2.12. Поворотные гидродвигатели

2. ОБЪЕМНЫЕ ГИДРОМАШИНЫ

 

2.12. Поворотные гидродвигатели

 

Поворотным гидродвигателем (квадрантом) называется объемный гидродвигатель, у которого угол поворота выходного вала ограничен (до 360⁰). Применение в гидроприводах поворотных гидродвигателей упрощает кинематику передающих звеньев машин и механизмов по сравнению с гидроприводами, в которых для этих же целей применяются гидроцилиндры, так как вал поворотного гидродвигателя может быть непосредственно соединен с валом приводной машины без каких-либо промежуточных кинематических звеньев. Поворотные гидродвигатели практически являются безинерционными гидродвигателями, их применяют при давлениях до 20 МПа.

Поворотные гидродвигатели (рис. 2.25) по конструкции рабочих камер подразделяют на пластинчатые (шиберные), поршневые, мембранные.

 

Рис. 2.25. Типы поворотных гидродвигателей:

а) пластинчатый (шиберный); 1 – корпус; 2 – пластина (шибер);

 б)  поршневой;  в) фигурно-шиберный; г) мембранный

 

Пластинчатые поворотные гидродвигатели по числу пластин подразделяются на одно-, двух- и трехпластинчатые. Однопластинчатый поворотный гидродвигатель (см. рис. 2.15, а)  состоит из корпуса 1 и пластины (шибера) 2, жестко соединенный с валом. Гидродвигатель имеет две рабочие камеры А и Б, образованные рабочими поверхностями корпуса, пластины и боковых крышек. Шибер может выполняться в виде детали фигурного профиля (см. рис. 2.25, в).

Для осуществления поворотного движения жидкость попеременно подают в рабочие камеры А и Б.

Крутящий момент на валу однопластинчатого поворотного гидродвигателя определяется по формуле

 

,                 (2.43)

 

где  М – крутящий момент, Н м; F– сила давления на пластину, ;  – перепад давлений, Па, , здесь  – давление на входе,  – давление на выходе; S – рабочая площадь пластины, м², , здесь R и r большой и малый радиусы,  – ширина пластины;  – плечо силы давления, м , .

 

Угловую скорость поворота вала однопластинчатого гидродвигателя определяют по формуле

 

,                            (2.44)

 

где w - угловая скорость, с^-1 (рад/с); Q – расход жидкости, м³/с.

 

Крутящий момент у двух- и трехпластинчатых поворотных гидродвигателей больше по сравнению с однопластинчатыми, однако угол поворота и угловая скорость при этом же расходе жидкости у них меньше

 

;                    (2.45)

 

,           (2.46)

где Z – число пластин.

 

Применение пластинчатых поворотных гидродвигателей ограничивается в гидроприводах высокого давления сложностью обеспечения герметизации рабочих камер, особенно по торцу пластин.

На рис. 2.26 показана конструкция однопластинчатого поворотного гидродвигателя. В корпусе 1 поворотного гидродвигателя расположена пластина 2 закрепленная на валу 6. Уплотнение пластины и вала осуществляется резиновыми кольцами 3, 5. Подвод и отвод жидкости в поворотный гидродвигатель осуществляется через два штуцера 4.

Рис. 2.26. Гидродвигатель поворотного действия:

1 – корпус; 2 – пластина; 3, 5 – уплотнение; 4 – штуцер; 6 – вал

 

В поршневом (см. рис. 2.25, б) и мембранном (см. рис. 2.25, г) поворотных гидродвигателях вращательное движение осуществляется с помощью дополнительных устройств: реечной передачи (рейки с зубчатым колесом) в поршневом и коромысла со втулкой в мембранном гидродвигателях.