от моторов однократного действия состоит в том, что за один оборот вала вытеснитель (плунжер) каждой рабочей камеры совершает несколько рабочих циклов. Количество циклов определяется рабочим профилем корпуса. Соединение рабочих камер с линиями высокого давления и слива происходит с помощью системы распределения (на схеме не показана).

В моторах многократного действия конструктивно может быть реализована система ступенчатого управления рабочим объемом. Она реализуется подключением или отключением рабочих камер с помощью специального распределителя, при этом отключенные рабочие камеры соединяются со сливом.

Так как гидромоторы данного типа часто используются в приводах мобильных машин как мотор-колесо, в них может быть реализован режим свободного вращения. Он заключается в подаче в дренажную линию мотора небольшого давления 2…5 bar (в зависимости от конструкции) и соединении рабочих камер с линией слива. Плунжера гидромотора при этом втягиваются в цилиндры и отходят от рабочего профиля, обеспечивая свободное вращение.

Достоинства и недостатки радиально-поршневых гидромоторов:

  • • Высокие создаваемые моменты
  • • Принципиальная возможность регулировки рабочего объема
  • • Возможность реализации режима свободного вращения
  • • Сложность конструкции.
  • • Высокая пульсация расхода рабочей жидкости
  • • Высокая стоимость

5. Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным блоком

Аксиально-поршневые гидромоторы — это разновидность роторно-поршневых гидромашин с аксиальным расположением цилиндров (т.е. располагаются вокруг оси вращения блока цилиндров, параллельны или располагаются под небольшим углом к оси). Моторы и насосы данного типа имеют аналогичную конструкцию.

Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным блоком используются в приводах мобильных машин, станочных гидроприводах, прессах и способны работать на давлениях до 450 бар, развиваемый крутящий момент при этом достигает 6000 Нм. Частоты вращения достигают 5000 об/мин.

Гидромоторы данного типа как правило реверсивные, и в обязательном порядке требуют подключения дренажной линии.

На рис. 10 показана конструктивная схема аксиально-поршневого мотора с наклонным блоком. Из линии высокого давления рабочая жидкость поступает в рабочие камеры через серповидное окно распределителя. Под действием давления поршни выходят и цилиндров и создают крутящий момент. Из цилиндров, соединенных с серповидным окном на противоположной половине распределителя, поршни вытесняют рабочую жидкость в линию слива.

Конструктивно аксиально-поршневые гидромоторы могут иметь постоянный и регулируемый рабочий объем.

Крутящий момент аксиально-поршневого гидромотора определяется из зависимости:

∆p – перепад давлений на гидромоторе

z – число поршней

dп – диаметр поршня

Dц– диаметр расположения цилиндров

γ – угол наклона блока цилиндров

q – рабочий объем гидромотора,

Достоинства и недостатки аксиально-поршневых гидромоторов с наклонным блоком:

  • • Работа при высоких давлениях
  • • Принципиальная возможность регулировки рабочего объема
  • • Высокие частоты вращения
  • • Высокий КПД
  • • Сложность конструкции
  • • Высокая стоимость
  • • Высокие пульсации расхода

6. Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным диском

Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным диском конструктивно повторяют насосы данного типа.

Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным диском используются в приводах мобильных машин, станочных гидроприводах, прессах и способны работать на давлениях до 450 бар, развиваемый крутящий момент немного ниже, чем у моторов с наклонным блоком и ограничен значением в 3000Нм. Частоты вращения достигают 5000 об/мин.

Гидромоторы данного типа реверсивные, и в обязательном порядке требуют подключения дренажной линии.

На рис. 11 показана конструктивная схема аксиально-поршневого мотора с наклонным диском. Из линии высокого давления рабочая жидкость поступает в рабочие камеры через серповидное окно распределителя. Под действием давления поршни выходят и цилиндров и создают крутящий момент. Из цилиндров, соединенных с серповидным окном на противоположной половине распределителя, поршни вытесняют рабочую жидкость в линию слива.

Читайте также:  Chrysler voyager 1994 моторы

Конструктивно гидромоторы данного типа могут иметь постоянный и регулируемый рабочий объем.


Крутящий момент аксиально-поршневого гидромотора определяется из зависимости:

или

Где:

∆p – перепад давлений на гидромоторе

z – число поршней

dп – диаметр поршня

Dц– диаметр расположения цилиндров

γ – угол наклона диска

q – рабочий объем гидромотора,

Достоинства и недостатки аксиально-поршневых гидромоторов с наклонным диском:

  • • Работа при высоких давлениях
  • • Принципиальная возможность регулировки рабочего объема
  • • Высокие частоты вращения
  • • Высокий КПД
  • • Сложность конструкции
  • • Высокая стоимость
  • • Высокие пульсации расхода

7. Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы.

Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным валом.

Данные гидромоторы являются разновидностью роторно-поршневых гидромашин. Рабочие камеры многотактных гидромашин совершают несколько рабочих циклов за один оборот вала гидромашины. Количество этих циклов определяется профильным диском. Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным валом способны создавать крутящий момент до 4000 Нм при давлениях до 350 бар. Максимальная частота вращения не превышает 300 об/мин.

Отличительной особенностью моторов данного типа является высокая компактность, поэтому наиболее часто они находят применение в гидропередачах маршевого хода мобильных машин. Моторы при этом выполнены в виде мотор-колеса и устанавлены в ступице колеса.

Конструктивная схема многотактного аксиально-поршневого гидромотора с неподвижным валом представлена на рис. 12.

Из линии высокого давления рабочая жидкость через систему распределения, расположенную в неподвижном валу, поступает в рабочую камеру. Под воздействием давления рабочей жидкость плунжера выходят из рабочего цилиндра и огибая профиль диска создают крутящий момент.

