Что такое гидромотор принцип действия
Гидромотор – устройство, работа, ремонт.
Гидромоторы как и гидронасосы используются в агрегатах объемного типа, только выполняют прямо противоположную работу.
На сегодняшний день существует огромное разнообразие типов и модификаций это типа оборудования.
Содержание статьи
Особенностями гидромоторов является:
герметичное отделение нагнетательной полости от всасывающей, что осуществляется при помощи ротора, статора и пластин (лопаток);
незначительная зависимость от скорости рабочей жидкости сил, действующих на рабочие органы гидромотора.
Типы гидромоторов.
Пластинчатые гидромоторы
Пластинчатый гидромотор предназначен для применения в реверсивных регулируемых и нерегулируемых гидроприводах, в которых требуются частые включения, автоматическое и дистанционное управление.
Шестеренный гидромотор
Шестеренчатый гидромотор (обозначается ГМШ), как и насос шестеренного типа работает по принципу зацепления двух шестерен, только в обратном направлении. При подаче жидкости на шестерни, они начинают вращаться и таким образом приводят в движение вал.
Гидромотор ГМШ используется в составе привода навесного оборудования спецтехники. Он устанавливается в самосвалах, различных погрузчиках, в составе рабочих станков и др.
Радиально поршневой гидромотор
Радиально поршневой гидромотор, как и пластинчатый насос может быть однократного и многократного действия.
В однократных гидромоторах за один оборот вала происходит один полный цикл работы, представляющий собой процесс всасывания и процесс нагнетания. Такие агрегаты применяются в механизмах, где требуется большое давление и большие крутящие моменты. К примеру, в поворотных механизмах или устанавливаются в приводах шнеков для перекачивания различных взвесей, таких как бетон или глина.
Радиальный гидромотор многократного действия за один оборот вала совершает несколько полных циклов работы – несколько процессов всасывания и процессов нагнетания.
Такие агрегаты устанавливаются в приводах конвейеров, в мобильной или стационарной технике, которая должна работать в условиях тяжелых нагрузок.
Аксиально поршневой гидромотор
Конструктивно такой поршневой гидромотор состоит из нескольких цилиндров, расположенных параллельно вокруг оси блока или под углом к ней. Цилиндры входящие в состав агрегата при работе вращаются синхронно с валом, таким образом если они выдвигаются из поршня, то жидкость всасывается, кога они задвигаются обратно – жидкость нагнетается в магистраль.
Аксиально поршневой гидромотор входит в состав строительной техники, а так же используется в конструкции сельскохозяйственных, буровых и промышленных машин.
К достоинствам такого типа гидромотора относится наличии функции реверсного хода, позволяющая обеспечить движение в обратную сторону.
Героторный гидромотор
Принцип работы состоит в следующем: во входной патрубок подается жидкость, которая приводит в движение внешнюю шестерню.
Внешняя шестерня вращает внутреннюю, закрепленную на карданном валу, затем жидкость уходит в слив. Таким образом внутренняя шестерня вращает вал, а вместе с ним привод двигателя.
Планетарный гидромотор МГП работает на минеральном масле и в отличии от других типов оборудования этого класса хорошо работает при отрицательной температуре. Героторный гидромотор используется в дорожной и лесной технике, а так же в сельскохозяйственных машинах.
Регулируемые и нерегулируемые виды
Гидромоторы, как и насосы пластинчатого типа, подразделяются на регулируемые и нерегулируемые.
Регулируемые модели широко используются в объемных приводах машин, так как обеспечивают возможность управления широким диапазоном рабочего объема.
Конструктивно регулируемые гидромоторы изготавливаются только однократного действия, агрегаты многократного действия выполняются только как нерегулируемые.
Устройство гидромотора и принцип работы.
Работа гидромотора выглядит следующим образом. Рабочая жидкость из отверстия 1 попадает в подковообразный канал 3 корпуса 2, откуда через окно 4 переднего диска 5 попадает на пластины 6 ротора 7.
