Пластинчаті гідромотори

Як зазначалось вище, усі поршневі гідродвигуни розраховуються на сили,які значно більші сил, що створюють крутний момент.

В ідеальному випадку, тобто коли вся сила, що розвивається поршнем, використовується для створення крутного моменту тоді, співвідношення Т/р=1.

Таке положення має місце в пластинчатих гідродвигунах, де гідравлічна сила, що розвивається пластиною, повністю йде на створення крутного моменту. Внаслідок цього пластинчаті гідродвигуни мають найменшу металоємкість.

Принципова схема, що пояснює виникнення крутного моменту у пластинчатому гідромоторі однократної дії представлена на рисунку 12.5. Кут ущільнювальної перемички, що розділяє вікно нагнітання від вікна зливу, повинний бути рівним чи більше кута між сусідніми пластинами, тобто ≥ . Причому , де z – число пластин. Момент, що крутить, від тиску

а)

б)

Рис. 12.5 – Принципова схема одноходового пластинчатого гідромотора

Крутний момент на пластині 1:

а – поперечний перетин; б – напрямок сил, що діють на торець пластини

робочої рідини створюється на пластині 1, протимомент – на пластині 2. На інших пластинах, що не розташовані на ущільнювальних перемичках, крутний момент не створюється через зрівноваження сили тиску рідини з боку суміжних робочих камер.

;

на пластині 2:

,

де перепад тиску на пластині (р_н – тиск нагнітання, р_з – тиск зливу);

b – ширина пластини; r – радіус ротора; радіуси-вектори (відстань від осі обертання ротора до точки дотику пластин зі статором).

Радіуси-вектори змінюються в залежності від кута (Рис. 12.5, б) повороту ротора. Тому М₁ і М₂ не постійні.

Результуючий крутний момент на вихідному валу гідромотора:

(5)

З рисунка 12.5,б видно, що .

Отже .

Тому що приймемо cosγ=1, тоді:

де – кут між і .

Підставивши наближені значення й у рівняння (5), одержимо:

.

Для гідромоторів з парним числом пластин ( =180⁰) одержимо:

.

При =0 крутний момент максимальний:

.

При крутний момент, –мінімальний.

Для гідромоторів з непарним числом пластин крутний момент без істотної похибки може бути записаний у наступному вигляді:

,

де при зміні від до 0;

при зміні від 0 до .

На рисунку 12.6 показана зміна крутного моменту в залежності від кута повороту ротора для гідромотора з парним числом пластин.

Рис. 12.6 – Графік зміни крутного моменту, від кута повороту ротора

Крутний момент для двоходового гідромотора М_ср (Рис. 12.7) визначається по формулі:

де і r₀  відповідно великий і менший радіуси концентричних ділянок профілей.

Рис. 12.7 – Принципова схема пластинчастого гідромотора подвійної дії

З урахуванням товщини пластини остання формула (6) має вигляд:

(6)

де товщина пластин; число пластин.

Формулу (6) можна одержати інакше, підставивши у вираз крутного моменту . Витрата для насоса дворазової дії:

одержимо:

.

Поперечна складова сили від тиску рідини під пластину для притиснення її до поверхні статора створює на робочій ділянці момент (позитивний на ділянці б-а, негативний на ділянці а-б).(дивись Рис. 12.5):

.

Тангенс кута визначимо з трикутника (Рис. 12.5,б):

.

Отже

,

де зміна радіуса-вектора, що залежить від закону задання профілю статора.

Рівняння крутного моменту на вихідному валу гідромотора з урахуванням моменту від сил на пластині 1:

,

де і крутні моменти, що створені пластинами відповідно на ділянках позитивних і негативних значень.

Нерівномірність крутного моменту, для гідромотора з парним числом пластин визначається по формулі (4), з непарним – по формулі (5).

Ефективний крутний момент на вихідному валу гідромотора:

,

де – . Для гідромоторів моделі, що випускаються промислово: Н·м.