Гідравлічні механізми з найдавніших часів застосовуються людством у вирішенні різних господарсько-інженерних завдань. Використання енергії потоків рідини та тиску актуально і в наші дні. Стандартний пристрій гідромотора розраховується на трансляцію перетвореної енергії в зусилля, діюче на робоче ланка. Сама схема організації цього процесу і техніко-конструкційні нюанси виконання агрегату мають чимало відмінностей від звичних електродвигунів, що відображається як плюси, так і мінуси гідравлічних систем.
Пристрій механізму
Конструкція гідромотора ґрунтується на корпусі, функціональних вузлах і каналах для переміщення потоків рідини. Корпус зазвичай монтується на опорних стійках або фіксується через замкові пристрої з можливостями повороту. Основним робочим елементом є блок циліндрів, де розміщується група поршнів, що здійснюють зворотно-поступальні рухи. Для забезпечення стабільності роботи цього блоку в пристрої гідромотора передбачається система постійного притиску до розподільного диска. Дана функція виконується пружиною з чинним тиском від робочого середовища. Робочий вал, що зв’язує гідромотор з вихідним органом управління, що реалізується у вигляді шліцьового або шпоночного сайту. В якості елементів комплектації до валу можуть підключатися антикавитационные і запобіжні клапани. Окремий канал з клапаном забезпечує відведення рідини, а в замкнутих системах передбачаються спеціальні контури для промивання та обміну робочих середовищ.
Принцип роботи гідромотора
Основне завдання агрегату полягає в забезпеченні процесу перетворення енергії циркулюючої рідини в механічну енергію, яка, у свою чергу, передається через вал виконавчим органам. На першому етапі роботи гідромотора відбувається надходження рідини в паз розподільної системи, звідки вона переходить в камери блоку циліндрів. По мірі наповнення камер збільшується тиск на поршні, в результаті чого формується і крутний момент. В залежності від конкретного пристрою гідромотора, принцип дії системи на етапі перетворення сили тиску в механічну енергію може бути різним. Наприклад, крутний момент в аксіальних механізми утворюється за рахунок дії сферичних головок і гідростатичних опор на подпятниках, через які і починається робота блоку циліндрів. На кінцевому етапі завершується цикл нагнітання і витіснення рідинної середовища з циліндричної групи, після чого поршні починають зворотну дію.
Підключення трубопроводів до гідромоторів
Як мінімум, принципове пристрій механізму повинно передбачати можливість підключення подаючої і зливній магістралях. Відмінності в способах реалізації цієї інфраструктури багато в чому залежать від техніки регулювання клапанів. Наприклад, пристрій гідромотора екскаватора ЕО-3324 передбачає можливість поділу потоків з шунтувальним клапаном. Для керування золотниками гідророзподільника використовується система сервоприводного контролю з пневмоаккумуляторным джерелом живлення.
У звичайних схемах застосовується зливна гидролиния, тиск в якій регулюється через переливний клапан. Розподільчий (також називається очисним і промивним) золотник з переливним клапаном використовують в гідроприводах з замкнутими потоками для обміну робочих рідин в межах контуру. Може застосовуватися в якості доповнення спеціальний теплообмінник і бак охолодження для регулювання температурного режиму рідинного середовища в процесі роботи гідромотора. Пристрій механізму з природною регуляцією орієнтується на постійне нагнітання рідини під низьким тиском. Різниця в тиску на робочих лініях розподільної гідропередачі змушує керуючий золотник переміщається в положення, при якому контур з низьким тиском повідомляється з баком гідравлічної системи за допомогою переливного клапана.
Шестеренні гідромотора
Такі двигуни мають багато схожого з шестеренними насосними агрегатами, але з різницею у вигляді відводу рідини з підшипникової зони. При надходженні робочої середовища в гідромотор починається взаємодія з шестірнею, що і створює крутний момент. Проста конструкція і невисока вартість технічної реалізації зробило популярним такий пристрій гідромотора, хоча низька продуктивність (ККД близько 0,9) не дозволяє застосовувати його у відповідальних завданнях силового забезпечення. Цей механізм часто використовують у схемах керування навісним обладнанням, у верстатних привідних системах і забезпечення функції допоміжних органів різних машин, де номінальна частота обертання робочого укладається в 10 000 об/хв.