Как и в радиально-поршневых гидромоторах многократного действия в аксиально-поршневых гидромоторах многократного действия может быть реализован режим свободного вращения. Он заключается в подаче в дренажную линию мотора небольшого давления 2…5 bar (в зависимости от конструкции) и соединении рабочих камер с линией слива. Плунжера гидромотора при этом втягиваются в цилиндры и отходят от рабочего профиля, обеспечивая свободное вращение.

Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным корпусом.

Рабочие камеры многотактных аксиально-поршневых гидромоторов с неподвижным корпусом совершают несколько рабочих циклов за один оборот вала гидромашины. Количество этих циклов определяется профильным диском. Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным корпусом способны создавать крутящий момент до 5000 Нм при давлениях до 350 бар. Максимальная частота вращения достигает 500 об/мин.

Наиболее часто моторы этого типа применяются в приводах мобильных машин и конвейеров. Так как многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным корпусом довольно компактны, они могут применяться для создания высоких крутящих моментов в механизмах где установка радиально-поршневого гидромотора невозможна из-за больших габаритных размеров.

В гидромоторах может быть реализован режим свободного вращения, описанный выше.

Конструктивная схема многотактного аксиально-поршневого гидромотора с неподвижным корпусом представлена на рис. 13.

Рис. 13

Крутящий момент создаваемый аксиально-поршневыми гидромоторами с неподвижным валом и неподвижным корпусом определяется как:

∆p – перепад давлений на гидромоторе,

q – рабочий объем гидромотора,

Достоинства и недостатки аксиально-поршневых гидромоторов многократного действия:

  • • Работа на давлениях до 350 бар
  • • Высокий развиваемый момент
  • • Возможность реализации режима свободного вращения
  • • Высокий КПД
  • • Компактность
  • • Малые частоты вращения
  • • Сложность конструкции
  • • Высокая стоимость

8. Линейные гидродвигатели (гидроцилиндры).

Линейные гидродвигатели (гидроцилиндры) – тип объёмных гидродвигателей создающих только поступательные движения. Сфера применения гидроцилиндров в мобильной технике очень широка. Они применяются как основные двигатели исполнительных механизмов автокранов, экскаваторов, гидравлических манипуляторов, коммунальных машин, сельскохозяйственной техники, широко используются в станочном оборудовании.

Гидроцилиндры могут развивать большие толкающие и тянущие усилия. Значения усилий зависят только от рабочего давления и активных рабочих площадей.

∆p – перепад давлений в полостях гидроцилиндра,

S – активная площадь ,

По принципу действия гидроцилиндры разделяют на:

  • • цилиндры одностороннего действия
  • • цилиндры двухстороннего действия

Следует отметить что давления в полостях гидроцилиндров показаны условно для одного из усилий тянущего или толкающего.

Гидроцилиндры по конструктивному исполнению подразделяют на:

  • • плунжерные
  • • поршневые
  • • телескопические

Плунжерные гидроцилиндры

Конструктивная схема плунжерного гидроцилиндра изображена на рис. 14.

При подаче рабочей жидкости в рабочую полость плунжер начинает смещаться под действием высокого давления, создавая усилие F. В исходное состояние цилиндр возвращается под действием внешнего усилия приложенного к торцу штока.

Усилие на гидроцилиндре можно определить из зависимости

p – значение давления в полости гидроцилиндра,

S – активная площадь ,

Конструктивно плунжерный цилиндр может иметь пружинный возврат см. рис. 15

Поршневые гидроцилиндры

это самый распространённый тип гидроцилиндров. В отличии от плунжерных, поршневые гидроцилиндры могут создавать как толкающее так и тянущее усилие.

Конструктивная схема поршневого гидроцилиндра двустороннего действия изображена на рис. 16. (Давления в полостях гидроцилиндра показано для усилия F1)

Толкающее усилие определяется как

p – значение давления в поршневой полости гидроцилиндра,

– активная площадь ,

Тянущее усилие определяется как

p – значение давления в штоковой полости гидроцилиндра,

Из-за разницы площадей S1 и S2 скорости и усилия при движения штока в прямом и обратном направлениях неравны. Если выбрать диаметры DЦ и dШТ таким образом что активные площади будут соотносится как S1=2∙S2, то при подключении гидроцилиндра по схеме рис. 17 скорости движения будут в прямом и обратном направлениях будут одинаковы. Такие гидроцилиндры называют дифференциальными. Усилия создаваемые дифференциальным цилиндром на прямом и обратном ходе будут равны:

p – значение давления в полостях гидроцилиндра,

DЦ – диаметр цилиндра

dШТ – диаметр штока

Поршневые гидроцилиндры могут использоваться как плунжерные см. рис. 18. Штоковая полость гидроцилиндра сообщается с атмосферой через сапун, который предотвращает попадание частиц пыли и грязи на рабочую поверхность гидроцилиндра. Толкающее усилие создаваемое гидроцилиндром определяется также как и для поршневого гидроцилиндра.

Распространение в технике получили цилиндры с проходным штоком см. рис 19. Их главным преимуществом является равенство скоростей и усилий при прямом и обратном ходе штока.

Тянущее и толкающее усилие определяется как

p – значение давление в полости гидроцилиндра,

– активные площади ,

Для обеспечения различных соотношений скоростей и усилий при прямом и обратном ходе штоков гидроцилиндров применяют гидроцилиндры с проходными штоками разного диаметра. Данный тип относится к цилиндрам специального исполнения. Такой гидроцилиндр схематично изображен на рис. 20.

Усилия создаваемые гидроцилиндром специального назначения рассчитываются как:

p – значение давление в полости гидроцилиндра,

и – активные площади

Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!

Источник

Поделиться с друзьями