При этом ротор 7 вместе с валом 8 поворачивается в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны вала.
Слив рабочей жидкости происходит через окна 35 в кольцевом выступе 34 заднего диска 12 и далее через отверстие 16 крышки 13.
Вал гидромотора 8 вращается в двух шарикоподшипниках 9. На валу привода 8 на шлицах расположен ротор 7.
В пазах ротора 7 перемещаются пластины 6, оставаясь постоянно прижатыми к внутренней поверхности статора 10.
Первоначальный прижим пластин 6 к статору 10 осуществляется при помощи пружин 11, выполненных в виде коромысла, причем каждая пружина прижимает пару пластин, расположенных под углом в 90 градусов одна по отношению к другой.
Таким образом при вращении ротора насколько одна пластина выходит из паза, настолько другая входит в паз ротора, и, следовательно, пружина в процессе работы гидромотора не деформируется.
Ротор 7 вращается между двумя стальными распределительными дисками: передним диском 5 со стороны корпуса 2 и задним диском 12 со стороны крышки 13.
Кольцевые выступы 33 и 34 одинакового диаметра в заднем диске 12 входят по скользящей посадке в отверстие крышки 13. Полость 17 за задним диском 12 соединена с напорной магистралью отверстиями 18, 19, 25-27 и 29 и пазами 20 в заднем диске 12.
Пазы 20 расположены напротив окон 4 переднем диске 5, соединенных с каналом 3 в корпусе 2, в который выходит отверстие 1, сообщающееся с напорной магистралью.
Автоматический прижим заднего диска 12 достигается созданием давления в полости 17. Первоначальный прижим заднего диска 12 осуществляется тремя пружинами 21.
Под действием давления рабочей жидкости, поступающей со стороны отверстия 29, золотник 22 отодвигается до упора в пробку 23, так как полость с другой стороны золотника 22 соединена отверстием 24 с полостью 14, сообщающейся со сливной магистралью отверстием 16 в крышке 13.
Из полости 17 давление передается через отверстия 27 и 36 в полости 28 и прижимает пластины 6 к статору 10.
Для изменения направления вращения вала гидромотора рабочая жидкость подается под давлением в отверстие 16, а отверстие 1 соединяется со сливной магистралью.
При этом золотник 22 давлением рабочей жидкости через отверстие 24 отодвигается до упора в пробку 15, так как отверстия 29, 18 и 19 и пазы 20 сообщаются со сливной магистралью через окна 4 переднего диска 5 и подковообразный канал 3 корпуса 2.
Когда золотник отодвинут до упора в пробку 15, давление рабочей жидкости передается из отверстия 24 через отверстия 26 и 27 в полость 17 за задним диском 12 и в полости 28 под пластинами 6.
Давление в полости 28 под пластинами 6 передается также через отверстия 36.
От наружных утечек по валу привода гидромотора 8 предохраняет манжета 30 из маслостойкой резины. Через отверстие 31 происходит слив протечек из корпуса 2.
Уплотнение между корпусом 2 и крышкой 13, а также по наружному диаметру статора 10, достигается с помощью резинового кольца 32. Некоторые конструкции гидромотора в качестве уплотнения используют сальник.
Конструктивно, такие агрегаты делятся на:
радиальный гидромотор (создает давление до 30 МПа)
аксиально поршневой гидромотор (создает давление до 45 МПа)
Технические характеристики
Основные технические характеристики гидромоторов это мощность на валу, крутящий момент, создаваемое давление и частота оборотов.
Крутящий момент гидромотора представляет собой один из ключевых параметров работы оборудования. Он характеризует силу вращения вала двигателя и определяется по формуле.
где: Δp – перепад давлений между входом и выходом,
q – рабочий объем гидромотора.
