Один из основных элементов гидросистемы — это насос гидравлический. Имеется множество типов этих устройств. Принцип их работы заключен в вытеснении при повороте вала рабочей жидкости. Применение насоса шестеренного возможно для привода некоторых элементов установки гидравлической при подключении одновременно их к одному насосу. Эти делители используются в машинах:
Кроме того, для такого типа системы требуется гораздо более сложный блок силовой электроники, позволяющий подключать электроэнергию к сетке. Это связано с характеристиками генерируемого напряжения, которое широко варьируется как по амплитуде, так и по частоте. Движущаяся часть в линейном генераторе называется транслятором, а не ротором, и когда буй поднимается волной, буй вводит транслятор в движение. Требование к линейному генератору для приложений с волновой мощностью - это способность обрабатывать высокие пиковые силы, низкую скорость и нерегулярное движение при низких затратах.
- промышленных;
- сельскохозяйственных;
- строительных.
Также вместе с насосами приводными могут применяться нередко гидравлические ручные насосы. Они нужны для дублирования насосных основных установок во время возникновения аварийной ситуации. Во время применения насоса ручного имеется возможность при аварийной остановке перемещать рабочий орган. Также применяют ручные насосы и в тех случаях, когда требуется получить повышенное давление на небольшой временной промежуток, при этом затратив совсем немного энергии.
Когда генератор движется с изменяющейся скоростью и направлением, это приводит к индуцированному напряжению с нерегулярной амплитудой и частотой. Пиковое значение выходной мощности будет в несколько раз выше среднего производства электроэнергии. Генератор и электрическая система должны быть рассчитаны для питания этих пиков. Существуют различные типы линейных генераторов, которые могут быть использованы в приложениях с энергетической энергией, и было обнаружено, что наиболее подходящим типом являются постоянные магнитные синхронные линейные генераторы.
Гидромотор — это один из видов двигателя гидравлического, где энергия гидравлическая преобразуется в энергию механическую. Гидромотор дает возможность валу сообщать вращательные движения. Гидромотору на вход передается рабочая жидкость, а с вала выходного подается крутящий момент. Ходом вала управлять можно поворотом органа рабочего оборудования.
Пружины также временно сохраняют энергию, которая приводит к тому, что генератор, оптимально, может обеспечить равное количество энергии в обоих направлениях, выпустить произведенную мощность. Выработанная мощность не может, как упоминалось ранее, напрямую доставляться в сетку без преобразования. Это делается в несколько этапов. Во-первых, напряжение выпрямляется от каждого генератора. В течение коротких периодов времени мощность после фильтра также будет постоянной. Если система будет изучаться в часовых масштабах или более, будут колебания в мощности, и эти изменения обусловлены изменениями состояния моря.
Имеется несколько типов гидромоторов, Цены на гидромоторы различных видов так же могут отличаться. Наиболее распространены такие как:
- аксиально-поршневые;
- шестерённые;
- геролерные;
- радиально-поршневые;
- героторные;
- пластинчатые.
Сфера применения каждого типа гидромотора напрямую зависит от требующихся характеристик работы устройств гидравлических. К примеру, аксиально-поршневые используют, когда необходимо чтобы вал имел большую скорость вращения, а радиально-поршневые, напротив — если требуется небольшая скорость вращения. Основным примером употребления гидромоторов радиально-поршневых являются приводы катков дорожных. В простых системах гидравлики с низкой степенью давления используются гидромоторы шестеренные. В системах гидравлики станков, как правило, используют гидромоторы пластинчатые.
Эта концепция не применяется в тех случаях, когда необходимо использовать единицу энергии с одной волной. В основном это связано с большими краткосрочными изменениями в мощности и относительно небольшими размерами блока, а также потому, что стоимость системы электрического преобразования будет слишком высокой. Когда несколько генераторов подключены параллельно, спрос на способность емкостного фильтра сохранять энергию будет уменьшаться, а следовательно, и связанные с этим затраты. Высокий уровень демпфирования, т.е. извлечения мощности, приводит к большей разнице между вертикальным движением волны и скоростью транслятора.
