Гидромоторы аксиально-поршневые

 

Аксиально-поршневые гидромоторы обладают характеристиками, которые обеспечивают их применение в гидроприводах различных машин (привод движителя, рабочего органа и другие). преимущества гидромоторов:

1. Высокое рабочее давление в пределах от 35 до 42 МПа;
2. Быстроходность (высокая частота вращения) в пределах 5000 об/мин;
3. Компактность, малые габариты и масса;
4. Высокие значения КПД общего >0.9 и объемного ≈0.95;
5. Широкий диапазон регулирования частоты вращения вала гидромотора — до 1:100 при переменных и 1:1000 при постоянных нагрузках;
6. Возможность работы при низкой частоте вращения (до 50 об/мин);
7. Благоприятная энергетическая характеристика для мобильных машин;
8. Долговечность до 12000 часов;
9. Быстродействие (изменение подачи от нулевой до максимальной и наоборот) — не более 0.1 с;
10. Низкие потери на трение позволяют получать большой момент страгивания — более 0.9 Mmax;
11. Низкие эксплуатационные затраты и быстрая окупаемость.

На рисунке 1 показан аксиально-поршневой нерегулируемый гидромотор, основой которого является унифицированный качающий узел.

 

Рисунок 1 — Унифицированный качающий узел (а) и нерегулируемый аксиально-поршневой гидромотор (б)
1 — Приводной вал; 2 — Стопорное кольцо; 3 — Втулка; 4 — Пластина; 5 — Центральный шип; 6 — Тарельчатые пружины; 7 — Поршни; 8 — Блок цилиндров;  9 — Распределитель; 10 — Бронзовая втулка; 11 — Шатуны; 12 — Семь поршней; 13 — Сдвоенный радиально-упорный шарикоподшипник; 13 — Радиальный шарикоподшипник; 15 — Пружинной кольцо; 16 — Передняя крышка; 17 — Армированное манжетное уплотнение; 18 — Термообработанная втулка; 19 — Корпус; 20 — Задняя крышка.

 

Качающий узел состоит из приводного вала 1, семи поршней 12 с шатунами 11, радиального 14 и сдвоенного радиально-упорного 13 шарикоподшипников, блока цилиндров 8, центрируемого сферическим распределителем 9 и центральным шипом. От осевого перемещения внутренние кольца подшипников удерживаются двумя пружинными кольцами 15, втулкой 3 и стопорным кольцом 2. В передней крышке 16 установлено армированное манжетное уплотнение 17, опирающееся на термообработанную втулку 18.

Центральный шип 5 опирается с одной стороны сферической головкой на гнездо во фланце вала, а с другой — на бронзовую втулку 10, запрессованную в распределитель 9.

В сферических гнездах фланца 1 установлены семь шатунов 11 и закреплены пластиной 4. На шатунах завальцованы семь поршней 12. Поршни находятся в блоке цилиндров 8. К внутренней поверхности крышки 20 присоединен распределитель 9, два дугообразных паза которого совмещены с такими же пазами крышки. Сферическая поверхность блока цилиндров 8 с помощью тарельчатых пружин 6 прижата к сферической поверхности распределителя. При вращении блока, полости цилиндров в определенной последовательности совмещаются с дугообразными пазами распределителя.

При работе объемной гидромашины в режиме гидромотора рабочая жидкость поступает из гидросистемы в рабочие камеры блока цилиндров через отверстие в задней крышке 20 и полукольцевое отверстие в распределителе 9. Давление рабочей жидкости на поршни предается через шатуны, расположенные под углом 25° к фланцу приводного вала.

В месте контакта шатуна с валом осевая составляющая силы давления рабочей жидкости ан поршень воспринимается радиально-упорными шарикоподшипниками 13, а тангенциальная создает крутящий момент на валу 1. Крутящий момент, развиваемый гидромотором, пропорционален рабочему объему и давлению, определяемому внешней нагрузкой (сопротивлением).

При изменении объема рабочей жидкости или направления ее подачи изменяются частота и направление вращения вала гидромотора.

Направление вращения насоса указано стрелкой на корпусе со стороны вала. Насос правого вращения может работать как гидромотор левого вращения. Для использования гидромотора в режиме насоса необходимо дополнительное согласование с заводом-изготовителем.

Гидромотор аксиально-поршневой регулируемый 303.3.. предназначен для привода исполнительных механизмов мобильных машин, требующих бесступенчатого регулирования частоты вращения. Возможно его использование в гидроприводах со ступенчатым регулированием.

Гидромотор 303.3.. с регулятором в виде рычажного механизма позволяет получать как пропорциональные зависимости рабочего объема от давления, так и гиперболические при сервоуправлении от напорной гидролинии.

В сравнении с ранее применяемыми регуляторами эта конструкция проще, не имеет каналов управления в корпусе, что обеспечивает возможность компактного расположения присоединительных фланцев в трех плоскостях.

Высокая надежность, повышенные удельная мощность и КПД значительно снижают затраты в эксплуатации.

На рисунке 2 показан общий вид регулируемого аксиально-поршневого гидромотора 303.3.. Конструктивно этот гидромотор состоит из двух основных узлов: качающего узла и регулятора.

Качающий узел гидромотора преобразует энергию давления рабочей жидкости в крутящий момент, а регулятор служит для изменения рабочего объема гидромотора посредством изменения угла наклона блока цилиндров.

Узел регулятор состоит из установленных в корпусе 24 ступенчатого поршня 21, пальца 22, зафиксированного в поршне винтом 25, золотника 23 с подпятником, рычага 20, пружины 16 и плунжера 17 в крышке 15. Золотник 23 поджат пружиной 27 к рычагу 20.

Полость с малым диаметром поршня 21 постоянно соединена с каналом высокого давления через обратный клапан. Через отверстия в поршне 21 и пальце 22 распределительный поясок золотника 23 может соединяться с высоким давлением или дренажом.

В процессе работы при подаче давления управления 9через отверстия в крышке 15) под плунжер 17, последний отклоняет рычаг 20, золотник 23 под действием пружины 27 перемещается вправо и открывает каналы в пальце 22, жидкость поступает в полость с большим диаметром поршня. Поршень перемещается вверх до тех пор, пока на рычаге не уравновешиваются моменты сил от пружин 16, 27 и плунжера (давление управления). Движение поршня прекращается, золотник возвращается в нейтральное положение, гидромотор работает с меньшим рабочим объемом, но при более высокой частоте вращения. При снятии управляющего давления с плунжера 17, поршень 21 перемещается в нижнее положение, увеличивая рабочий объем гидромотора. При подаче переменного давления под плунжер 17 обеспечивается бесступенчатое регулирование рабочего объема. Минимальный рабочий объем ограничивается винтом 12.

 

Рисунок 2 — Общий вид аксиально-поршневого регулируемого гидромотора
1 — Вал; 2 — Манжета; 3 — Крышка; 4 — Кольцо; 5, 6 — Подшипник; 7 — Шатун; 8 — Поршень; 9 — Пробка; 10 — Блок цилиндров; 11 — распределитель; 12 — Винт-поршень; 13 — Пластина; 14 — Кольцо; 15 — Крышка; 16 — Пружина; 17 — Плунжер; 18 — Пружина; 19 — Кольцо; 20 — Рычаг; 21 — Поршень; 22 — Палец; 23 — Золотник; 24 — Корпус; 25 — Винт; 26 — Кольцо; 27 — Пружина; 28 — Шип; 29 — Корпус.

 

Возможна установка регулятора с поворотом на 180° относительно корпуса гидромотора. В этом случае начало регулирования будет соответствовать минимальному рабочему объему.