Мощность гидромотора, показывает количество энергии которое он затрачивает в единицу времени и определяется по формуле:
Установка и подключение
Подключение вала гидромотора к валу привода должно производиться через упругую муфту. Соединительная муфта в этом случае устанавливается на вал только с помощью болтов или резьбового отверстия. Устанавливать муфту ударным способом запрещено.
Установка гидромоторы может быть выполнена в любом положении. Но при монтаже необходимо предусмотреть отвод масла в дренажную линию.
При установке гидромотора следует обратить внимание на всасывающую линию. У гидромашин с подпиткой на всасывании должен быть обеспечен необходимый подпор рабочей жидкости. Величина такого подпора указывается в технической документации.
Диаметр подводящего трубопровода должен быть больше или равным диаметру всасывающего патрубка гидромотора.
Если в конструкции гидромашины предусмотрены дренажные отверстия, то при подключении их необходимо открыть и прочистить. По аналогии со всасывающей линией, дренажный трубопровод должен быть больше или такого же диаметра, как и дренажный патрубок гидромотора.
Дополнительно рекомендуется устанавливать предохранительный клапан, который защитит гидромотор от перегрузок.
Ремонт гидромоторов
При работе гидромотора могут возникать некоторые неисправности. В этом разделе приведены возможные неисправности требующие ремонт гидромотора и способы устранения.
Треск при работе гидромотора под нагрузкой может возникнуть при поломке пружин, прижимающих пластины к внутренней поверхности статора, или застревании пластин в пазах ротора.
Для устранения этой неисправности необходимо заменить сломанные пружины новыми, а затем проверить легкость перемещения пластин в пазах ротора, если пластина ходит туго её нужно притереть.
Течь по валу гидромотора может быть вызвана повреждением уплотнения. Для устранения течи следует заменить уплотнение.
Повышенные утечки через дренажное отверстие могут вызываться следующими причинами:
поломкой пружин, прижимающих задний диск к статору;
застреванием золотника, расположенного в центральном отверстии заднего диска;
заклиниванием заднего диска в расточке крышки.
Для устранения таких неисправностей необходимо соответственно:
заменить сломанные пружины новыми;
промыть или, в случае необходимости притереть золотник;
промыть задний диск и крышку.
При вскрытии гидромотора необходимо соблюдать осторожность, приняв меры к тому, чтобы детали после разборки были установлены на свое место.
Аксиально поршневой гидромотор используются в тех случаях, когда необходимо получить высокие скорости вращения вала, а радиально-плунжерные — когда необходимы небольшие скорости вращения при большом создаваемом моменте вращения.
Например, для поворота башни автомобильного крана используются радиально-плунжерные гидромоторы. В станочных гидроприводах широко распространены пластинчатые гидромоторы.
В бытовых счётчиках расхода воды также используются небольшие гидромоторы.
На сегодняшний день гидромоторы широко используются для автоматизации производственных процессов, такие агрегаты активно используются в области сельского хозяйства.
Гидромоторы используются в нефтегазовой и космической отраслях, применяются для оснащения строительной техники, например автокранов, работают в составе автомобильного транспорта.
Принципы работы и виды гидромоторов
Гидромотор – это устройство, при действии которого гидравлическая энергия преобразуется в механическую. В результате запускается вращающийся выходной вал механизма. Схема гидромотора схожа с конструкцией насоса, но в отличие от мотора гидравлический насос трансформирует механическую энергию в гидравлическую.
Гидромоторы часто сравнивают с электромоторами. Гидравлические двигатели не уступают последним по техническим характеристикам, а в отдельных случаях у них есть неоспоримые преимущества:
Принцип работы гидромотора
У всех видов гидромоторов общий принцип работы. В корпус мотора поступает гидравлическая жидкость. Далее жидкость проходит через устройство гидромотора, вращая рабочие элементы мотора (лопасти, поршни или шестерни), которые соединены с выходным валом. Вследствие вращения вала запускаются другие механизмы системы.