В наше время приобрести гидромотор различного типа, не составляет ни какого труда. Следует лишь понимать, для каких целей он будет применяться и что от него нужно. В промышленном оборудовании и технике обычно применяют электродвигатели. Гидромоторы же используют тогда, когда их применение имеет преимущества. К примеру, гидромотор по массе и габаритам значительно меньше, нежели электродвигатели с такой же мощностью. Как и всякое устройство с коммутацией электрической, электромотор критичен к интенсивному включению и отключению. Для гидромоторов такие действия ни какой опасности не представляют.
Это, в свою очередь, приведет к увеличению силы линии, когда волна поднимает буй и уменьшает силу, когда буй движется вниз. Максимальная мощность возникает при максимальных и минимальных силовых линиях, предполагая, что переводчик находится в пределах длины хода генератора. Если переводчик движется вниз с более низкой скоростью, чем буй, линия будет ослабляться, и результирующая сила линии станет почти нулевой. Обратная связь возникает, когда буй движется вверх. Если высота волны, то есть разница между гребнем волны и волновым лотком, больше, чем длина хода, переводчик достигнет остановки на нижнем конце.
Объемные гидравлические моторы (гидромоторы) преобразуют гидравлическую энергию в механическую. Для крановых механизмов используются радиально-поршневые и аксиально-поршневые гидромоторы.
Радиально-поршневые гидромоторы . Такие гидромашины используется на судовых кранах фирм «Hagglunds», «Mcgregor», «Mitsubishi». В технической литературе их называт LSHT гидродвигатели (Low sp eed – High torque motors ) – низкооборотные высокомометнтные двигатели. Они позволяют получать достаточно большие вращающие моменты при малой (порядка 0,5…200 об/мин) частоте вращения, поэтому в приводе можно не использовать механический редуктор.
· сложность конструкции и связанная с этим низкая надёжность
На верхнем конце останавливается волна, просачивающаяся над буем, а в нижней части линия ослабляется. Это происходит, когда волна ниже верхнего положения буя в верхнем состоянии и в более низком состоянии, когда волна поднялась так сильно, что буй снова начинает тянуть транслятор вверх. Если генератор подключен к линейной строго резистивной нагрузке, он будет подавать питание, как только напряжение будет вызвано в генераторе. С нелинейной нагрузкой отношение не так просто. Мощность будет доставляться до тех пор, пока волны могут доставлять механическую энергию бую и до тех пор, пока переводчик не достигнет своего верхнего или нижнего концевого упора.
Радиально-поршневые гидромоторы изготавливают двух типов: радиально-поршневой мотор с кулачковой шайбой и радиально-поршневой мотор с эксцентриковым валом.
|
|
Рис. 17.10. Шестеренчатые насосы а) внешнего и внутреннего зацепления б)
Ток будет увеличиваться при увеличении скорости транслятора. Это нелинейное извлечение мощности приводит к различным формам напряжений и импульсов тока. Как правило, капитальные затраты на волновые энергетические устройства значительно выше, чем любые эксплуатационные и эксплуатационные расходы, и поэтому капитальные затраты являются, по сути, основными расходами, влияющими на конечную стоимость производства электроэнергии от устройств волновой энергии. Уровень капитальных затрат зависит от типа устройства волновой энергии и от расстояния от его местоположения от береговой линии.
Радиально-поршневой мотор с кулачковой шайбой . Принцип действия данных гидромоторов можно проиллюстрировать на примере упрощенной схемы, показанной на рис. 17.11.
Рис. 17.11. Упрощенная схема работы радиально-поршневого гидромотора (схема выполнена в виде развертки)
Кроме того, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание зависят от технологии, а расстояние от берега зависит от высокой неопределенности. Основным препятствием для внедрения широкомасштабных волновых энергетических устройств является высокая первоначальная инвестиция. Несмотря на то, что общая стоимость обслуживания устройств с волновой энергией низкая, первоначальные инвестиции в капитальные затраты значительно выше, что препятствует инвестициям и, следовательно, развитию такой технологии.
Радиально-плунжерная гидромашина - один из видов объёмных роторных гидромашин
Помимо высокой стоимости материалов, одной из причин высокой стоимости первоначальных инвестиций является необходимость сделать оборудование непроницаемым для штормовых повреждений и коррозии. Фактически, большинство существующих конструкций волновых энергетических устройств были сильно переработаны, чтобы снизить вероятность пробоя в море. Это также включает в себя специальные конструкции швартовки. Как правило, энергетические устройства на берегу или вблизи береговых волн предлагают более экономичные решения с точки зрения капитальных затрат по сравнению с морскими устройствами.
