Гидромоторы

В станочных гидроприводах применяют преимущественно нерегулируемые аксиально-поршневые гидромоторы, которые в ряде слу­чаев имеют существенные преимущества перед электромоторами. Гидромоторы в среднем в 6 раз меньше по занимаемому объему и в 4-5 раз по массе. При наибольшей частоте вращения 2500 мин ^-1 наименьшее ее значение может со­ставлять 20...30 мин ^-1, а у гидромоторов спе­циального исполнения -до 1...4 мин ^-1 и мень­ше, причем легко осуществимо плавное регу­лирование во всем диапазоне частот. Время разгона и торможения вала гидромотора не превышает обычно нескольких сотых долей секунды; возможны режимы частых включе­ний и выключений, реверсов, изменения часто­ты вращения. Крутящий момент гидромотора легко регулируется изменением перепада давлений в его камерах. При подходе рабочего ор­гана к упору вращение гидромотора останав­ливается, а развиваемый им крутящий момент остается неизменным. Закон разгона и тормо­жения приводимого гидромотором рабочего органа может легко изменяться в зависимости от профиля кулачка, установленного на рабо­чем органе и воздействующего на дроссель ре­гулирования частоты вращения гидромотора.

Основные расчетные зависимости приве­дены в гл. 10 [см. уравнения (10.12)—(10.19)].

Аксиально-поршневые гидромоторы типа Г15-2*Рпо ТУ2-053-1771-86 ОАО «Гидраулинес паварос» (г. Шилуте, Литва) (рис 3.6, а) состоят из следующих основных деталей и уз­лов: ротора 10 с семью поршнями 17, барабана 7 с толкателями 19, радиально-упорного под­шипника 6, вала 1, опирающегося на подшип­ники 5 и 16, опорно-распределительного диска 13, корпусов 4 и 9, фланца 3 с манжетой 2,

пружин 11 и торцовой шпонки 8. Масло под­водится к гидромотору и отводится от него че­рез два отверстия 15, расположенные в диске 13, причем каждое из отверстий связано с по­лукольцевым пазом 14, выполненным на рабо­чей поверхности диска. Утечки из корпуса от­водятся через дренажное отверстие 12. На тор­це ротора, взаимодействующем с диском 13, выполнены отверстия, выходящие в каждую из рабочих камер. При вращении ротора указан­ные отверстия соединяются с одним из пазов 14. При работе гидромотора масло из напор­ной линии через отверстие 75 и один из пазов 14 поступает в рабочие камеры, расположенные по одну сторону от оси Б-Б. Осевая сила, раз­виваемая поршнями, через толкатели 19 пере­дается на подшипник 6. Поскольку последний расположен наклонно, на толкателях возника­ют тангенциальные силы, заставляющие пово­рачиваться барабан 7, а вместе с ним вал 1 и ротор 10, связанные с барабаном шпонками 18 и 8. Одновременно поршни, расположенные по другую сторону от оси Б-Б, вдвигаются в ро­тор, вытесняя масло из соответствующих рабо­чих камер через полукольцевой паз и другое отверстие 75 в сливную линию, в которой дол­жен быть некоторый подпор для поджима тол­кателей к радиально-упорному подшипнику.

Рис. 3.6. Аксиально-поршневые гидромоторы Г15-2...Р (а), Г15-2...М (б) и Г15-4 (в)

Ротор прижимается к диску 13 пружина­ми 11 и давлением масла, действующим на дно рабочих камер. Конструкция ходовой части гидромотора обеспечивает возможность само­установки ротора относительно опорно-распределительного диска, что позволяет час­тично компенсировать износ трущихся по­верхностей и деформацию деталей под нагруз­кой, а также снизить требования к точности изготовления. Частота вращения гидромотора определяется количеством проходящего через него масла, направление вращения зависит от того, какое из отверстий 15 соединено с напор­ной линией, а крутящий момент примерно пропорционален разности давлений в подвод­ном и отводном отверстиях.