Более подробная схема преобразования энергии и предельное значение крутящего момента зависит от конструкции мотора. Далее рассмотрим виды гидродвигателей и области применения каждого из них.
Виды гидромоторов
Шестеренные
В основе работы шестеренного гидромотора лежит простой механизм. В корпусе шестеренного мотора расположены две зубчатые шестерни. Под давлением поступающей жидкости шестерни начинают вращаться, сцепляясь друг с другом, что приводит к крутящему моменту на валу привода.
Характеристики:
Применение:
Используются в простых механизмах сельскохозяйственной техники и промышленного оборудования, где не требуется высокое давление. Не рекомендуем использовать для силовых задач, т.к. КПД у таких моторов довольно низкий.
Героторные
Героторный двигатель является разновидностью шестеренных моторов. Героторные моторы отличаются высоким крутящим моментом при маленьких габаритах.
Принцип работы героторного гидродвигателя заключается в запуске зубчатого ротора. Под давлением жидкость поступает в паз. Затем гидравлическая жидкость воздействует на зубья ротора, что создает крутящий момент. В результате ротор совершает орбитальное движение по роликам.
Характеристики:
Применение:
Из-за компактного размера и большого крутящего момента на низких скоростях героторные гидромоторы применяют в сельскохозяйственной, коммунальной и лесозаготовительной технике.
Аксиально-поршневые
Аксиально-поршневые гидромоторы — это вид поршневого двигателя. Принцип работы аксиально-поршневых гидравлических моторов заключается в параллельном перемещении поршней к оси вала гидродвигателя. Поршни в цилиндре соединяются с валом. Далее поршни толкают вал, что создает крутящий момент.
Характеристики:
Аксиально-поршневые моторы бывают двух видов:
Применение:
Аксиально-поршневые двигатели используют, когда необходима высокая скорость вращения вала. Например, в станочных гидроприводах, гидравлических прессах, и других механизмах.
Радиально-поршневые
Радиально поршневые двигатели называются так, потому что поршни, совершающие возвратно-поступательное движения в цилиндре, расположены перпендикулярно оси мотора. Гидравлическое масло поступает в рабочие камеры, перемещая каждый отдельный поршень и создавая крутящий момент. Радиально-поршневые двигатели способны создавать высокие крутящие моменты на очень низких скоростях, вплоть до половины оборота в минуту. Они могут создавать крутящий момент больше, чем аксиально-поршневые гидромоторы, так как у них цилиндр прикреплен непосредственно к рабочему валу. Однако, у них ограниченный диапазон скоростей, и они более чувствительны к загрязнению гидравлической жидкостью.
Характеристики:
Радиально-поршневые гидродвигатели разделяют на два вида: однократного и многократного действия.
Применение гидромоторов:
У моторов однократного действия рабочие камеры воздействуют на кулак привода. Это запускает вращение вала под высоким давлением. Далее под действием распределительного механизма камеры сопрягаются со сливными линиями и линиями высокого давления.
Характеристики:
Моторы однократного действия используют на поворотных узлах конвейеров, в линиях перемещения сыпучих смесей или жидкостей и для поворота строительной техники, например, башни автокрана.
Моторы многократного действия отличаются от однокамерных более сложной схемой работы камер с валом и распределителем жидкости. За один оборот вала вытеснитель осуществляет несколько рабочих циклов. Возможен режим свободного вращения, при котором плунжеры втягиваются в цилиндры и отходят от рабочего профиля. Под низким давлением рабочая жидкость поступает в линию дренажа, а рабочие камеры соединяются со сливной линией.
Двигатели многократного действия чаще всего используются на огромных производствах, где очень большой объем потребляемой энергии, а также в строительно-дорожной технике, дробильных и буровых машинах, в прессах, конвейерах и различных станках.