Через каналы 1 системы управления 2 и управляющие окна 3 масло подается на поршни 4 с закрепленными на них роликами 7. Если рабочая камера 5 соединяется с управляющими окнами 3 напорной линии, то масло начинает действовать на поршни 4 и ролики 7. Давление масла передается через ролики на сопряженную деталь 8 (которая в специальной литературе называется кулачковая шайба, статорное кольцо или копир). Ролик воздействует на кулачковое кольцо 8 с силой давления масла на поршень (, гдеp – давление масла, А П – площадь поршня).
Береговые устройства легче устанавливаются и обслуживаются и не требуют глубоководных причалов или другой специализированной инфраструктуры. Кроме того, нет необходимости в длинных подводных электрических кабелях для переноса электрической энергии на берег. Поскольку береговые волновые энергетические устройства обычно расположены рядом с другими инфраструктурами, затраты на строительство, установку, передачу энергии и техническое обслуживание могут быть значительно уменьшены по сравнению с силовыми генераторами морских волн.
Оценка капитальных затрат волновых энергетических устройств является сложной процедурой, поскольку она зависит от многих физических факторов, таких как проектирование системы, энергия энергии волн, глубина воды, расстояние от берега и характеристики дна океана. Кроме того, сметы расходов на существующие проекты по энергетической энергетике сложны, поскольку в большинстве случаев оценки основаны на постоянно меняющихся проектах прототипов. Оценка капитальных затрат устройства волновой энергии может быть обеспечена, например, первой волновой фермой Пеламис, построенной в Португалии.
Действуя на наклонную поверхность 8, сила вызывает силу нормальной реакции опоры, направленную перпендикулярно опираемой поверхностирис.17.12. Сила раскладывается на две составляющие вдоль радиуса и касательной к профилю кулачка – , и. Касательная силаперпендикулярная к оси поршня создает вращающий момент в одном цилиндре, который и вращает мотор
Это выше капитальных затрат на фотогальванические системы и примерно в четыре раза превышает капитальные затраты на крупномасштабные ветровые турбины. Очевидно, что стоимость производства электроэнергии будет зависеть от энергетического потенциала волны фактического географического положения установки. В этой работе был проведен сравнительный обзор технологий использования энергии волн. Хотя энергетический ресурс волн теоретически огромен, он расположен только в определенных районах земного шара, где существует достаточно высокий потенциал мощности волны.
где – плечо приложения силы относительно оси вращения мотора.
Полный момент мотора за цикл работы равен сумме моментов тангенциальных сил во всех поршнях.
Кратность гидромотора определяется числом рабочих ходов на рис. 17.13 показан пятикратный мотор, на рис. 17.14 – шестикратный и на рис. 17.15 – четырехкратный. Чем больше кратность мотора, тем больше его вращающий момент.
Кроме того, самый высокий потенциал существует в глубоководных водах океана, много километрах от берега. Поэтому лишь небольшая часть ресурса энергии волн может быть использована современными энергетическими технологиями. В настоящее время технологии волновой энергетики не являются ни зрелыми, ни широко распространены. Хотя эти технологии могут охватывать береговые, прибрежные и морские приложения, подавляющее большинство волновых энергетических устройств, разработанных сегодня из этих технологий, все еще находятся на стадии демонстрации прототипов.
|
|
|
Рис. 17.14. Конструкция гидромотора с вращающимся статорным (кулачковым) кольцом и неподвижным блоком цилиндров : 1 – расп ределительный золотник (распределитель); 2 – блок цилиндров (неподвижный); 3 – поршень с шатуном; 4 – кулачковое кольцо; 5 – крестовая муфта (муфта Ольдгема); 6 –траектория движения центра ролика; 7 – профиль кулачкового кольца; 8 – корпус (вращающийся)
Рабочие характеристики и параметры гидравлических двигателей
Поэтому слишком рано прогнозировать, какая из этих технологий станет наиболее распространенной для будущей коммерциализации. В настоящее время основными препятствиями для коммерциализации волновой энергии являются высокие капитальные затраты на устройства волновой энергии и неблагоприятные рабочие погодные условия, которые эти устройства вынуждены терпеть, требуя дополнительных функций безопасности, которые приводят к эскалации капитальных затрат. Оценка методов экстремального волнового анализа, применяемых для потенциальных морских энергетических объектов с использованием численных данных модели.
