Устройство и принцип работы гидродвигателя

Гидродвигателем называется машина, преобразующая энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию, реализуемую на выходном валу. В современных гидромоторах в качестве жидкой среды применяются трансмиссионные масла различной вязкости. Чем выше мощность гидромашины, тем выше должна быть плотность масла. Особенностью гидромоторов является то, что выходное звено: вал, шестерня, муфта получает импульс вращательного, а не поступательного движения.

Но сегодня можно встретить и комбинированные гидромоторы, позволяющие преобразовывать вращательное движение в поступательное путём переключения/перемещения выходного звена.

Большинство гидродвигателей обладают «золотым свойством» обратимости: они могут работать и в режиме мотора, и в режиме насоса. Мощность гидродвигателя определяется его рабочим объёмом, т.е. объёмом жидкости, вытесняемым в гидравлический контур за один оборот вала. На сегодняшний день промышленность изготавливает гидромоторы как с постоянным, так и с переменным объёмом рабочих полостей.

Рабочий объём измеряется в см³/об. Это важнейшая характеристика, на которую стоит обращать внимание при выборе гидромашины. К примеру, гидромоторы бренда MS Hydraulic имеют рабочий объём от 8 см³/об до 800 см³/об. Они работают при номинальном давлении 120-140 бар. Это одна из наиболее востребованных и массово применяемых серий гидромоторов.

Конструкция и принцип работы

Конструкция любого гидродвигателя одинакова.

Он состоит из:

• корпуса;
• вращающейся исполнительной части: шестерен, ротора, поршней, плунжеров;
• гидрораспределителя, направляющего поток масла на привод выходного вала;
• реверсивного распределителя, позволяющего изменять направление вращения выходного вала.

Принцип действия всех гидромоторов также унифицирован. Рабочая среда, как правило, это трансмиссионное масло, засасывается вращающейся исполнительной частью в рабочую полость, после чего сжимается и под давлением 120-300 атм подаётся в нагнетательную полость и далее на выходной вал. Выходной вал начинает вращаться и передавать энергию на приводной агрегат, другую гидравлическую машину, редуктор, мультипликатор и т.д.

Основные параметры гидромоторов

К главным характеристикам, описывающим гидромотор любого типа, относятся:

• Фактическая производительность – объём подаваемой исполнительной частью жидкости в единицу времени. Часто эту характеристику называют «объёмной подачей»;
• Расчётная производительность, или теоретическая производительность, - расчётный объём рабочей жидкости, вытесняемый в нагнетательную полость в единицу времени;
• КДП и объёмные потери – это отношение теоретической производительности к фактической с поправкой на утечки масла в неплотностях, узлах сопряжения, уплотнительных элементах;
• Мощность и вращающий момент на выходном валу.

Именно величина вращающего момента при номинальном рабочем давлении является главным параметром гидродвигателя.

К второстепенным параметрам относятся габариты, масса, марка стали корпуса и т.д.

Типы гидромоторов

Шестеренчатые гидромоторы

Преимуществом шестеренчатых гидродвигателей является простоя конструкция, компактные размеры, надёжность и относительно высокий КПД. Машины не содержат исполнительных элементов, подвергающихся воздействию центробежных сил, поэтому их срок службы и моторесурс самый высокий среди других типов.

Пластинчатые гидромоторы

Пластинчатые двигатели подразделяются на гидромашины однократного и двойного действия. В однократных полный рабочий цикл выполняется за один полный оборот вала. Рабочий цикл – это последовательные операции всасывания, сжатия жидкости и её нагнетания в рабочую полость. Пластинчатые гидромоторы используются преимущественно в гидроприводах сверлильно-расточных, токарных, фрезерных станков.

Аксиально-поршневые гидромоторы

Гидромоторы данного типа состоят из вращающейся части – ротора, опорно-распределительного механизма и барабана с толкателями. Такие машины относятся к нерегулируемым: удельный расход масла является константой. А вот скорость вращения выходного вала регулируется как объёмным, так и дроссельным способом. Преимущество таких агрегатов – «гибкая» передача вращающего момента на приводной механизм: без рывков, пиковых усилий и бросков нагрузки.

Радиально-поршневые гидромоторы

Это высокомоментные агрегаты, способные развивать крутящий момент до 4000 Н×м. Они работают с более высокой частотой, чем вышеописанные типы. Достоинство таких агрегатов – возможность прямого соединения с приводным механизмом без использования муфт и редукторов. Т.е. передача вращающего момента близка к 100 %-ой.

Это основные типы гидромоторов, использующиеся во всех отраслях промышленности.

Особенности установки и подключения гидродвигателя

Монтаж гидромотора любого типа включает в себя 3 этапа:

• установку самого агрегата и его фиксацию на опорной поверхности;
• подключение к рабочим полостям шлангов и рукавов высокого давления;
• запуск и проверку рабочего давления в гидроконтуре.

Очень важно, чтобы привалочные плоскости гидромотора не имели зазубрин, заусенцев, впадин и выемок из-за механического воздействия. Это потенциально опасные места, через которые обязательно произойдёт утечка трансмиссионного масла.

Гидромотор должен подключаться в гидравлический контур только с помощью шлангов или рукавов, способных выдерживать давление до 200-300 атм. Обычные резиновые шланги и соединения для таких агрегатов не подходят. Для подключения нужно приобретать только РВД – рукава высокого давления с металлическими фитингами.

После подключения гидромашины выполняется наполнение гидроконтура рабочей жидкостью, «прокачка» - удаление воздуха из трубопроводов и полостей, запуск машины и замер величины рабочего давления. Параллельно с этим проверяется наличие утечек масла в резьбовых соединениях, местах стыковки узлов и трубопроводов.