Устройство и принцип работы гидромотора
В основе работы гидравлического мотора лежит принцип зацепления двух шестерен. Они начинаются вращаться под давлением подаваемой жидкости и тем самым приводят в движение вал. При работе гидромотора происходит преобразование энергии жидкости (подача рабочей жидкости под давлением) в механическую энергию (съем с вала крутящего момента). Сам процесс описывается, как периодическое заполнение рабочей камеры жидкостью при дальнейшем её вытеснении. Слив происходит с потерей давления, что позволяет получить полезный перепад давления, который и трансформируется в механическую энергию.
Шестеренные гидромоторы нашли применение в следующих видах спецтехники и оборудования:
Преимущество, которым обладают гидромоторы обусловлено широким диапазоном регулирования частоты вращения. Так при использовании гидрораспределителя или других средств, регулирующих движение вала, можно добиться показателей 30-40 об/мин, а гидромоторы специального исполнения позволяют задать параметры 1-4 об/мин.
Как устроен гидравлический мотор
Устройство гидромотора выглядит следующим образом. Рабочая жидкость перемещается в подковообразный канал корпуса через отверстия, а затем транспортируется на пластины ротора. Последний поворачивается против часовой стрелки синхронно с валом. Для слива рабочей среды предусмотрены окна в заднем диске и отверстие в крышке.
Вал гидравлического мотора движется в шарикоподшипниках, а ротор установлен на шлицы. В пазах ротора движутся пластины, они находятся в прижатом состоянии к внутренней поверхности статора. Изначально прижимная система состоит из пружин, напоминающих форму коромысла. Одна пружина создает давление на целую пару пластин, установленных перпендикулярно друг другу. Поэтому одна пластина выходит ровно настолько, насколько другая поступает в паз ротора. Это позволяет избежать повреждения пружины при эксплуатации гидромотора.
Вращение ротора происходит между двумя распределительными дисками из стали, расположенными со стороны корпуса и крышки.
Кольцевые диски имеют одинаковый диаметр и с помощью отверстия крышки входят в задний диск. За ним есть полость, которая через отверстия и пазы сообщается с напорной магистралью. Пазы установлены напротив окон, соединенных с каналом корпуса, откуда выходит отверстие. Оно сообщается с напорной магистралью.
Давление в полости создается за счет автоматического прижима заднего диска, осуществляемого тремя пружинами. Под давлением рабочей среды, перемещающейся из отверстия, золотник движется в пробку. Давление передается из одной полости в другую через отверстия и создает энергию, необходимую для прижимания пластины к статору.
В моторе предусмотрены отверстия для смены направления вращения вала. Через них проходит рабочая жидкость и поступает в другое отверстие, сообщающееся со сливной магистралью. Под давлением рабочей среды золотник уходит в пробку до упора, после чего давление жидкости передается полости за задним диском и под пластинами.
Для герметичности вала используется манжета из маслостойкой резины, а протечки сливаются через специальное отверстие. Течи между корпусом и крышкой предупреждает резиновое кольцо или сальник.
По конструктивным особенностям гидромоторы подразделяются на следующие типы:
Принцип действия шестеренных гидромоторов
Шестеренные гидромоторы работают по принципу подачи давления жидкости на шестерни с неуравновешенными зубьями, что придает им вращение. Преимущество данного типа гидравлического мотора заключается в простоте конструкции и возможности достижения частоты вращения до 10000 об/мин (специальное исполнение). Обычная частота вращения достигает 5000 об/мин при установленном давлении рабочей жидкости — 200 bar. К недостаткам шестеренного гидромотора относится низкий коэффициент полезного действия, который не превышает значения 0,9.
Пластинчатые гидромоторы
В пластинчатых гидромоторах рабочие камеры образуются вытеснителями, пластинами расположенными на роторе. Для герметичности камер применяются пружины под пластинами, обеспечивая их постоянное прижимное усилие к стенкам статора. Ось ротора смещена относительно оси статора и при подаче рабочей жидкости объем камеры всасывания увеличивается, а объем камеры, из которой происходит нагнетание, уменьшается. К недостаткам механизмов подобного типа относят низкую ремонтопригодность и невозможность эксплуатации агрегата при низких температурах (залипание пластин).
