Принципы работы и виды гидромоторов

Гидромотор – это устройство, при действии которого гидравлическая энергия преобразуется в механическую. В результате запускается вращающийся выходной вал механизма. Схема гидромотора схожа с конструкцией насоса, но в отличие от мотора гидравлический насос трансформирует механическую энергию в гидравлическую.

Гидромоторы часто сравнивают с электромоторами. Гидравлические двигатели не уступают последним по техническим характеристикам, а в отдельных случаях у них есть неоспоримые преимущества:

• В 3 раза меньше в размере при равной мощности.
• Шире диапазон вращения: от 30 об/мин до 2500 об/мин.
• Быстрый запуск. Гидродвигатель запускается за доли секунды.
• Не восприимчив к частым включениям и выключениям, резким остановкам и реверсам.

Принцип работы гидромотора

У всех видов гидромоторов общий принцип работы. В корпус мотора поступает гидравлическая жидкость. Далее жидкость проходит через устройство гидромотора, вращая рабочие элементы мотора (лопасти, поршни или шестерни), которые соединены с выходным валом. Вследствие вращения вала запускаются другие механизмы системы.

Более подробная схема преобразования энергии и предельное значение крутящего момента зависит от конструкции мотора. Далее рассмотрим виды гидродвигателей и области применения каждого из них.

Виды гидромоторов

Шестеренные

В основе работы шестеренного гидромотора лежит простой механизм. В корпусе шестеренного мотора расположены две зубчатые шестерни. Под давлением поступающей жидкости шестерни начинают вращаться, сцепляясь друг с другом, что приводит к крутящему моменту на валу привода.

Характеристики:

• Частота вращения до 10000 об/мин.
• Давление до 300 бар.
• Низкая стоимость.
• КПД – 0,9, т.к. область взаимодействия зубцов шестерен мала.

Применение:

Используются в простых механизмах сельскохозяйственной техники и промышленного оборудования, где не требуется высокое давление. Не рекомендуем использовать для силовых задач, т.к. КПД у таких моторов довольно низкий.

Героторные

Героторный двигатель является разновидностью шестеренных моторов. Героторные моторы отличаются высоким крутящим моментом при маленьких габаритах.

Принцип работы героторного гидродвигателя заключается в запуске зубчатого ротора. Под давлением жидкость поступает в паз. Затем гидравлическая жидкость воздействует на зубья ротора, что создает крутящий момент. В результате ротор совершает орбитальное движение по роликам.

Характеристики:

• Крутящий момент до 2000 Нм.
• Стабильная работа при давлении до 250 бар.
• Рабочий объем до 800 см3.

Применение:

Из-за компактного размера и большого крутящего момента на низких скоростях героторные гидромоторы применяют в сельскохозяйственной, коммунальной и лесозаготовительной технике.

Аксиально-поршневые

Аксиально-поршневые гидромоторы — это вид поршневого двигателя. Принцип работы аксиально-поршневых гидравлических моторов заключается в параллельном перемещении поршней к оси вала гидродвигателя. Поршни в цилиндре соединяются с валом. Далее поршни толкают вал, что создает крутящий момент.

Характеристики:

• Крутящий момент при 6000 Нм.
• Давление до 450 бар.
• Частота вращения до 5000 об/мин.

Аксиально-поршневые моторы бывают двух видов:

• Снаклонным блоком.
• С наклонным диском.

Применение:

Аксиально-поршневые двигатели используют, когда необходима высокая скорость вращения вала. Например, в станочных гидроприводах, гидравлических прессах, и других механизмах.

Радиально-поршневые

Радиально поршневые двигатели называются так, потому что поршни, совершающие возвратно-поступательное движения в цилиндре, расположены перпендикулярно оси мотора. Гидравлическое масло поступает в рабочие камеры, перемещая каждый отдельный поршень и создавая крутящий момент. Радиально-поршневые двигатели способны создавать высокие крутящие моменты на очень низких скоростях, вплоть до половины оборота в минуту. Они могут создавать крутящий момент больше, чем аксиально-поршневые гидромоторы, так как у них цилиндр прикреплен непосредственно к рабочему валу. Однако, у них ограниченный диапазон скоростей, и они более чувствительны к загрязнению гидравлической жидкостью.

Характеристики:

• Крутящий момент – 45000 Нм при давлении 450 бар.
• Вращение вала до 300 об/мин.
• Объем мотора 8000 см3/об.

Радиально-поршневые гидродвигатели разделяют на два вида: однократного и многократного действия.

Применение гидромоторов:

У моторов однократного действия рабочие камеры воздействуют на кулак привода. Это запускает вращение вала под высоким давлением. Далее под действием распределительного механизма камеры сопрягаются со сливными линиями и линиями высокого давления.

Характеристики:

• Давление до 350 бар.
• Частота вращения до 2000 об/мин.

Моторы однократного действия используют на поворотных узлах конвейеров, в линиях перемещения сыпучих смесей или жидкостей и для поворота строительной техники, например, башни автокрана.

Моторы многократного действия отличаются от однокамерных более сложной схемой работы камер с валом и распределителем жидкости. За один оборот вала вытеснитель осуществляет несколько рабочих циклов. Возможен режим свободного вращения, при котором плунжеры втягиваются в цилиндры и отходят от рабочего профиля. Под низким давлением рабочая жидкость поступает в линию дренажа, а рабочие камеры соединяются со сливной линией.

Двигатели многократного действия чаще всего используются на огромных производствах, где очень большой объем потребляемой энергии, а также в строительно-дорожной технике, дробильных и буровых машинах, в прессах, конвейерах и различных станках.