Гидравлические двигатели являются частью гидростатических систем передачи энергии. Их назначение — преобразовывать гидравлическую энергию в механическую. В зависимости от конкретных областей применения эти двигатели оказываются более эффективными, подходящими и экономичными по сравнению со своими электрическими или пневматическими аналогами.
Общая конструкция гидравлических двигателей довольно проста и несложна
Гидравлические двигатели используют давление жидкости для управления механическими нагрузками. Гидравлический двигатель не может функционировать как изолированный блок, как это делает электродвигатель.
Он должен быть частью гидравлического контура, который включает гидравлический насос вместе с другими гидравлическими устройствами, такими как клапаны, фильтры, шланги высокого давления, металлические трубки, резервуар для гидравлической жидкости и т.д.
Насос забирает гидравлическую жидкость из резервуара и подает ее под давлением в гидравлический двигатель, механически связанный с рабочей нагрузкой. Насос получает механическую энергию для своей работы через первичный двигатель, который является либо двигателем внутреннего сгорания, либо электродвигателем.
После прохождения через гидромотор гидравлическая жидкость возвращается в резервуар, фильтруется и используется повторно по мере необходимости. Гидравлические двигатели — это гидравлические силовые приводы, способные обеспечивать линейное или вращательное движение в зависимости от их конструкции.
Они быстро становятся популярными для различных технических применений. Благодаря присущим им преимуществам их предпочитают для замены электродвигателей или систем, включающих сложные механические соединения, а также для новых применений.
Там, где электродвигатели могут выдавать только вращательную мощность и должны иметь размеры, соответствующие применяемой нагрузке, гидравлические двигатели имеют гораздо меньшие размеры даже при больших нагрузках. В тяжелой электромеханической системе большой электродвигатель должен быть расположен непосредственно на оси движения, что не всегда возможно. Для этого также потребуется непрерывная подача электроэнергии, обычно от внешнего источника.
Для того же применения относительно небольшой гидравлический двигатель может быть легко установлен и соединен с насосом, расположенным удаленно внутри системы, с помощью гибких шлангов высокого давления, которые можно удобно прокладывать даже при неблагоприятных поворотах и изгибах.
Типы гидравлических двигателей
Гидравлические двигатели
Гидравлические двигатели, обеспечивающие вращательную мощность, в основном бывают двух типов и классифицируются по крутящему моменту и частоте вращения. Один из них называется HSLT или высокоскоростным двигателем с низким крутящим моментом, а другой — LSHT или низкоскоростным двигателем с высоким крутящим моментом.
Двигатель LSHT может иметь диапазон оборотов от 0,1 до 1000 оборотов в минуту, тогда как скорость двигателя HSLT может варьироваться от 1000 до 5000 оборотов в минуту.
Преимущество в размерах можно оценить по тому факту, что размер гидравлического двигателя мощностью 5 л.с. будет примерно таким же, как у банки пива объемом 350 мл. Кроме того, будет очень низкий уровень шума и вибрации и гораздо более высокая эффективность. Гидравлические двигатели HSLT и LSHT доступны в разных типах.
Три типа, которые находят широкое применение, — это поршневые, шестеренные и лопастные гидравлические двигатели. Поршневые двигатели, которые используют возвратно-поступательные поршни для передачи энергии рабочей нагрузке, в основном бывают двух типов.
a. Аксиально-поршневые двигатели
b. Радиально-поршневые двигатели
Аксиально-поршневой двигатель имеет «наклонную пластину» и имеет ряд цилиндров, расположенных по кругу (360 градусов) параллельно друг другу. Каждый цилиндр имеет поршень, который совершает возвратно-поступательное движение, при этом один конец поршня упирается в эксцентриковую перекосную пластину, расположенную на одном конце блока цилиндров. Существует механическое устройство, посредством которого эксцентриковая пластина соединена с выходным валом, который выровнен по оси с цилиндрами. Во время работы двигателя цилиндры заполняются гидравлической жидкостью высокого давления в определенной последовательности, заставляя поршни двигаться наружу и последовательно давить на перекосную пластину, заставляя ее вращаться. При обратном ходе поршня жидкость под низким давлением отводится обратно в резервуар. Эта операция придает вращательное движение выходному валу, один конец которого соединен с перекосной пластиной, а другой — с рабочей нагрузкой. Это конструкция, которая рассчитана на очень компактный цилиндрический гидравлический двигатель. Большинство осевых гидравлических двигателей являются HSLT.
Радиально-поршневой гидромотор имеет ряд цилиндров, расположенных подобно автомобильному двигателю, с рядом поршней, вращающихся на кулачках вдоль распределительного вала, который прикреплен к выходному валу. Возвратно-поступательное движение поршней приводит во вращательное движение распределительный/выходной вал, на который подается мощность. В другом варианте цилиндры расположены радиально, как у авиационного двигателя, при этом поршни движутся внутрь, чтобы давить на кулачок, расположенный в центре, заставляя его вращаться. Кулачок механически связан с выходным валом/рабочей нагрузкой. Еще один тип радиально-поршневого гидравлического двигателя с цилиндрами, расположенными радиально, как у авиационного двигателя, имеет поршни, движущиеся наружу, чтобы давить на кулачки в корпусе, который окружает двигатель. Это заставляет корпус вращаться. Вращающийся корпус подключен к источнику питания. Эти двигатели обычно используются в качестве колесных двигателей и для других подходящих применений, таких как вилочные погрузчики и т.д.
Гидравлические двигатели с зубчатым приводом могут быть классифицированы как двигатели с внутренним редуктором или гератором, а также двигатели с внешним редуктором. Гераторные двигатели работают очень тихо и предназначены для передачи вращательной мощности через выходной вал, соединенный с ротором, движущимся внутри внешнего статора. Подача гидравлической жидкости под давлением приводит к эксцентричному перемещению ротора по внутренней периферии статора. Внешний редукторный гидромотор имеет набор зацепляющихся шестерен, заключенных в герметичный корпус, имеющий каналы подачи и возврата гидравлической жидкости. Гидравлическая жидкость под давлением, поступающая в корпус, воздействует на зубья шестерни и заставляет шестерни вращаться. Вращательное движение шестерен передается рабочей нагрузке через выходной вал, соединенный с вращающимися шестернями и проходящий через корпус двигателя.
Гидравлические двигатели лопастного типа имеют подвижные лопасти, соединенные с расположенным в центре выходным валом. Вся конструкция заключена в корпус / корпус, в который поступает гидравлическая жидкость под давлением от насоса. Эта жидкость воздействует на лопасти, заставляя их двигаться подобно лопастям вентилятора. Это действие приводит к вращению выходного вала, на который подается питание.
Гидравлические двигатели или гидромотор ВЛГ400 в основном используются в строительной и сельскохозяйственной технике. Их часто можно увидеть в тяжелом землеройном оборудовании, таком как экскаваторы, салазки, вилочные погрузчики, тяжелые самосвалы, бульдозеры и т.д. где гидравлические цилиндры выдвигаются и втягиваются как жизненно важные рабочие части, в то время как машина выполняет различные работы. Эти цилиндры представляют собой гидравлические двигатели, передающие линейную мощность.