Героторні гідромотори
Модифікована версія шестеренних механізмів, відмінність якої полягає в можливості отримання високого крутного моменту при малих габаритах конструкції. Обслуговування рідинної середовища відбувається через спеціальний розподільник, в результаті чого приводиться в рух зубчастий ротор. Останній працює по роликовій обкатці і починає здійснювати планетарне рух, який визначає специфіку героторного гідромотора, пристрій, принцип роботи і призначення даного агрегату. Його сфера застосування обумовлюється високою енергоємністю в умовах експлуатації при тиску близько 250 бар. Це оптимальна конфігурація для тихохідних навантажених машин, також пред’являють вимоги до силової техніки за характеристиками компактності і конструкційної оптімізірованності в цілому.
Аксіально-поршневі гідромотори
Один з варіантів виконання роторно-поршневий гідравлічної машини, в якому найчастіше передбачається аксіально розміщення циліндрів. В залежності від конфігурації вони можуть розташовуватися навколо, паралельно або з невеликим ухилом по відношенню до осі обертання блоку поршневої групи. У пристрої аксіально-поршневого гідромотора передбачається можливість і реверсного ходу, тому в компоновках з обслуговуваними агрегатами необхідно підключення окремої дренажної лінії. Що стосується цільової техніки, що експлуатує такі движки, то до неї відносяться верстатні гідроприводи, гідравлічні преси, мобільні робочі установки і різне устаткування, що працюють з крутним моментом до 6000 Нм при високому тиску 400-450 бар. Обсяг обслуговується середовища в таких системах може бути як постійним, так і регульованим.
Радіально-поршневі гідромотори
Найбільш гнучка та збалансована конструкція гідромотора з точки зору регулювання крутного моменту з виробленням високих значень. Радіально-поршневі механізми бувають з однократним і багаторазовим дією. Перші використовуються в шнекових лініях переміщення рідин і сипучих суспензій, а також в поворотних вузлах виробничих конвеєрів. Радіально-поршневе пристрій і принцип роботи гідромотора з одноразовою дією можна відобразити в наступному функціональному циклі: під високим тиском робочі камери починають діяти на кулак приводу, запускаючи таким чином і обертання вала, яке транслювало зусилля на виконавчу ланку. Обов’язковим конструкційним елементом є розподільник зливу і підведення рідини, поєднаний з робочими камерами. Системи багаторазової дії якраз відрізняються більш складною і розвиненою механікою взаємодії камер з валом і каналами розподілу рідини. В даному випадку спостерігається чітка розділена координація всередині функції розподільчої системи за окремими блоками циліндрів. Індивідуальна регуляція на контурах може виражатися як у найпростіших командах включення/відключення клапанів, так і в точковому зміні параметрів тиску і об’єму середовища.
Лінійний гідромотор
Варіант об’ємного гідравлічного двигуна, створює виключно надходять руху. Такі механізми часто задіяні в мобільній самохідної техніки – наприклад, у пристрої комбайна гідромотор підтримує функцію виконавчих агрегатів за рахунок енергії двигуна внутрішнього згоряння. Від основного вихідного валу силової установки енергія спрямовується на вал гідравлічного вузла, який, у свою чергу, забезпечує механічною енергією органи для прибирання зерна. Зокрема, лінійний двигун здатний розвивати тягнуть і штовхають зусилля в широкому діапазоні показників тиску і робочих площ.
Висновок
Гідравлічні силові машини мають безліч позитивних експлуатаційних моментів, які по-різному проявляються в залежності від конкретного виконання агрегату. Так, якщо героторное пристрій гідромотора відрізняється простотою і не вимагає серйозних витрат на обслуговування, то аксіальні і радіальні конструкції в нових версіях більшою мірою розраховується на досягнення високих крутних моментів і підтримку відповідних показників потужності, але дорожче обходяться в змісті. По цілому ряду універсальних показників загальні переваги гідромашин перед акумуляторними, електричними і дизельними пристроями, але також і слабкі місця, які виражаються у відносно низькому ККД і залежно від непрямих факторів робочого процесу. Це стосується чутливості гідравліки до температурних перепадів, робочої в’язкості середовища, забруднень і т. д.
