Поворотные гидродвигатели

Поворотным называют объемный гидродвигатель с ограниченным углом поворота выходного звена (вала). Применение в гидроприводах поворотных гидродвигателей упрощает кинематику передающих звеньев машин и механизмов по сравнению с гидроприводами, в которых для этих же целей применяют гидроцилиндры. Это объясняется тем, что вал поворотного гидродвигателя может быть непосредственно соединен с валом приводной машины без каких-либо промежуточных кинематических звеньев, понижающих точность отработки углов поворота машины. Условные графические обозначения поворотных гидродвигателей в схемах – по ГОСТ 2.782-68*.

Основными параметрами поворотных гидродвигателей являются: номинальные давление р_ном, расход Q_ном, вращающий момент М, угол поворота φ и угловая скорость ω вала гидродвигателя, а также масса т гидродвигателя. Угол поворота вала не превышает 360°. Поворотные гидродвигатели по конструкции рабочих камер разделяют на пластинчатые и поршневые.

Пластинчатые поворотные гидродвигатели по числу пластин разделяют на однолопастные (рис. 4.7), двух- и трехпластинчатые (рис.4.8).

Вращающий момент (Нм) на валу гидродвигателя

_____________________________

Рис.4.7. Поворотный однолопастной гидроцилиндр: а - схема; б - общий вид , в – схема; б – условные обозначения

где – перепад давлений, Па;S = (R – r)b – рабочая площадь пластины, м²; R и r – большой и малый радиусы; м; b – ширина пластины, м; l = (R + r) / 2 – плечо (расстояние от оси вращения вала до точки приложения силы давления, м; z – число пластин.

Угловая скорость (рад/с) вала гидродвигателя

______________________________,

где Q – расход жидкости, м³/с.

Рис.4.8. Поворотные гидроцилиндры:а - двухлопастной; б - трехлопастной

Фактические момент и угловая скорость будут меньше расчетных в связи с наличием потерь трения и утечек жидкости, характеризуемых механическим η_м и объемным η_об КПД гидроцилиндра

_______________; ______________

Рис.4.9. Речно-шестеренный механизм и УГО

Применение пластинчатых поворотных гидродвигателей (ПГД) ограничивается в ГП высокого давления сложностью обеспечения герметизации рабочих камер.

Для преобразования прямолинейного движения выходного звена гидроцилиндра 1 в поворотное исполнительного механизма 2 применяют речно-шестеренные механизмы (рис.4.9).

Гидроаппараты

Гидроаппарты предназначены для управления потоком рабочей жидкости. При помощи гидроаппаратов осуществляют пуск и перекрытие потока рабочей жидкости, изменяют направление движения потока жидкости, давление и расход.

Рис. 6.1 – Запорные и запорно-регулирующие элементы гидроаппаратов: а – клапан; б – золотник; в – кран

Классификация гидроаппаратов. Гидроаппараты, применяемые в гидроприводах, разделяют по следующим признакам (ГОСТ 17752-81): по принципу действия – на клапаны и гидроаппараты неклапанного действия; по способу внешнего воздействия на запорные и запорно-регулирующие элементы – на регулируемые и настраиваемые; по конструкции запорных и запорно-регулирующих элементов – на золотниковые, крановые и клапанные; по характеру открытия рабочего проходного сечения – на направляющие и регулирующие.

Для конструкции любого гидроаппарата характерно наличие запорного или запорно-регулирующего элемента (рис. 6.1) – подвижной детали (клапана, золотника, крана), при перемещении которой частично или полностью перекрывается рабочее проходное сечение. В клапане (рис. 6.1, а) рабочее проходное сечение создается между кромками седла 2 и клапана 1 при его осевом перемещении; в золотниковом гидроаппарате (рис. 6.1, б) – между острыми кромками цилиндрической расточки корпуса 4 и цилиндрического пояска золотника 3 при его осевом перемещении; в крановом гидроаппарате (рис. 6.1, в) – между острыми кромками каналов корпуса 6 и крана 5 при его повороте.

В ________________________________________ размеры рабочего проходного сечения или силовое воздействие на запорно-регулирующий элемент можно изменить извне в процессе работы аппарата для получения заданного давления или расхода рабочей жидкости.

В ________________________________________ размеры рабочего проходного сечения или силовое воздействие на запорно-регулирующий элемент можно изменить извне только в нерабочем состояний аппарата для получения заданного давления или расхода рабочей жидкости.

______________________________________ применяют для управления пуском, остановкой и направлением потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного закрытия рабочего проходного сечения, т.е. работают по принципу «открыто-закрыто». При этом при перемещении запорных элементов (клапана, золотника, крана) не создаются дросселирующие щели, в результате чего давление или расход рабочей жидкости, проходящей через полностью открытые рабочие окна, не изменяются (без учета местных потерь). К направляющим гидроаппаратам относятся обратные клапаны, направляющие распределители, гидрозамки и т.д.

____________________________________________ используют для управления давлением, расходом и направлением потока рабочей жидкости путем частичного открытия рабочего проходного сечения (рабочего окна). В таких гидроаппаратах запорно-регулирующие элементы при работе могут занимать много промежуточных положений, образуя дросселирующие щели. Чем больше воздействие на запорно-регулирующий элемент, тем больше рабочее проходное сечение (щель).

К регулирующим гидроаппаратам относятся клапаны давления (напорные, редукционные и др.), гидроаппараты управления расходом (дроссели, регуляторы расхода и т.д.), дросселирующие распределители и т. д.

Рис. 6.2 - Крановый распре делитель с конической пробкой и схема его подключения

Основные параметры. Главным параметром гидроаппаратов является условный проход D_y по ГОСТ 16516-80. Типоразмерные ряды всех гидроаппаратов строятся по их условным проходам. К основным параметрам гидроаппаратов относятся номинальное давление, номинальный расход рабочей жидкости, масса аппарата (без рабочей жидкости) и др.

Под номинальным давлением р_ном понимают наибольшее избыточное давление рабочей жидкости, поступающей на вход аппарата при котором он должен работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм. Ряды номинальных давлений для гидроприводов устанавливает ГОСТ 12445-80.

Под номинальным расходом жидкости гидроаппарата Q_HОM понимают расход жидкости с определенной вязкостью. Ряды номинальных расходов жидкости для гидроприводов устанавливает ГОСТ 13825-80.