Радиально-поршневые гидромоторы
Радиально-поршневые гидромоторы применяются при относительно высоком давлении рабочей жидкости (от 10 мПа). Камерами в гидромоторе являются цилиндры, расположенные радиально, соответственно роль вытеснителей играют поршни. Под воздействием высокого давления рабочие камеры приводят в движение вал мотора. Механизм распределения на валу поочередно соединяет камеры с линиями давления и слива рабочей жидкости.
Радиально-поршневые моторы бывают одно- и многократного действия. В первом случае полный цикл всасывания и нагнетания жидкости выполняется за один оборот вала. Его вращение осуществляется за счет воздействия рабочих камер на кулак привода. Затем с помощью распределительной системы камеры соединяются со сливными магистралями и линиями высокого давления.
Агрегаты однократного действия выдерживают давление до 350 бар и рассчитаны на частоту вращения до 2000 об/мин. Они широкого применяются в приводах шнеков для перекачивания сухих или жидких смесей, поворотных механизмах (например – башнях автокрана).
Моторы многократного действия выполняют несколько циклов работы за один оборот вала. Конструктивное отличие состоит в более сложной схеме взаимодействия камер с валом и распределительной системой. Данные агрегаты могут работать в режиме свободного вращения. Под низким давлением жидкость поступает в дренажную линию, а камеры сопрягаются со сливной магистралью.
Область применения гидромоторов многократного действия:
Аксиально-поршневой гидромотор
Аксиально-поршневые гидромоторы работают по уже известному принципу — рабочие камеры, это цилиндры, аксиально расположенные относительно оси ротора, а вытеснители — поршни. Цилиндры располагаются вокруг оси вращения или под небольшим углом к ней. Во время вращения вала вращаются и блоки цилиндров. При выдвижении поршней из цилиндров происходит всасывание жидкости, а при обратном движении поршней осуществляется нагнетание.
Преимуществом данного агрегата является возможность реверсного хода для движения в обратную сторону.
Гидромоторы аксиально-поршневого типа рассчитаны на давление до 450 бар, крутящий момент составляет 6000 Нм, а частота вращения – до 5000 об/мин. Они бывают с наклонным блоком или наклонным диском.
Область применения гидроагрегатов:
Героторные гидромоторы
Это подвид мотора шестеренчатого типа. Принцип его работы таков: жидкость поступает в рабочие полости агрегата при помощи распределителя. В этих полостях образуется крутящий момент, приводящий в движение зубчатый ротор. Он вращает внутреннюю шестерню, которая находится на карданном валу, затем жидкость уходит в сливную магистраль. В результате шестерня вращает вал и привод мотора.
К преимуществам героторных (планетарных) гидромоторов относятся:
Благодаря этим параметрам, пластинчатые моторы нашли широкое применение в сельхозмашинах, строительной и коммунальной спецтехнике.
Основные неисправности гидромоторов
Практически все виды неисправностей гидромоторов относятся к механическим повреждениям и износу деталей, участвующих в передаче крутящего момента. Наиболее распространенными поломками являются:
Неисправности гидромоторов могут проявляться треском, утечками по валу, высокими шумами, заклиниванием исполнительного устройства и др. При появлении первых признаков сразу прекратите эксплуатацию техники или оборудования, чтобы не усугублять проблему. Не пытайтесь устранять поломку самостоятельно. Обнаружение неисправности и ремонт гидродвигателей осуществляется в специализированных мастерских, обладающих необходимым инструментарием и диагностическим оборудованием.
Горячая линия (ремонт, комплектующие): +7 (495) 660-04-23
РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ
ЛЮБОЙ ГИДРАВЛИКИ