Шестеренний гідромотор з зовнішнім зачепленням шестерень

Шестеренні гідромотори застосовуються в гідроприводах начіпних агрегатів самохідних машин і транспортних засобів, а також в сільськогосподарській техніці для приводу транспортерів, розкидачів, вентиляторів, компресорів. Вони відрізняються від шестеренних насосів зоною осьового підтиску і наявністю канала для відводу робочої рідини, так як гідромотори призначені для роботи в реверсивному режимі. Вони відносяться до швидкохідних машин (частота обертання 500…10000 хв.^-1). Для отримання невеликих частот обертання застосовують швидкохідні моделі з редукторами або тихохідні гідромотори.

П ластинчастий поворотний двигун Поршневий поворотний двигун

1 – корпус; 2 – пластина; 3,4 – кришки; 1 – циліндр; 2,4,5,10 – поршні; 3,6 –

5 – вісь; А і Б – порожнини рейки; 7 - шестерня; 8 – упор; 9 - вал

Регульованим насосом, або гідромотором, називають таку гідромашину, робочий об'єм якої в процесі роботи можна змінювати. Робочий об'єм регулюється переважно збільшенням або зменшенням ходу витіснювачів, рідше - об'ємом робочих порожнин.

Однією із основних характеристик об'ємної гідромашини є робочий об'єм, що дорівнює кількості рідини, яка проходить через гідромашину за один оберт її вала, якщо перепад тиску між всмоктуванням і нагнітанням дорівнює нулю. Робочим об'ємом є також теоретично обчислений об'єм, який описують витіснювачі гідромашини за один оберт.

Сили , які діють на приводний вал аксіально – плунжерного гідронасоса з нахиленою шайбою

М₁ –– зусилля, створюєме приводним крутильним моментом;

F_L - зусилля на опорі;

F_H – зусилля на поршні

Аксіально-поршневий насос з нахиленим циліндровим блоком

1. р отор

2. плунжери (поршні)

3. нахилена шайба

4. опорно-розподільний диск

5. пружина

6. дугоподібні вікна

7. дугоподібні вікна

d - діаметр поршня;

D – діаметр кола блока, на якому розміщені осі циліндрів;

z - кількість поршнів;

γ – кут нахилу шайби;

S_п – площа поршня

Аксіально-поршневі насоси

з нахиленою шайбою

Гідро циліндри

Поршневий гідроциліндр односторонньої дії з вмонтованою в середину пружиною і з зовнішньою пружиною

Гідроциліндр поршневий двосторонньої дії

Гідроциліндр поршневий односторонньої дії працюючий на стиск і на розтяг

Гідроциліндр поршневий з двостороннім штоком

Тандемний поршневий циліндр

Диференційний поршневий гідроциліндр з двостороннім штоком

Плунжерний гідроциліндр без внутрішнього упора і з внутрішнім упором

Телескопічний гідроциліндр Телескопічний гідроциліндр

односторонньої дії двосторонньої дії

Швидкість руху поршня в циліндрі в обох напрямках різна через різницю об'ємів штокової і поршневої порожнин.

При подачі робочої рідини в поршневу порожнину швидкість руху поршня в циліндрі буде дорівнювати:

V₁ = 4Q / πD²,

а при подачі робочої рідини в штокову порожнину:

V₂ = 4Q / π (D² - d²).

де Q - кількість рідини, що надходить в порожнину гідроциліндра (номінальна подача насоса);

D, d - діаметр поршня і штока, відповідно:

V₁ і V₂ - швидкість руху поршня в прямому і зворотному напрямках.

· Зрівнюючи формули (34) і (35), знаходимо, що відношення швидкостей руху поршня залежить від співвідношення діаметрів циліндра і штока:

V₁ / V₂ = І - d² / D².

Зусилля, яке розвивається поршнем гідроциліндра при подачі робочої рідини в поршневу порожнину, дорівнює:

Р₁ = πD² / 4 * ΔΡ * η_м.

При подачі робочої рідини в штокову порожнину зусилля, що розви­вається поршнем, дорівнюватиме:

Р₂ = π (D² - d²) / 4 * ΔΡ * η_м.

де ΔΡ - різниця тисків у порожнинах циліндра;

η_м.- механічний ККД гідроциліндра;

Р₁ і Р₂- зусилля, яке розвиває поршень при його русі в прямому і зворотному напрямках.

Діаметр штока приймають в межах d = (0,3...0,7)D. З метою зниження динамічних ударів при опусканні робочих органів у зливній порожнині гідроциліндра встановлюють сповільнюючий клапан.

Телескопічні гідроциліндри застосовують для збільшення ходу штока. Здвоєні і строєні телескопічні гідроциліндри застосовують у випадках, коли призначений для розміщення простір обмежений не по довжині, а по діаметру. Ці циліндри створюють необхідне зусилля при менших діаметрах.

Секундна подача насоса, або секундні витрати гідродвигуна, визначаються з формули:

Q_т = q * n_т.

де q - робочий об'єм гідромашини;

п_т - теоретична частота обертання вала гідромашини за одну секунду.

Теоретична потужність Ν_т, яка розвивається на валу об'ємної гідромашини (насоса або гідродвигуна), визначається за формулою:

N_т = Q_T * ΔΡ_Τ,

де Q_T - теоретична подача;

ΔΡ_Τ - теоретичний перепад тиску на вході і виході гідромашини.

З іншого боку, потужність можна підрахувати, якщо відомі крутний момент і кутова швидкість руху вала гідромашини:

N_т = М_т * ω_т ,

де М_т - теоретичний крутний момент;

ω_т - теоретична кутова швидкість.

Зрівнюючи вирази (24) і (25), знаходимо:

М_т = Q_T * ∆Р_Т / ω_т.

Приймаючи до уваги співвідношення між кутовою швидкістю і частотою обертання вала за одну секунду ω = 2πn, можемо записати:

М_т = Q_T * ∆Р_Т / 2π * n_т

Використовуючи значення формул (23), (24) , (26) знаходимо:

N = q * ΔΡ * ω / 2 π

Гідро двигуни, призначені для створення великих крутних моментів при малих обертах, називають високомоментними або тихохідними. Умови, при яких доцільно застосовувати високомоментні гідро двигуни, можна виразити співвідношенням між моментом на валу і кутовою швидкістю вала двигуна:

Мд > ІООω_д,

М_д - крутний момент на валу гідродвигуна;

ω_д - кутова швидкість вала гідродвигуна.

Для класифікації гідродвигунів по швидкохідності інколи застосовують, так званий, коефіцієнт швидкохідності К_б.

К_б = q / n_д,

де q - робочий об'єм гідродвигуна;

n_д - частота обертання вала гідродвигуна.