Hydraulický motor: zařízení, účel, princip činnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Hydraulické mechanismy používá lidstvo od pradávna při řešení různých ekonomických a technických problémů. Využití energie proudění tekutin a tlaku je dnes aktuální. Standardní zařízení hydromotoru je počítáno pro převod přeměněné energie na sílu působící na pracovní článek. Samotné schéma organizace tohoto procesu a technické a strukturální nuance provedení jednotky mají mnoho odlišností od běžných elektromotorů, což se odráží jak v kladech, tak záporech hydraulických systémů.

Zařízení mechanismu

Konstrukce hydromotoru je založena na skříni, funkčních jednotkách a kanálech pro pohyb tekutin. Pouzdro je obvykle namontováno na podpěrných nohách nebo upevněno pomocí zajišťovacích zařízení s možností otáčení. Hlavním pracovním prvkem je blok válců, kdeje umístěna skupina pístů, které provádějí vratné pohyby. Pro zajištění stability tohoto agregátu je zařízení hydromotoru opatřeno systémem konstantního přítlaku na rozvodný kotouč. Tuto funkci plní pružina s účinným tlakem z pracovního média. Pracovní hřídel, která spojuje hydromotor s výstupním ovládáním, je provedena ve formě drážkované nebo perové sestavy. Jako příslušenství lze k šachtě připojit antikavitační a pojistné ventily. Samostatný kanál s ventilem zajišťuje odvod kapaliny a v uzavřených systémech jsou k dispozici speciální okruhy pro proplachování a výměnu pracovních médií.

Princip hydromotoru

Hlavním úkolem jednotky je zajistit proces přeměny energie cirkulující tekutiny na mechanickou energii, která je následně přenášena přes hřídel do výkonných orgánů. V první fázi provozu hydromotoru kapalina vstupuje do drážky rozvodu, odkud prochází do komor bloku válců. Při plnění komor se zvyšuje tlak na písty, což má za následek vznik točivého momentu. V závislosti na konkrétním zařízení hydromotoru se může princip fungování systému ve fázi přeměny tlakové síly na mechanickou energii lišit. Například točivý moment v axiálních mechanismech vzniká působením kulových hlav a hydrostatických ložisek na axiální ložiska, kterými začíná činnost bloku válců. V závěrečné fázi končícyklus vstřikování a vytlačování kapalného média z válcové skupiny, po kterém se písty začnou obracet.

Připojení potrubí k hydromotoru

Základní zařízení mechanismu by mělo minimálně umožňovat připojení k napájecímu a odpadnímu potrubí. Rozdíly ve způsobu implementace této infrastruktury do značné míry závisí na technikách nastavení ventilů. Například zařízení hydromotoru rypadla EO-3324 poskytuje možnost dělení průtoků směšovacím ventilem. K ovládání šoupátka ventilů je použit servopohon s napájecím zdrojem pneumatického akumulátoru.

V konvenčních okruzích se používá vypouštěcí hydraulické potrubí, v němž je tlak regulován přepouštěcím ventilem. Pro výměnu pracovních kapalin v okruhu se u hydraulických pohonů s uzavřenými průtoky používá rozvodná (také nazývaná čistící a proplachovací) cívka s přepouštěcím ventilem. Jako doplněk pro regulaci teplotního režimu kapalného média při provozu hydromotoru lze použít speciální výměník tepla a chladící nádrž. Zařízení mechanismu s přirozenou regulací se zaměřuje na konstantní vstřikování kapaliny při nízkém tlaku. Rozdíl tlaku v pracovních potrubích hydraulického rozvodného systému způsobí, že se řídicí šoupátko přesune do polohy, kdy nízkotlaký okruh komunikuje s hydraulickou nádrží přes přepouštěcí ventil.

Převodové hydromotory

Takovémotory mají mnoho společného s jednotkami zubových čerpadel, ale s rozdílem ve formě odvodu kapaliny z oblasti ložiska. Když pracovní médium vstupuje do hydromotoru, začíná interakce s ozubeným kolem, což vytváří točivý moment. Jednoduchá konstrukce a nízké náklady na technickou realizaci učinily takové zařízení hydromotoru populární, ačkoli nízký výkon (účinnost řádově 0,9) neumožňuje jeho použití v kritických úlohách napájení. Tento mechanismus se často používá v řídicích obvodech přídavných zařízení, v systémech pohonu obráběcích strojů a při zajišťování funkce pomocných těles různých strojů, kde se jmenovité otáčky pracovní rotace pohybují do 10 000 ot./min.