Рис. 17.15. Конструкция радиально-поршневого гидромотора с неподвижным кулачковым кольцом: 1 – ведущий вал ; 2 – траверса ротор ; 3 – кулачковое кольцо (статор, копир) ; 4 – поршень ; 5 – блок цилиндров (вращающийся)
Численное моделирование погруженного цилиндрического волнового энергетического преобразователя. Об эффекте парка в массивах колебательных волновых преобразователей энергии. Улучшение оценки энергетических ресурсов волн посредством связанного численного моделирования волнового океана. Использование преобразователя энергии волн как устройства подавления движения для плавающих ветряных турбин. Вклад в оптимизацию геометрии колебательного энергетического преобразователя колебаний осциллирующей воды. Волновая энергия в Европе: текущее состояние и перспективы.
Среднее значение вращающего момента, развиваемого всеми поршнями мотора за цикл
Нм, (17.11)
где p – давление масла, подаваемого через распределительный клапан (золотник) в гидромотор, МПа (Н/мм 2) или bar (10 Н/cм 2) 1МПа=10 bar;
–рабочий объем гидромотора (объем, описываемый его поршнями)
–число поршней мотора;
Использование энергии волн в Европе: текущее состояние и перспективы. Волна воды на океанической технике. Новые подходы к использованию энергии волн: с особым вниманием к малым островам. Использование энергии волн: обзор технологий. Случайное море и дизайн морских сооружений. Численный анализ и оптимизация производительности поглотителя энергии погруженной волны. Экспериментальное исследование плавающего волнолома с асимметричными пневматическими камерами для извлечения энергии волн. Нерегулярное затухание энергии глубокой океанской волны с использованием циклоидального преобразователя энергии волн.
–площадь поршня гидромотора,
d – диаметр поршня мотора;
–ход поршня;
–число рабочих ходов.
Радиально-поршневые моторы изготавливают в двух исполнениях:
– с неподвижным распределительным блоком и вращающимся корпусом;
– с неподвижным корпусом и вращающимся распределительным блоком.
В приводах судовых крановых механизмов получила распространение первая схема моторов.
О фокусировке и конверсии энергии волн в открытой воде. Обзор волновых энергетических технологий и необходимого энергетического оборудования. Рассматривая линейные потери мощности генератора на модельном прогнозирующем управлении для преобразователя энергии волны точечного поглотителя. Динамика верхнего океана. Введение в технологии производства электроэнергии. Морские возобновляемые источники энергии: выгоды и проблемы. Исследование тематического исследования энергетических ресурсов волн: обзор, анализ и извлеченные уроки.
Сокращение потребностей в морской передаче путем объединения оффшорных ветровых и волновых ферм. Варианты изменения мощности совместно расположенных оффшорных ветровых турбин и преобразователей энергии волн в Калифорнии. Производительность и экономическая оценка энергетических проектов волн посредством оперативного моделирования. Бизнес-возможности волновых энергетических устройств. Обучение гидравлика - это важная инвестиция для любой отрасли благодаря широкому применению ее в широком спектре отраслей. Это видно из их очень положительных отзывов. Курс дает обширные теоретические и практические знания через.
Частота вращения гидромотора в зависимости от подачи насоса и рабочего объема мотора определяется как
об/мин, (17.13)
где – подача насоса, рассчитываемая по формуле (17.10);
–рабочий объем гидромотора, формула (17.12);
–общий механико-гидравлический к.п.д. привода, .
Как видно из формулы (17.13), если в два раза уменьшить рабочий объем гидромотора , то частота вращения его вращения увеличится в два раза. При этом его вращающий момент (уравнение (17.11)) уменьшится вдвое. Это достигается за счет подключения к работе половины поршней гидромотора. Отмеченный режим работы используется для повышения производительности при подъеме легких грузов или опускании порожнего гака.
Радиально-поршневой мотор с эксцентриковым валом. Другая конструкция радиально-поршневого гидромотора показана на рис. 17.16. Такой мотор применяется на кранах производства японской компании «MITSUBISHI». Гидромотор состоит из следующих основных деталей: 18 – неподвижногокорпуса, эксцентрикового вала, 26, вращающегося в подшипниках 17 и 22, полых поршней 37, телескопически соединенных с цилиндрами 40, распределителя 15, крышки 10, распределителя и крышек 39.
