Поворотные гидродвигатели.
Поворотные гидродвигатели (моментные гидроцилиндры или гидроцилиндры поворотного действия) применяют для обеспеченна возвратно-поворотных движений (угловых перемещений) приводимых узлов машины на угол <360°. Угол поворота выходного звена (вала) такого двигателя ограничен.
Применение в объемных гидроприводах поворотных гидродвигателей упрощает кинематику передающих звеньев машин и механизмов по сравнению с гидроприводами, в которых для этих же целей используются гидроцилиидры. Это объясняется тем, что вал поворотного гидродвигателя может быть непосредственно соединен с валом приводного звена машины без каких-либо промежуточных элементов.
По конструкции рабочего органа различают пластинчатые (шиберные) и поршневые поворотные двигатели. В практике наибольшее распространение получили пластинчатые поворотные гидродвигатели, в которых рабочим органом является пластина,жестко соединенная с валом (рис. 4.23). По числу пластин они могут быть одно-, двух- и трехнластннчатымн.
Поворотные гидродвигатели способны развивать большие крутящие моменты, достигающие для трехпластинчатых двигателей 70 МН*м (70• 1О5 кгс* м) при давлении жидкости 20 МПа (200 кгс/см2) и роже 30 МПа (300 кгс/см2).
Однопластинчатый поворотный гидродвигатель состоит из корпуса 3 н поворотного ротора (вала) 4, несущего на себе пластину 5. Кольцевая полость между внутренней поверхностью цилиндра и ротора разделена уплотнительной перемычкой 1 с пружинящим поджимом к ротору уплотнительного элемента 2. При подаче рабочей жидкости под давлением рр в верхний канал пластина 5 с валом 4 будет поворачиваться по ходу часовой стрелки. Угол поворота вала цилиндра с одной рабочей пластиной обычно не превышает 270 ... 280°. Двух- и трехпластинчатые поворотные гидродвигатели (рис. 4.23, б и в) имеют тот же принцип действия и обеспечивают передачу крутящего момента большой величины.
Недостатком пластинчатых поворотных гпдродвигателей является сложность обеспечения герметизации рабочих камер, особенно при высоком давлении рабочей жидкости.
Принцип действия поршневых поворотных гидродвигателей заключается в том, что поворотное движение вал получает путем преобразования прямолинейного поступательного движения поршней с помощью различных механизмов (кривошипно-шатунного, шестеренного, винтового и др.).
Гидропневмоаккумуляторы.
Гидроаккумулятор—емкость, предназначенная для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением. Гидроаккумулятор аккумулирует (накапливает) и возвращает (отдает) энергию рабочей жидкости за счет сжатия и расширения газа (рис. 7.2).
Гидроаккумулятор представляет собой закрытый сосуд, наполненный сжатым газом с некоторым начальным давлением. При подаче в этот сосуд жидкости объем газовой камеры уменьшается, вследствие чего давление газа повышается, достигая к концу подачи жидкости определенного заданного максимального значения. Жидкость и газ в сосуде обычно разделены поршнем или диафрагмой, в соответствии с чем различают поршневые (рис. 7.2, а) и диафрагменные (рис. 7.2, б) гидроаккумуляторы.
Недостатком поршневых гидроаккумуляторов является наличие трения поршня в цилиндре, а также возможность нарушения герметичности в соединении поршня и цилиндра. Кроме того, при наличии трения возможны скачкообразные движения поршня и, как следствие этого, колебания давления жидкости в гидросистеме. Этих недостатков лишены диафрагменные гидроаккумуляторы.
Основными характеристиками гидроаккумулятора являются его вместимость VK, полезный объем Vn и накопленная энергия Ен (рис. 7.3).
Под полезным объемом понимается объем жидкости, вытесненный газом из гидроаккумулятора в процессе его разрядки. Произведение полезного объема на среднее давление газа в рабочем диапазоне давления рср определяет накопленную энергию гидроаккумулятора: Е н = VK,рср . Допуская, что изменение состояния газа представляет собой изотермический процесс, имеем
Гидроаккумуляторы часто применяют как источник аварийного питания отдельных ветвей гидросистемы в случае отказа или выключения насоса, а также в случае, когда требуется выдержать длительное время какой-то участок гидросистемы под постоянным давлением.
Энергия, накопленная в аккумуляторе, может быть отдана в короткое время, поэтому применение аккумуляторов особенно рентабельно в гидросистемах с большими пиками расхода жидкости, значения которых намного превышают подачу насоса. Исходя из этого использование гидроаккумуляторов в подобных гидросистемах позволяет понизить мощность питающих насосов до средней мощности потребителей гидроэнергии. Насосы гидросистем с гидроаккумуляторами переводят после зарядки гидроаккумуляторов на режим холостого хода.