Поворотные гидродвигатели

а) б)

1 - цилиндр; 2 - ротор (вал); 3 - пластина; 4,5 - уплотнения

Рисунок 9 - Схемы моментных гидроцилиндров:

однопластинчатого - а, двухпластинчатого – б

На рисунке 9 приведены схемы основных конструктивных форм моментных гидроцилиндров двух типов: однопластинчатого (рисунке 9, а) и двухпластинчатого (рисунок 9, б). Моментные гидроцилиндры практически безинерционные поворотные гидродвигатели, обеспечивающие большие крутящие моменты силового звена (вала). Например, трехпластинчатые цилиндры при давлении до 200 кгс/см² обеспечивают крутящие моменты до 40 тс×м [1]. Угол поворота вала зависит от числа пластин. Наибольшие углы поворота (270 - 280°) обеспечивают однопластинчатые цилиндры. С увеличением числа пластин угол поворота уменьшается, а крутящий момент увеличивается. Так как с увеличением числа пластин сокращается возможный угол поворота вала, то цилиндры с числом пластин более трех применяются редко. Основной недостаток моментных гидроцилиндров заключается в трудности обеспечения герметичности рабочих полостей (камер), т.е. уплотнение зазоров между торцами пластин и внутренней поверхностью цилиндра. Крутящий момент М, развиваемый цилиндром, угол поворота и угловая скорость w поворота вала являются основными параметрами моментных гидроцилиндров.

Величина крутящего момента и угловой скорости поворота без учета трения пластин и вала и утечек жидкости в цилиндре равна

М = Dp_дb(D² – D²_в)z / 8 ,

w = 8Q / b(D² – D²_в)z ,

где b - ширина пластин,

z - число пластин,

D - внутренний диаметр цилиндра, м,

D_в - диаметр вала, м,

Dp_д - разность давлений жидкости перед и за пластиной, другими словами - падение (перепад) давлений в гидроцилиндре как в полезном местном сопротивлении.

Максимально возможная величина крутящего момента, развиваемого цилиндром, равна

М_max = Мh_м ,

где h_м - механический К.П.Д. моментного гидроцилиндра.

Величина h_м зависит от материала и состояния поверхностей трения (торцов пластин, поверхности вала и цилиндра), вида уплотнений зазоров и др.

Фактическая скорость поворота вала несколько ниже расчетной из-за утечек жидкости через зазоры и равна

w_ф = wh_о ,

где h_о - объемный К.П.Д. моментного гидроцилиндра.

Величина h_о зависит от перепада давлений жидкости, ее текучести и типа уплотнений.

Гидромоторы

В станочных гидроприводах преимущественно применяют не­регулируемые аксиально-поршневые гидромоторы, которые в ряде случаев имеют существенные преимущества перед электромото­рами. Гидромоторы в среднем в 6 раз меньше по занимаемому объему и в 4—5 раз по массе. При наибольшей частоте вращения 2500 об/мин. наименьшее значение частоты может составлять от 20 до 30 об/мин, а у гидромоторов специального исполнения от 1 до 4 об/мин и меньше, причем легко осуществимо плавное регу­лирование во всем диапазоне. Время разгона и торможения вала гидромотора не превышает обычно нескольких сотых долей се­кунды; возможны режимы частых включений и выключений, реверсов, изменения частоты вращения.

Крутящий момент гидромотора легко регулируется изменением перепада давлений в его камерах. При подходе рабочего органа к упору вращение гидромотора останавливается, а развиваемый им крутящий момент остается неизменным. Закон разгона и торможения приводимого гидромотором рабочего органа может легко изменяться в зависи­мости от профиля кулачка, установленного на рабочем органе и воздействующего на дроссель регулирования частоты вращения гидромотора.