Гидромоторы типа Г15-2*Мпо ТУ2-053-1480-80 ОАО «Гидраулинес паварос» (г. Шилуте, Литва) дополнительно комплекту­ются регулятором, содержащим гильзу 22 (рис. 3.6, б), корпус 21, золотник 23, пружину 20 и крышку 26. Масло подводится к гидромо­тору через отверстия 27 и 28, а отверстия 24 и 25 соединяются с выходом и входом дросселя Др, установленного вне гидромотора и регули­рующего частоту его вращения. Золотник 23 неподвижен, когда выполняется условие

(P₁-P₂)A₃ = F,

где А₃- площадь торцовой поверхности золот­ника; р₁ и р₂- давления на входе и выходе из дросселя; F - усилие пружины 20.

Если перепад давлений на дросселе воз­растает, золотник 23 смещается влево и допол­нительно дросселирует потоки масла на входе и выходе из гидромотора; если перепад давле­ний сокращается, соответственно уменьшается дросселирование потоков масла. Таким обра­зом, регулятор автоматически поддерживает постоянным перепад давлений на дросселе, а следовательно, расход масла, поступающего в гидромотор, обеспечивая малую зависимость частоты вращения от нагрузки. Размещение регулятора непосредственно в корпусе гидромо­тора и одновременное дросселирование потоков масла на входе и выходе позволяют снизить наименьшую устойчивую частоту вращения.

Гидромоторы типа Г15-4по ТУ2.024-0224533-024-89 (рис. 3.6, в), выпускавшиеся ОАО «Гидраулинес паварос» (г. Шилуте, Лит­ва) для комплектации широкодиапазонных электрогидравлических шаговых приводов, дополнительно содержат фотоэлектрический преобразователь 33 типа ВЕ178А5 с количест­вом импульсов 2 на один оборот вала, равным 1000 или 2500, который через муфту 32 связан с валом гидромотора. Поскольку попадание масла в преобразователь 33 недопустимо (вы­зывает потерю информации), манжета 29 уси­лена каркасом 30, а внутренняя полость фланца 31 через отверстие L должна соединяться с ба­ком с помощью прозрачного трубопровода с постоянным уклоном в сторону бака.

Основные параметры гидромоторов при­ведены в табл. 3.10, размеры - в табл. 3.11.

Время реверса τ_рев гидромотора зависит от перепада давлений ∆р, частоты вращения п, приведенного к валу гидромотора момента инерции J_np и нагрузки. В табл. 3.12 приведены расчетные значения τ_рев при Др = 5 МПа, п = 1000 мин ^-1 и различных J_np (без статической нагрузки). При реверсе на других частотах вращения п₁ следует τ_рев умножить на отноше­ние n₁ /l 000, а при наличии нагрузки М на валу гидромотора - на отношение М_ном /(М_ном—М), где М_ном - номинальный крутящий момент.

Рис. 3.7. Зависимости полного КПД гидромоторов типа Г15-2...Р от частоты вращения и при перепаде давлений ∆р на гидромоторе.

3.10. Основные параметры гидромоторов Г15-2 и Г15-4

Примечания: 1. Максимальное давление в дренажной линии 0,05 МПа.

2. Допустимая частота реверсов 20 в мин.

3. Корректированный уровень звуковой мощности при номинальных параметрах не более 89 дБА.

4. Через 7500 ч работы допускается уменьшение полного КПД на 0,15.

5. При частоте вращения больше номинальной давление в сливной линии должно быть р_сл =р_{сл min} (n/960)².

6. Продолжительность работы гидромотора при максимальном давлении не должна превышать 0,5 % общей продолжительности работы.

7. При работе гидромоторов с частотой вращения больше номинальной перепад давлений должен быть уменьшен с таким расчетом, чтобы мощность не пре­вышала максимальную.

8.Для гидромоторов типа Г15-4 точность и повторяемость позиционирования ± 1 угловых дискреты; допустимый момент инерции нагрузки 0,005; 0,016 и
0,038 кгм² для типоразмеров соответственно Г15-42, Г15-43 и Г15-44.