Принцип работы гидромашины (рис. 17.16) состоит в следующем: жидкость нагнетается через отверстия крышки распределителя 39, распределителя 15, корпуса 18, крышки и сегмента 34 в пространство, ограничиваемое поршнем, цилиндром и сферическими поверхностями эксцентрикового вала 26 и сегмента 34. При этом давление рабочей жидкости передается непосредственно на сферическую поверхность эксцентрикового вала. Вследствие эксцентриситета между продольной осью опорных шеек и сферической поверхностью эксцентрикового вала, тангенциальная составляющая усилия от давления рабочей жидкости создает крутящий момент относительно продольной оси вала, преодолевая внешнюю нагрузку, а радиальная составляющая воспринимается подшипниками.
Величина вращающего момента, развиваемого мотором, определяется внешней нагрузкой и ограничивается давлением настройки предохранительного клапана гидросистемы.
Рис. 17.16. Конструкция радиально-поршневого гидромотора с эксцентриковым валом: 1 – эксцентриковый вал; 2 – сливная пробка; 3 – валик; 4 – кольцо; 5 – тарелка; 6, 9, 12, 16, 19, 29, 30, 33, 34, 36, 38 – кольцо уплотнительное; 7 – винты; 8 – штифты; 10 – крышка распределителя; 11 – пружины; 13 – втулка центрирования пружин; 14 – упорное кольцо; 15 – распределитель; 17, 22 – подшипники; 18 – корпус; 20 – штифты; 21 – винты; 23 – крышка; 24 – манжета; 25 – ограничительное кольцо; 26 – эксцентриковый (кулачковый) вал; 27 – кольцо; 28 – диски; 31 – кольцо антифрикционное; 32 – направляющая; 35 – пружины; 37 – полые поршни; 39 – крышки; 40 – цилиндры; 41 – полукольца
Правильное распределение рабочей жидкости между пятью поршневыми группами гидромотора осуществляется с помощью распределителя, вращаемого валиком 3, соединенным с эксцентриковым валом штифтами 1. Распределитель помещен между упорным кольцом 14 и тарелкой 5 распределителя, материалы которых обеспечивают необходимые режимы работы трущихся пар. Совместное центрирование корпуса, тарелки распределителя и крышки распределителя осуществляется с помощью кольца 4. Упорное кольцо прижато к распределителю пружинами 11 и предохранено от проворота штифтами 8.
Для центрирования пружин служит втулка 13, установленная в крышку распределителя.
Распределительный узел крепится к корпусу винтами 7.
Смещение цилиндро-поршневых групп от рабочих положений ограничивается кольцом 38 и полукольцом 41. Центрируемых в крышке штифтами 20, кольцами 27, скользящими по дискам 28, прикрепленными к эксцентриковому валу винтами 21.
Поршень и цилиндр к сферическим поверхностям прижимаются с помощью пружин 3, а направлением при их совместном передвижении служит направляющая 32.
Манжета 24, установлена в крышке 23, уплотняет выходной конец вала. ограничением от осевого смещения манжеты служит кольцо 25. Для слива рабочей жидкости и присоединения дренажного трубопровода предназначено отверстие, закрытое пробкой 2.
Принцип работы этого типа мотора в определяется таким способом (рис.17.17) : через распределитель, о нем речь шла выше, рабочая жидкость под давлением от насоса подается в поочередно от одного цилиндра к другому. На рис. 17.17 в данный момент поршни нижних цилиндров движутся к центру по действием давление масла p , а в верхние перемещаются от центра выталкивая масло через распределитель к насосу. Сила гидростатического давления, действующая на поршень
где – гидростатическое давление насоса, МПа;
–площадь поршня, мм 2 .
Сила передает давление на шатуны 2, которые, действуя на эксцентриковый вал, создают вращающие моменты
где ,– силы давления шатунов на поршень, Н;
, – плечи сил, м.
Под действием момента эксцентриковый вал вращается , преодолевая момент сил сопротивления внешней нагрузки – веса груза, веса стрелы, ветра, трения, крена и дифферента.
