3.4.3 Поворотні гідродвигуни

Поворотним гідродвигуном називають такий гідродвигун, в якого кут повороту вихідної ланки обмежений, тобто не перевищує 360 °.

Такі гідродвигуни застосовують в рульових керуваннях тракторів і сільськогосподарських машин, в конструкціях сільськогосподарсь­ких машин для керування робочими органами при повороті в ме­жах 0-360 °, а також широко у гідроприводах верстатів.

За конструкцією робочих камер вони бувають поршневими, пластинчастими, мембранними.

Поршневі поворотні гідродвигуни мають робочі камери, утворені поверхнями корпусу і поршня. Поршнів може бути два або чотири з одним або з двома рейково-зубчастими передачами, або з кривошипно-шатунним механізмом (проріджувач сходів цукрових буряків ПСА-2,7).

Чотирипоршневий поворотний гідродвигун має корпус 1 (рис. 3.21) циліндрів, чотири поршні 2, 4, 5 і 10, жорстко з’єднані із зубовими рейками 3 і 6. Рейка входить в зачеплення з шестернею 7, закріпленою на вихідному валу 9. Упорами 8 встановлюють зазор в зачепленні і певне положення рейок з метою усунення їх повороту.

а – будова; б – умовне позначення на принци­пових схемах; 1 – корпус циліндрів; 2, 4, 5, 10 – поршні; 3, 6 – рейки; 7 – шестерня; 8 – упор; 9 – вихідний вал; А, Б, В, Г – робочі камери

Рисунок 3.21 – Схема чотирипоршневого дворєйкового поворотного гідродвигуна

Принцип дії. При подачі рідини підтиском в робочі камери А і В поршні 2 і 5, а також рейки 3 і 6 переміщуються у протилежні сторони, повертаючи шестерню 7 з валом за стрілкою годинника. Із камер Б і Г рідина поршнями 4 і 10 витискається у зливну лінію. Керування потоком рідини здійснюється гідророзподільняком.

Крутний момент на валу поршневого поворотного гідродвигуна розраховують за формулою:

                                (3.75)

де ΔР – перепад тисків, Па;

S_п – площа поршня, м²;

D₀ – діаметр початкового кола шестерні, м;

z – кількість одночасно працюючих поршнів.

Кутова швидкість вала визначається за формулою:

                                     (3.76)

де Q – витрата рідини м³/с;

d – діаметр поршня, м.

Пластинчасті поворотні гідродвигуни за кількістю пластин поділяють на одно-, дво- і трипластннчасті.

Однопластинчастий поворотний гідродвигун має корпус 1 (рис. 3.22) з бічними кришками 3 і 4 та пластиною 2, жорстко закріпленою на валу 5. При підведенні під тиском рідини в одну із камер А або Б пластина з валом повертатиметься на певний кут.

1 – корпус; 2 – пластина; 3 і 4 – кришки; 5 – вал; А, Б – робочі ка­мери

Рисунок 3.22 – Схема однопластинчастого поворотного гідродвигуна

Крутний момент на валу такого поворотного гідро двигуна визначається за формулою:

                                     (3.77)

де S=(R-r)b – площа ро­бочої частини пластинки, м²;

l=(R+r)/2 – плече прикла­дання сили тиску, м;

R і r – великий і малий радіуси пластини, м;

b – ширина пла­стини, м.

Кутова швидкість вала визначається за формулою:

                                     (3.78)

Будову двопоршневого однорейкового і мембранно­го поворотних гідродвигунів показано на рис. 3.23.

Поворотні гідродвигуни практично безінерційні гід­ромашини. Їх застосовують при тисках до 20 МПа.

а – двопоршневого однорейкового; б – мембранного

Рисунок 3.23 – Схеми поворотних гідродвигунів