1.3 Поворотные гидродвигатели

Поворотные гидродвигатели применяют тогда, когда исполнительному механизму применяют тогда, когда исполнительному механизму необходимо сообщить ограниченное вращательное движение с большим моментом (например, ковши экскаваторов, подъемных машин). Они находят применение в роботах, манипуляторах.

В конструкции таких двигателей много общего с пластинчатыми гидромашинами (рис. 9). Ротор 4 уплотнен радиально относительно поршня 3 подвижной 5 и неподвижной 1 пластинами, которые образуют две дуговые камеры 2 и 2` - рабочие полости, в которые по каналам 6 подается и отводится жидкость. Надежное уплотнение торцов ротора - главная проблема таких гидродвигателей.

Момент, развиваемый каждой из подвижных пластин (если ротор многоступенчатый):

, (12)

где b - длина ротора. Площадь воздействия давления (R - r)b, плечо силы (R + r)/2.

2. Гидроаппаратура.

Гидроаппаратами называют устройства, служащие для управления потоками жидкости, изменения или поддержания заданного давления или расхода, а также изменения направления движения потока.

Все гидроаппараты делятся на три основных типа: гидрораспределители, дроссели и клапаны.

2.1. Гидрораспределители

Основным назначением их является изменение согласно внешнему управляющему воздействию направления движения потоков жидкости в нескольких гидролиниях. Гидродвигатели разделяются на золотниковые, крановые и клапанные.

Часто гидроаппараты совмещают функции. Например, гидрораспределители, кроме распределительных функций, часто выполняют функции дросселей (устанавливают связь между перепадом давления и расхода), а клапаны используются как элементы, распределяющие потоки.

2.1.1. Золотниковые гидрораспределители

Золотниковые гидрораспределители - наиболее распространенные в гидроприводе. Объясняется это простотой их изготовления, компактностью и высокой надежностью в работе. Они могут работать при давлениях до 32 МПа и значительно больших расходах, чем крановые.

Золотниковые гидрораспределители (рис. 10) имеют шток с поясами (золотник), который совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре (гильзе) 8, который имеет окна (щели), соединенные с линиями 5. Золотниковые распределители могут быть двух- и трехпозиционные: число линий (щелей) может быть от одной до пяти.

На рис. 10 показан трехпозиционный четырехзолотниковый щелевой распределитель и его изображение по ГОСТ 2782-77. Он управляет гидроцилиндром с односторонним штоком (рис. 6а).

При построении условных обозначений распределителей число позиций запорного элемента изображают числом квадратов, а проходы (каналы) в распределителе - линиями со стрелками, показывающими направление потоков рабочей жидкости в каждой позиции. При движении в левое положение (см. левый пунктир) поясок золотника закроет щель а, откроет щели d, e, тогда жидкость из линии 6 пройдет напрямую в линию 7, а из линии 5 - напрямую в линию 8. Такая схема потока представлена в левом квадрате стандартного изображения золотникового распределителя.

В среднем положении, которое представлено на левом рисунке, все линии заперты. На изображении в среднем квадрате все линии замкнуты. Если золотник займет правое положение (см. правый пунктир), движение будет перекрестное, как показано в правом квадрате изображения золотника. Жидкость из линии 5 через свободный канал попадает в линию 7 (накрест), а из линии 6 - в линию 8.

В тех случаях, когда при условном изображении гидрораспределителей необходимо показать способ управления золотником, к торцам полей условного обозначения добавляют соответствующие знаки (ГОСТ 2781-68). На рис. 10, например, показано, что распределитель управляется с обеих сторон с помощью кулачкового механизма.

На следующем рисунке (11) управление аналогичного цилиндра осуществляется трехпозиционным двухщелевым золотниковым гидрораспределителем (линия а не участвует в распределении, она постоянно соединена с цилиндром). В отличие от предыдущей схемы в правом положении золотника происходит перелив жидкости из правой полости гидроцилиндра в левую за счет внешней силы F при ходе штока вправо. При ходе штока влево (левое положение золотника) жидкость из напорной линии (линия с треугольником) заходит в правую полость цилиндра, а из левой жидкость сливается.

В среднем положении золотника (рис. 10) обе линии заперты, поршень цилиндра неподвижен (процесс торможения). На рис. 11 справа показано электромагнитное управление распределителя.

Золотниковые распределители склонны к облитерации: при малых зазорах поясков и втулки величина щели уменьшается еще за счет прилипающего к стенке слоя жидкости (явление прилипания называется облитерацией), в результате чего золотник заедает. К золотникам добавляют механические и электрические вибраторы, снимающие облитерацию.

Наиболее широкое применение получили четырехщелевые золотниковые распределители (рис. 10). Их преимущества:

1) симметрия статических характеристик;

2) симметрия сил, действующих на золотник;

3) малые значения расхода утечек;

4) высокий КПД.