Gerotorové hydromotory

Upravená verze převodových mechanismů, jejichž rozdíl spočívá v možnosti získat vysoký točivý moment při malých rozměrech konstrukce. Kapalné médium je obsluhováno přes speciální rozdělovač, čímž se uvede do pohybu ozubený rotor. Ten pracuje na válečkovém nájezdu a začíná provádět planetární pohyb, který určuje specifika hydromotoru gerotoru, zařízení, princip činnosti a účel této jednotky. Jeho rozsah je dán vysokou spotřebou energie za provozních podmínek při tlaku cca 250 bar. Jedná se o optimální konfiguraci pro nízkootáčkové zatěžované stroje, které rovněž kladou požadavky na energetiku z hlediska kompaktnosti a optimalizace konstrukce vcelkově.

Axiální pístové motory

Jedna z variant hydraulického stroje s rotačním pístem, která nejčastěji zajišťuje axiální uložení válců. V závislosti na konfiguraci mohou být umístěny kolem, paralelně nebo s mírným sklonem vzhledem k ose otáčení jednotky skupiny pístů. Zařízení axiálně pístového hydromotoru předpokládá možnost zpětného zdvihu, proto je v dispozicích s obsluhovanými jednotkami nutné připojit samostatné odtokové potrubí. Pokud jde o cílová zařízení provozující tyto motory, jedná se o hydraulické pohony strojů, hydraulické lisy, mobilní pracovní jednotky a různá zařízení pracující s kroutícím momentem až 6000 Nm při vysokém tlaku 400-450 bar. Hlasitost obsluhovaného prostředí v takových systémech může být konstantní i nastavitelná.

Radiální pístové motory

Nejpružnější a nejvyváženější konstrukce hydromotoru z hlediska řízení vysokého točivého momentu. Radiální pístové mechanismy jsou k dispozici s jedním a vícenásobným účinkem. První jmenované se používají ve šnekových linkách pro pohyb kapalin a sypkých suspenzí a také v rotačních jednotkách výrobních dopravníků. Radiální pístové zařízení a princip činnosti jednočinného hydromotoru se může projevit v následujícím funkčním cyklu: pod vysokým tlakem začnou pracovní komory působit na hnací pěst, čímž se spustí rotace hřídele,přenos úsilí na výkonný odkaz. Povinným konstrukčním prvkem je rozdělovač pro odvod a přívod kapaliny spojený s pracovními komorami. Vícečinné systémy se pouze vyznačují složitější a rozvinutější mechanikou interakce komor s hřídelí a kanály pro distribuci kapaliny. V tomto případě je jasná rozdělená koordinace v rámci funkce rozvodu pro jednotlivé bloky válců. Individuální regulaci na okruzích lze vyjádřit jak nejjednoduššími příkazy k zapnutí / vypnutí ventilů, tak bodovou změnou parametrů tlaku a objemu čerpaného média.

Lineární hydromotor

Varianta objemového hydromotoru, který generuje pouze příchozí pohyby. Takové mechanismy se často používají u mobilních samojízdných strojů - například u sklízecí mlátičky podporuje funkci výkonných jednotek hydromotor díky energii spalovacího motoru. Z hlavní výstupní hřídele elektrárny je energie směrována do hřídele hydraulické jednotky, která zase dodává mechanickou energii orgánům pro sklizeň obilí. Zejména lineární hydromotor je schopen vyvinout tažné a tlačné síly v širokém rozsahu tlaků a pracovních oblastí.

Závěr

Hydraulické stroje mají mnoho pozitivních provozních bodů, které se projevují různými způsoby v závislosti na konkrétní konstrukci jednotky. Takže kdyžgerotorové zařízení hydromotoru je jednoduché a nevyžaduje vážné náklady na údržbu, pak jsou axiální a radiální konstrukce v nových verzích více navrženy pro dosažení vysokých točivých momentů a udržení příslušných ukazatelů výkonu, ale jsou nákladnější na údržbu. Pro řadu univerzálních ukazatelů existují obecné výhody hydraulických strojů oproti bateriovým, elektrickým a dieselovým zařízením, ale mají i slabiny, které se projevují v relativně nízké účinnosti a závislosti na nepřímých faktorech pracovního procesu. Týká se to citlivosti hydrauliky na změny teploty, viskozitu pracovního média, znečištění atd.