Презентация к лекции по Механике жидкости и газа. Гидроавтоматика
В материале даны общие сведения о гидроавтоматике, принципах ее работы и классификации.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 l9.pptx | 1.74 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Определение Гидромотор (гидравлический мотор) — гидравлический двигатель, предназначенный для сообщения выходному звену вращательного движения на неограниченный угол поворота.
Виды гидромоторов - Поршневой. Этот вид агрегатов осуществляет свою работу посредством поршня. Он способствует появлению давления с помощью имеющихся роликов. Существуют модели, в которых эту роль выполняют вращающиеся эксцентричные валы-поршни. Этот тип гидродвигателя показывает высокие значения на старте, а также обеспечивает высокую скорость, давление и мощность при эксплуатации. При этом поршневой тип агрегата имеет компактные габариты и отличается небольшим весом. - Аксиальный . Гидромотор такого типа осуществляет работу посредством кривошипно-шатунного механизма. Во время эксплуатации цилиндр осуществляет параллельные с осью движения и приводит в работу поршень. При этом он имеет направление движения, параллельное самому цилиндру. - Пластинчатый . Этот тип устройства также используется для работы спецтехники. Нередко его применяют для ротатора в гидравлическом кране. Гидродвигатели, имеющие однократное действие, могут быть выпущены с регулируемой или нерегулируемой формой. Моторы, имеющие двукратное действие, бывают реверсивного или нереверсивного формата. Приобретение гидромотора должно предусматривать технические возможности и конструктивное исполнение оборудования. Перед покупкой агрегата лучше проконсультироваться со специалистом, дабы выбрать оптимальное решение для спецтехники.
Конструкция и принцип работы Конструкции гидромоторов аналогичны конструкциям соответствующих насосов. Некоторые конструктивные отличия связаны с обратным потоком мощности через гидромашину, работающую в режиме гидромотора. В отличие от насосов, в гидромоторе на вход подаётся рабочая жидкость под давлением, а на выходе снимается с вала крутящий момент. Наибольшее распространение получили шестерённые, пластинчатые, аксиально-плунжерные и радиально-плунжерные гидромоторы. Управление движением вала гидромотора осуществляется с помощью гидрораспределителя либо с помощью средств регулирования гидропривода.
Область применения Аксиально-плунжерные гидромоторы 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, поворот башни некоторых автомобильных кранов осуществляют радиально-плунжерные гидромоторы. В станочных гидроприводах широко распространены пластинчатые гидромоторы. Шестерённые гидромоторы используются в несложных гидросистемах с невысокими требованиями к неравномерности вращения вала гидромотора.
Преимущества и Недостатки Преимущества Гидромоторы меньше в среднем в 3 раза по размерам и в 15 раз по массе, чем электромоторы соответствующей мощности. Диапазон регулирования частоты вращения гидромотора существенно шире: например, он может составлять от 2500 об/мин до 30-40 об/мин, а в некоторых случаях, у гидромоторов специального исполнения, доходит до 1-4 об/мин и меньше. Время запуска и разгона гидромотора составляет доли секунды, что для электромоторов большой мощности (несколько киловатт) недостижимо. Для гидромотора не представляют опасности частые включения-выключения, остановки и реверс.
Недостатки К недостаткам гидропривода относятся: утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких значениях давления в гидросистеме, что требует высокой точности изготовления деталей гидрооборудования; нагрев рабочей жидкости при работе, что приводит к уменьшению вязкости рабочей жидкости и увеличению утечек, поэтому в ряде случаев необходимо применение специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты; более низкий КПД чем у сопоставимых механических передач; необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости, поскольку наличие большого количества абразивных частиц в рабочей жидкости приводит к быстрому износу деталей гидрооборудования, увеличению зазоров и утечек через них, и, как следствие, к снижению объёмного КПД;
Недостатки необходимость защиты гидросистемы от проникновения в неё воздуха, наличие которого приводит к нестабильной работе гидропривода, большим гидравлическим потерям и нагреву рабочей жидкости; пожароопасность в случае применения горючих рабочих жидкостей, что налагает ограничения, например, на применение гидропривода в горячих цехах; зависимость вязкости рабочей жидкости, а значит и рабочих параметров гидропривода, от температуры окружающей среды; в сравнении с пневмо- и электроприводом — невозможность эффективной передачи гидравлической энергии на большие расстояния вследствие больших потерь напора в гидролиниях на единицу длины.
Шестеренные гидромоторы Шестеренные гидромоторы конструктивно схожи с шестеренными насосами ,отличие состоит в наличии линии отвода рабочей жидкости из зоны подшипников. Это необходимо для обеспечения реверсивности гидромотора. При подаче в гидромотор, рабочая жидкость воздействует на шестерни, создавая при этом крутящий момент на валу. Шестеренные гидромоторы часто применяются в гидроприводах навесного оборудования мобильной техники, в качестве привода вспомогательных механизмов различных машин, в станочных гидроприводах. Столь широкое распространение они получили благодаря простоте конструкции и сравнительно низкой стоимости. Шестеренные гидромоторы применяются на частотах вращения до 5000об/мин и давлениях до 200 bar (в специальном исполнении до 10000 об/мин и до 300 bar). Коэффициент полезного действия (КПД), как правило, не превышает 0,9.