Рис. 17.17. Принцип действия радиально-поршневого мотора с кулачковым (эксцентриковым валом): 1 – поршень; 2 – шатун; 3 – эксцентриковый (кулачковый) вал; 4 – корпус
Аксиально-поршневые гидромоторы . Аксиально-поршневые гидромоторы являются высокооборотными и низкомоментными. Иными словами можно сказать, что аксиально-поршневые моторы не развивают вращающих моментов достаточных для подъема груза и стрелы, поворота крановой металлоконструкции, к тому же частота вращения их выходного вала существенно превышает рабочие, технологические частоты вращения крановых механизмов. С этой целью в приводах, оборудованных аксиально-поршневыми двигателями, предусматриваются редукторы. Напомним, что редуктором называется механизм, выполненный на основании зубчатых или червячных передач и предназначенный для уменьшения угловой скорости и увеличения вращающего момента. В крановых механизмах применяются двух- и трехступенчатые редукторы с неподвижными осями (рис. 17.23 и рис. 17.24) и планетарные редукторы. Последние широко используются в лебедках кранов «LIEBHERR» и «NMF».
Гидромотор (рис. 17.18) состоит из следующих основных частей: вала 1, корпуса 7, поршней с шатунами 14, блок цилинров 9, распределителя 10 и крышки 12.
Рис. 17.18. Конструкция аксиально-поршневого гидромотора: 1 – вал; 2 – манжета; 3, 6, 8, 11 15 – уплотнительные кольца; 4 – радиальный подшипник, 5 – радиально-упорный подшипник; 7 – корпус, 9 – блок цилиндров, 10 – распределитель; 12 – крышка; 13 – поршни; 14 – шатуны.
При работе гидромотора рабочая жидкость нагнетается (всасывается) через отверстия крышки и кольцевые пазы распределителя в блок цилиндров, увеличивая объем рабочих камер за счет перемещения поршней. Виду того, что оси вала и блока цилиндров находятся под углом , осевая и радиальная составляющая усилия от шатунов в месте их контакта с валом воспринимаются радиальным 4 и радиально-упорным 5 шарикоподшипниками, а тангенциальная составляющая создает вращающий момент относительно оси вала гидродвигателя, преодолевая внешнюю нагрузку.
Величина вращающего момента, развиваемого гидромотором, определяется внешней нагрузкой и ограничивается давлением, на которое рассчитан предохранительный клапан гидросистемы.
Предохранение от утечки рабочей жидкости из гидромашины осуществляется с помощью манжеты 2 и уплотнительных колец 3, 6, 8, 11 и 15.
Аналогичная конструкция аксиально-поршневого мотора показана на рис.17.19.
Принцип работы радиально-поршневого гидромотора может быть проиллюстрирован на рис 17.20. Масло от насоса через входное отверстие под давлением p направляется в цилиндры, которые движутся вверх. Под действием давления p на поршень начинает действовать сила гидростатического давления, равная
где – сила гидростатического давления, Н;
–давление рабочей жидкости в цилиндре, создаваемое насосом, МПа;
–площадь поршня, мм 2 , ,
d – диаметр цилиндра, мм 2 .
Сила направлена вдоль цилиндра (рис.17.20), ось которого наклонена к оси вала мотора под углом. Через поршень сила предается на шатун и на сферическую головку шатуна 3 (рис.17.20) которая размещена в диске 14 рис.17.19). Для удобства расчетов сила давленияможет быть разложена на две составляющие – окружную (тангенциальную), которая направлена перпендикулярно радиусу диска и осевую, которая направлена параллельно оси диска:
окружная сила
осевая сила
где – угол наклона блока, град.
Рис. 17.19. Аксиально-поршневой гидромотор с наклонным блоком:
1-вал; 2 – уплотнение; 3 – сферическая головка; 4 – шатун; 5 – юбка поршня; 6 – шарнир; 7 – блок цилиндров; 8 – шип; 9 – крышка; 10 , 11 – окно; 12 – пружина; 13 – поршень; 14 – диск
Рис. 17.20. Принцип работы аксиально-поршневого гидромотора
Именно под действием силы на диск, при подаче масла на поршень, действует вращающий момент, обеспечивающий вращение диска и ведущего вала по действием одного поршня
uде h – плечо силы , м; –радиус размещения головок поршней.
– текущий угол вращения данного шатуна, град.
За цикл работы данного типа гидромотора его поршня развивают среднее значение вращающего момента, которое вычисляется по формуле аналогичной (17.11), Н∙м
где p – давление (перепад давления) масла, подаваемого через распределительный клапан (золотник) от нососа, МПа;
–рабочий объем гидромотора;
–число поршней мотора;
–площадь поршня гидромотора, , мм 2 ;
d – диаметр поршня мотора, мм;
–ход поршня, определяется аналогично рис. 17.3.
