Motor hidraulic: dispozitiv, scop, principiu de funcționare

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Mecanismele hidraulice au fost folosite de omenire din cele mai vechi timpuri pentru a rezolva diverse probleme economice și de inginerie. Utilizarea energiei fluxurilor de fluide și a presiunii este relevantă astăzi. Dispozitivul standard al motorului hidraulic este calculat pentru translația energiei convertite într-o forță care acționează asupra legăturii de lucru. Însăși schema de organizare a acestui proces și nuanțele tehnice și structurale ale execuției unității au multe diferențe față de motoarele electrice obișnuite, ceea ce se reflectă atât în avantajele cât și în dezavantajele sistemelor hidraulice.

Dispozitiv cu mecanism

Designul motorului hidraulic se bazează pe carcasă, unități funcționale și canale pentru deplasarea fluxurilor de fluid. Carcasa este de obicei montată pe picioare de sprijin sau fixată prin dispozitive de blocare cu capacități de pivotare. Principalul element de lucru este blocul cilindrilor, undese așează un grup de pistoane care fac mișcări alternative. Pentru a asigura stabilitatea acestei unități, dispozitivul motor hidraulic este prevăzut cu un sistem de presiune constantă la discul de distribuție. Această funcție este îndeplinită de un arc cu presiune efectivă din mediul de lucru. Arborele de lucru care conectează motorul hidraulic cu controlul de ieșire este implementat sub forma unui ansamblu canelat sau cu cheie. Supapele anti-cavitație și de siguranță pot fi conectate la arbore ca accesorii. Un canal separat cu o supapă asigură scurgerea lichidului, iar în sistemele închise sunt prevăzute circuite speciale pentru spălarea și schimbarea mediului de lucru.

Principiul motorului hidraulic

Sarcina principală a unității este de a asigura procesul de transformare a energiei fluidului circulant în energie mecanică, care, la rândul ei, este transmisă prin arbore către organele executive. În prima etapă de funcționare a motorului hidraulic, fluidul intră în canalul sistemului de distribuție, de unde trece în camerele blocului cilindric. Pe măsură ce camerele se umplu, presiunea asupra pistoanelor crește, ducând la formarea cuplului. În funcție de dispozitivul specific al motorului hidraulic, principiul de funcționare a sistemului în etapa de transformare a forței de presiune în energie mecanică poate fi diferit. De exemplu, cuplul în mecanismele axiale este generat datorită acțiunii capetelor sferice și a rulmenților hidrostatici asupra rulmenților axiali, prin care începe funcționarea blocului de cilindri. La etapa finală se terminăun ciclu de injectare si deplasare a mediului lichid din grupul cilindric, dupa care pistoanele incep sa actioneze invers.

Conectarea conductelor la motorul hidraulic

Cel puțin, dispozitivul principal al mecanismului ar trebui să prevadă posibilitatea conectării la liniile de alimentare și de scurgere. Diferențele în modul în care această infrastructură este implementată depind în mare măsură de tehnicile de reglare a supapelor. De exemplu, dispozitivul motorului hidraulic al excavatorului EO-3324 oferă posibilitatea divizării fluxurilor cu o supapă de șunt. Pentru a controla bobinele supapelor, se folosește un sistem de control servo-acționat cu o sursă de alimentare cu acumulator pneumatic.

În circuitele convenționale se folosește o conductă hidraulică de scurgere, a cărei presiune este reglată printr-o supapă de preaplin. O bobină de distribuție (numită și curățare și spălare) cu o supapă de preaplin este utilizată în acționările hidraulice cu debite închise pentru schimbul de fluide de lucru în circuit. Un schimbător de căldură special și un rezervor de răcire pot fi utilizate ca adaos pentru a regla regimul de temperatură al mediului lichid în timpul funcționării motorului hidraulic. Dispozitivul mecanismului cu reglare naturală se concentrează pe injectarea constantă a lichidului la presiune scăzută. Diferența de presiune în liniile de lucru ale sistemului hidraulic de distribuție face ca bobina de comandă să se deplaseze într-o poziție în care circuitul de joasă presiune comunică cu rezervorul hidraulic prin supapa de preaplin.

Motoare hidraulice cu angrenaje

Așamotoarele au multe în comun cu unitățile pompelor cu angrenaje, dar cu o diferență în forma de îndepărtare a fluidului din zona rulmentului. Când mediul de lucru intră în motorul hidraulic, începe interacțiunea cu angrenajul, care creează un cuplu. Designul simplu și costul redus al implementării tehnice au făcut ca un astfel de dispozitiv cu motor hidraulic să fie popular, deși performanța scăzută (eficiență de ordinul 0,9) nu îi permite să fie utilizat în sarcini critice de alimentare cu energie. Acest mecanism este adesea folosit în circuitele de control al atașamentelor, în sistemele de acționare a mașinilor-unelte și în asigurarea funcției corpurilor auxiliare ale diferitelor mașini, unde viteza nominală a rotației de lucru este de 10.000 rpm.