Шестеренные гидромоторы Достоинства и недостатки шестеренных гидромоторов: Достоинства • Простота конструкции. • Частоты вращения до 10000 об/мин • Низкая стоимость Недостатки • Низкий КПД
Героторные гидромоторы Одной из разновидностей шестеренных гидромашин являются героторные гидромоторы. Благодаря своей особенности, получения высоких крутящих моментов при небольших габаритных размерах, эти гидромоторы довольно часто применяются в приводах тихоходных и вместе с тем сильно нагруженных механизмов. Рабочая жидкость подается в рабочие полости гидромотора через специальный распределитель. В рабочих полостях создается крутящий момент, приводящий во вращение зубчатый ротор, который начинает совершать планетарное движение, обкатываясь по роликам. Героторные гидромоторы отличаются высокой энергоемкостью, возможностью работы при давлениях до 25 МПа. Рабочий объем таких машин достигает 800 см3, а развиваемый момент - до 2000 Н∙м.
Героторные гидромоторы Достоинства и недостатки героторных гидромоторов: Достоинства • Простота конструкции. • Большие крутящие моменты • Малые габариты Недостатки • Малые частоты вращения • Невысокие давления до 21МПа
Пластинчатые гидромоторы. Пластинчатые гидромоторы по конструкции аналогичны насосам, при этом в отличие от насосов они всегда снабжены механизмом прижима рабочих пластин. Гидромоторы данного типа работают на давлениях до 20МПа и частотах вращения до 1500 об/мин. КПД может достигать 0,8. Достоинства • Низкий уровень шума • Низкая по сравнению поршневыми моторами стоимость. • Менее требователен к чистоте рабочей жидкости. Недостатки • Большие нагрузки на подшипники ротора. • Сложность уплотнения торцов пластин • Низкая ремонтопригодность • Невысокий КПД
Радиально-поршневые гидромоторы Радиально поршневые гидромоторы идентичны по конструкции насосам данной компоновочной схемы. Наиболее часто эти гидромоторы применяются в механизмах для получения высоких моментов. Радиально-поршневые гидромоторы можно условно разделить на две группы: • Гидромоторы однократного действия. Моторы однократного действия применяются, например, как привода шнеков для перекачки малотекучих жидкостей и взвесей (бетон, глинистые смеси) или поворотных механизмах, где требуется большие крутящие моменты. Развиваемые моменты достигают 32000 Нм при давлениях до 35МПа, частоты вращения вала до 2000 об/мин. Рабочие объемы моторов достигают 8500 см3/об. • Гидромоторы многократного действия. Моторы многократного действия часто применяются в приводах конвейеров, в гидропередачах маршевого хода мобильных машин, а также в других нагруженных механизмах. Развиваемый моторами данного типа момент может достигать 45000 Нм при давлении до 45 МПа, частоты вращения вала до 300 об/мин. Рабочие объемы моторов достигают 8000 см3/об.
Радиально-поршневые гидромоторы Достоинства • Высокие создаваемые моменты • Принципиальная возможность регулировки рабочего объема • Возможность реализации режима свободного вращения Недостатки • Сложность конструкции. • Высокая пульсация расхода рабочей жидкости • Высокая стоимость
Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным блоком Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным блоком используются в приводах мобильных машин, станочных гидроприводах, прессах и способны работать на давлениях до 450 бар, развиваемый крутящий момент при этом достигает 6000 Нм. Частоты вращения достигают 5000 об/мин. Конструктивно аксиально-поршневые гидромоторы могут иметь постоянный и регулируемый рабочий объем. Достоинства • Работа при высоких давлениях • Принципиальная возможность регулировки рабочего объема • Высокие частоты вращения • Высокий КПД Недостатки • Сложность конструкции • Высокая стоимость • Высокие пульсации расхода
Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы. Данные гидромоторы являются разновидностью роторно-поршневых гидромашин. Рабочие камеры многотактных гидромашин совершают несколько рабочих циклов за один оборот вала гидромашины. Количество этих циклов определяется профильным диском. Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным валом способны создавать крутящий момент до 4000 Нм при давлениях до 350 бар. Максимальная частота вращения не превышает 300 об/мин. Достоинства • Работа на давлениях до 350 бар • Высокий развиваемый момент • Возможность реализации режима свободного вращения • Высокий КПД • Компактность
Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным корпусом Рабочие камеры многотактных аксиально-поршневых гидромоторов с неподвижным корпусом совершают несколько рабочих циклов за один оборот вала гидромашины. Количество этих циклов определяется профильным диском. Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным корпусом способны создавать крутящий момент до 5000 Нм при давлениях до 350 бар. Максимальная частота вращения достигает 500 об/мин. Недостатки • Малые частоты вращения • Сложность конструкции • Высокая стоимость