Величина подачи насоса и рабочий объем аксиально-поршневого гидромотора определяют частоту вращения вала последнего определяется по формуле (17.13) об/мин,
Рабочий объем аксиально-поршневых моторов в десятки раз меньше рабочего объема радиально-поршневых моторов. Этим согласно формулам (17.18)-(17.20) объясняется небольшой момент и высокая быстроходность аксиально-поршневых гидромашин и необходимость применения в редукторов.
В судовом гидроприводе получили распространение еще аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным диском.
Рис. 17.21. Аксиально-поршневой гидромотор с наклонным диском: 1-вал; 2, 8 – крышки; 3 – наклонный диск; 4 – корпус; 5 – блок цилиндров; 6 – торец блока цилиндров; 7 – гидрораспределитель; 9 – окно; 10 – пружина; 11 – поршень; 12 – шлицевое соединение; 13 – башмак; 14 – люлька; 14 – диск
Их принцип действия аналогичен работе мотора с наклонным блоком, где вместо угла наклона блока , применяется угол наклона диска и используются те же зависимости (17.14)-(17.18) и (17.18)-(17.20).
Рис. 17.22. Принцип работы аксиально-поршневой гидромотор с наклонным диском
На рис. 17.23 изображена грузовая лебедка судового крана с аксиально-поршневым двигателем. От гидромотора 1 движение передается через вал 3 к зубчатому двухступенчатому редуктору, в состав быстроходной ступени которого входит вал-шестерня 4 и колесо 11, а в тихоходную ступень – вал шестерня 12 и колесо с внутренним зацеплением 13, запрессованному в барабан. Зубчатые колеса и подшипники работают в масле, уровень которого контролируют при помощи пробки 10. Тормоз 5 нормально замкнутый растормаживается при помощи гидроцилиндра 6.
При включении мотора 1 тормоз растормаживается, с этой целью рабочая жидкость поступает каналами 8 из гидросистемы в левую часть гидроцилиндра 6 и перемещает его поршень вправо. Замыкающая пружина тормоза 9 сожмется и освободит диски его тормозные диски, в результате чего тормоз размыкается. При выключении гидромотора рабочая жидкость прекращает свою подачу в тормозной цилиндр 6, давление на поршень прекращается и тормозная пружина снова сжимает тормозные диски. Силу сжатия пружины (а значит и тормозной момент) регулируют винтом 7, который через шайбу действует на пружину 9.
Вращающий момент T , развиваемый мотором (см. формулу 7.18) посредством зубчатого редуктора увеличивается, и тогда момент на барабане 14 (рис. 17.23) станет равным
где – передаточное отношение редуктора, ,– передаточное число быстроходной ступени, от шестерни 4 к колесу 11,– передаточное число тихоходной ступени, от шестерни 12 к колесу 13.
Рис. 17.23. Грузовая лебедка с аксиально-поршневым гидромотором:
1 – гидромотор, 2 – клин; 3 – вал; 4, – вал-шестерня быстроходной ступени; 5 – дисковый тормоз; 6 – гидроцилиндр; 7 – регулирующий винт; 8 – канал; 9 – пружина; 10 – пробка; 11 – зубчатое колесо быстроходной ступени; 12 – вал-шестерня тихоходной ступени; 13 – колесо зубчатое тихоходной ступени; 14 – барабан; 15 – корпус.
Частота вращения тросового барабана при передаче движения от гидромотора 1 через редуктор к барабану
где – частота вращения вала гидромотора (формула (17.20).
Рис. 17.24. Кинематическая схема грузовой лебедки, изображенной на рис. 17.16 (обозначения соответствуют рис. 17.16, здесь 16 – втулочная муфта)
Характерные отказы аксиально-поршневых моторов распределяются по частоте их проявления следующим образом:
Износ поршней и блока цилиндров, что связано со значительным загрязнением рабочей жидкости;
Поломка корпуса;
Выход из строя уплотнений;
Разрушение и износ подшипников качения;
Обрыв шатунов поршней, вследствие чего происходит скачкообразное изменение скорости вращения и вращающего момента, наблюдается движение рывками;
Разрушение блока цилиндров.