3.11. Габаритные и присоединительные размеры (мм) гидромоторов Г15-2 и Г15-4

Гидромоторы Г15-2*Р и Г15-4 Только для Г15-Ч

Типоразмер

D (h6)

d (h6)

d1

d2

d3

d4

L

l

l1

l2

l3

l4

В

b

b1

b2 (h9)

h

Г15-21Р

K3/8"

K1/8"

M6

Г15-22Р

K1/2"

K1/4"

13,5

20,5

Г15-42

Г15-23Р

K3/4"

-

24,5

Г15-43

Г15-24Р

K1"

K3/8"

M10

-

Г15-44

Г15-25Р

K11/4"

-

25,5

Примечание. При подводе масла в отверстие 1 направление вращения правое (по часовой стрелке со стороны вала); при подводе в отверстие 2 - левое.

Гидромоторы Г15-2*М.

Продолжение табл. 3.11

Типоразмер

D (h6)

d (h6)

d1

d2

d3

L

l

l1

l2

l3

l4

В

b

b1(h9)

h

Г15-22М

К1/2"

К1/4"

20,5

Г15-23М

КЗ/4"

24,5

Г15-24М

Kl"

КЗ/8"

3.12. Время реверса гидромоторов Г15-2*Р

Типоразмер	τрев, С, при Jnp, КГ·М2
		0,001	0,01	0,05	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5
Г15-21Р	0,01	0,045	0,35	1,68	-	-	-	-	-	-
Г15-22Р	0,02	0,034	0,18	0,85	1,68	-	-	-	-	-
Г15-23Р	0,03	0,034	0,11	0,41	0,84	1,23	1,63	-	-	-
Г15-24Р	0,03	0,035	0,07	0,23	0,43	0,63	0,83	1,23	1,63	-
Г15-25Р	0,05	0,05	0,07	0,15	0,25	0,35	0,45	0,65	0,85	1,05

Рис. 3.8. Схема установки гидромотора типа Г15-2...М с дросселированием на выходе.

Пример использования гидромотора типа П5-2*Р для привода делительного механизма приведен на рис. 7.11. На рис. 3.8 показана схема установки гидромотора типа Г15-2*М с дросселированием на выходе. Масло поступает в гидромотор 1 через распределитель 2, а масло, сливающееся из гидромотора, проходит через дроссель 3, регулирующий частоту вращения.

Насос-моторы РМНА см. разд. 2.1.

Аксиально-поршневые гидромоторы 310ОАО «Пневмостроймашина» (рис. 3.9) со­стоят из размещенных в корпусе 8 приводного вала 1 на шариковых радиально-упорных или роликовых (показано внизу) подшипниках, пе­редней крышки 2, блока цилиндров 3 с порш­нями, распределителя 4 и задней крышки 5 (или 6 с наклонными присоединительными от­верстиями). Вал 1 выполняется шлицевым или шпоночным, а крышка 6 может разворачиваться, обеспечивая различные монтажные варианты (в варианте Б присоединительные трубопрово­ды параллельны оси вала 1, в вариантах А и Г расположены под углом 25°, а в варианте В -под углом 50°).

Рис. 3.9. Аксиально-поршневой гидромотор 310

Дренажное отверстие L служит для отвода утечек, причем форма дренажной линии при любом пространственном положе­нии гидромотора должна обеспечивать посто­янное заполнение внутренней полости рабочей жидкостью. Мощные подшипники вала спо­собны воспринимать повышенные радиальные и осевые нагрузки со стороны привода.

При работе гидромотора рабочая жид­кость из напорной линии гидросистемы через отверстие в крышке и паз распределителя по­ступает в блок цилиндров и действует на груп­пу поршней, расположенных спереди или сзади плоскости сечения. Поршни передают силу на сферические шарниры. Благодаря наклонному расположению осей вала и блока цилиндров, сила в шарнире раскладывается на осевую и тангенциальную составляющие, причем первая воспринимается подшипниками, а вторая соз­дает крутящий момент на валу гидромотора. Поскольку оставшиеся поршни через распре­делитель 4 одновременно соединены со слив­ной линией, вал гидромотора начинает вра­щаться с частотой, прямо пропорциональной количеству подводимой жидкости и обратно пропорциональной величине рабочего объема. Развиваемый крутящий момент пропорциона­лен перепаду давлений и рабочему объему. Основные параметры гидромоторов приведены в табл. 3.13, размеры - в табл. 3.14, шифр обо­значения - на рис. 3.10.