Motoare hidraulice Gerotor

O versiune modificată a mecanismelor de transmisie, a cărei diferență constă în posibilitatea obținerii unui cuplu mare cu dimensiuni reduse ale structurii. Mediul lichid este deservit printr-un distribuitor special, în urma căruia rotorul dintat este pus în mișcare. Acesta din urmă lucrează pe un rulaj cu role și începe să facă o mișcare planetară, care determină specificul motorului hidraulic gerotor, dispozitivul, principiul de funcționare și scopul acestei unități. Domeniul său de aplicare este determinat de consumul mare de energie în condiții de funcționare la o presiune de aproximativ 250 bar. Aceasta este configurația optimă pentru mașinile încărcate cu viteză redusă, care impun, de asemenea, cerințe în domeniul ingineriei energetice în ceea ce privește compactitatea și optimizarea designului înîn general.

Motoare cu piston axial

Una dintre variantele mașinii hidraulice cu piston rotativ, care prevede cel mai adesea amplasarea axială a cilindrilor. În funcție de configurație, acestea pot fi amplasate în jurul, paralel sau cu o pantă ușoară față de axa de rotație a unității grupului de piston. Dispozitivul motorului hidraulic cu piston axial presupune posibilitatea unei curse inverse, prin urmare, în configurațiile cu unități deservite, este necesar să se conecteze o linie de scurgere separată. În ceea ce privește echipamentul țintă care operează astfel de motoare, acesta include acționări hidraulice pentru mașini, prese hidraulice, unități mobile de lucru și diverse echipamente care funcționează cu un cuplu de până la 6000 Nm la o presiune ridicată de 400-450 bar. Volumul mediului deservit în astfel de sisteme poate fi atât constant, cât și reglabil.

Motoare cu piston radial

Cel mai flexibil și echilibrat design al motorului hidraulic în ceea ce privește controlul cuplului ridicat. Mecanismele cu piston radial sunt disponibile cu acțiune simplă și multiplă. Primele sunt utilizate în liniile cu șuruburi pentru deplasarea lichidelor și a suspensiilor libere, precum și în unitățile rotative ale transportoarelor de producție. Dispozitivul cu piston radial și principiul de funcționare al unui motor hidraulic cu acțiune simplă pot fi reflectate în următorul ciclu funcțional: sub presiune ridicată, camerele de lucru încep să acționeze asupra pumnului de antrenare, pornind astfel rotația arborelui,transmiterea efortului către veriga executivă. Un element structural obligatoriu este distribuitorul pentru scurgerea si alimentarea lichidului, cuplat cu camerele de lucru. Sistemele cu acțiuni multiple se disting doar printr-o mecanică mai complexă și mai dezvoltată a interacțiunii camerelor cu un arbore și canale pentru distribuirea lichidului. În acest caz, există o coordonare clară împărțită în funcția sistemului de distribuție pentru blocurile de cilindri individuale. Reglarea individuală a circuitelor poate fi exprimată atât în cele mai simple comenzi de pornire/oprire a supapelor, cât și într-o modificare punctuală a parametrilor de presiune și volum a mediului pompat.

Motor hidraulic liniar

O variantă a unui motor hidraulic cu deplasare pozitivă care generează doar mișcări de intrare. Astfel de mecanisme sunt adesea folosite în mașinile mobile autopropulsate - de exemplu, într-o combină de recoltat, un motor hidraulic sprijină funcția unităților executive datorită energiei unui motor cu ardere internă. Din arborele principal de ieșire al centralei electrice, energia este direcționată către arborele unității hidraulice, care, la rândul său, furnizează energie mecanică organelor pentru recoltarea cerealelor. În special, motorul hidraulic liniar este capabil să dezvolte forțe de tragere și împingere într-o gamă largă de presiuni și zone de lucru.

Concluzie

Mașinile hidraulice au multe puncte de funcționare pozitive, care se manifestă în moduri diferite în funcție de designul specific al unității. Astfel, dacădispozitivul gerotor al motorului hidraulic este simplu și nu necesită costuri serioase de întreținere, atunci modelele axiale și radiale din noile versiuni sunt mai concepute pentru a obține cupluri mari și pentru a menține indicatorii de putere corespunzători, dar sunt mai costisitoare de întreținut. Pentru o serie de indicatori universali, există avantaje generale ale mașinilor hidraulice față de dispozitivele cu baterie, electrice și diesel, dar au și puncte slabe, care se exprimă în eficiență relativ scăzută și dependență de factorii indirecti ai procesului de lucru. Aceasta se referă la sensibilitatea sistemului hidraulic la schimbările de temperatură, la vâscozitatea mediului de lucru, la poluare etc.