موتور هیدرولیک: دستگاه، هدف، اصل کار

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

مکانیسم های هیدرولیک از زمان های بسیار قدیم برای حل مسائل مختلف اقتصادی و مهندسی مورد استفاده بشر بوده است. امروزه استفاده از انرژی جریان سیال و فشار مطرح است. دستگاه استاندارد موتور هیدرولیک برای تبدیل انرژی تبدیل شده به نیرویی که بر روی لینک کار وارد می شود محاسبه می شود. خود طرح سازماندهی این فرآیند و تفاوت های ظریف فنی و ساختاری اجرای واحد دارای تفاوت های زیادی با موتورهای الکتریکی معمولی است که در مزایا و معایب سیستم های هیدرولیک منعکس می شود.

دستگاه مکانیزم

طراحی موتور هیدرولیک بر اساس محفظه، واحدهای عملکردی و کانال های حرکت جریان سیال است. محفظه معمولاً روی پایه های نگهدارنده نصب می شود یا از طریق دستگاه های قفل با قابلیت چرخش ثابت می شود. عنصر اصلی کار بلوک سیلندر است که در آنگروهی از پیستون ها قرار داده شده و حرکات رفت و برگشتی انجام می دهند. برای اطمینان از پایداری این واحد، دستگاه موتور هیدرولیک با یک سیستم فشار ثابت به دیسک توزیع ارائه می شود. این عملکرد توسط یک فنر با فشار موثر از محیط کار انجام می شود. شفت کاری که موتور هیدرولیک را با کنترل خروجی متصل می کند به صورت یک مجموعه اسپلینت یا کلید دار اجرا می شود. شیرهای ضد حفره و ایمنی را می توان به عنوان لوازم جانبی به شفت متصل کرد. یک کانال جداگانه با یک دریچه تخلیه مایع را فراهم می کند و در سیستم های بسته مدارهای خاصی برای شستشو و تبادل رسانه های کاری ارائه می شود.

اصل موتور هیدرولیک

وظیفه اصلی واحد اطمینان از فرآیند تبدیل انرژی سیال در گردش به انرژی مکانیکی است که به نوبه خود از طریق شفت به دستگاه های اجرایی منتقل می شود. در مرحله اول کارکرد موتور هیدرولیک، سیال وارد شیار سیستم توزیع می شود و از آنجا به محفظه های بلوک سیلندر می رود. با پر شدن محفظه ها، فشار روی پیستون ها افزایش می یابد و در نتیجه گشتاور ایجاد می شود. بسته به دستگاه خاص موتور هیدرولیک، اصل عملکرد سیستم در مرحله تبدیل نیروی فشار به انرژی مکانیکی ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، گشتاور در مکانیسم های محوری به دلیل عملکرد سرهای کروی و یاتاقان های هیدرواستاتیکی بر روی یاتاقان های رانش ایجاد می شود که از طریق آن عملکرد بلوک سیلندر آغاز می شود. در مرحله پایانی به پایان می رسدچرخه تزریق و جابجایی محیط مایع از گروه استوانه ای، که پس از آن پیستون ها شروع به عمل معکوس می کنند.

اتصال لوله کشی به موتور هیدرولیک

حداقل، دستگاه اصلی مکانیسم باید امکان اتصال به خطوط تغذیه و تخلیه را فراهم کند. تفاوت در نحوه اجرای این زیرساخت تا حد زیادی به تکنیک های تنظیم سوپاپ بستگی دارد. به عنوان مثال، دستگاه موتور هیدرولیک بیل مکانیکی EO-3324 امکان تقسیم جریان ها را با شیر شنت فراهم می کند. برای کنترل قرقره‌های سوپاپ، از یک سیستم کنترل سروو با منبع تغذیه باتری پنوماتیک استفاده می‌شود.

در مدارهای معمولی از یک خط هیدرولیک تخلیه استفاده می شود که فشار در آن از طریق شیر سرریز تنظیم می شود. یک قرقره توزیع (که به آن تمیزکننده و فلاشینگ نیز می‌گویند) با شیر سرریز در درایوهای هیدرولیک با جریان‌های بسته برای تبادل سیالات کاری در مدار استفاده می‌شود. یک مبدل حرارتی ویژه و یک مخزن خنک کننده می تواند به عنوان افزودنی برای تنظیم رژیم دمای محیط مایع در حین کارکرد موتور هیدرولیک استفاده شود. دستگاه مکانیزم با تنظیم طبیعی بر تزریق مداوم مایع در فشار کم تمرکز دارد. تفاوت فشار در خطوط کار سیستم توزیع هیدرولیک باعث می شود قرقره کنترل به موقعیتی حرکت کند که مدار فشار پایین از طریق شیر سرریز با مخزن هیدرولیک ارتباط برقرار کند.

موتورهای هیدرولیک دنده ای

چنینموتورها شباهت زیادی با واحدهای پمپ دنده ای دارند، اما در شکل حذف سیال از ناحیه یاتاقان تفاوت دارند. هنگامی که محیط کار وارد موتور هیدرولیک می شود، تعامل با چرخ دنده شروع می شود که باعث ایجاد گشتاور می شود. طراحی ساده و هزینه کم اجرای فنی باعث محبوبیت چنین دستگاه موتور هیدرولیک شده است، اگرچه عملکرد پایین (بازده مرتبه 0.9) اجازه نمی دهد که در کارهای حیاتی منبع تغذیه استفاده شود. این مکانیسم اغلب در مدارهای کنترل اتصال، در سیستم‌های محرک ماشین ابزار و در ارائه عملکرد بدنه‌های کمکی ماشین‌های مختلف، که در آن سرعت نامی چرخش کاری در 10000 دور در دقیقه است، استفاده می‌شود.

موتورهای هیدرولیک ژروتور

نسخه اصلاح شده مکانیزم های دنده ای که تفاوت آن در امکان به دست آوردن گشتاور بالا با ابعاد کوچک سازه است. محیط مایع از طریق یک توزیع کننده خاص سرویس می شود که در نتیجه روتور دندانه دار به حرکت در می آید. دومی روی یک غلتک کار می کند و شروع به حرکت سیاره ای می کند که مشخصات موتور هیدرولیک ژروتور، دستگاه، اصل عملکرد و هدف این واحد را تعیین می کند. دامنه آن با مصرف انرژی بالا در شرایط عملیاتی در فشار حدود 250 بار تعیین می شود. این پیکربندی بهینه برای ماشین‌های بارگذاری شده با سرعت کم است که همچنین الزاماتی را بر مهندسی قدرت از نظر فشرده‌سازی و بهینه‌سازی طراحی در آن تحمیل می‌کند.به طور کلی.

موتورهای پیستونی محوری

یکی از انواع ماشین هیدرولیک پیستون دوار، که اغلب برای قرارگیری محوری سیلندرها فراهم می کند. بسته به پیکربندی، آنها می توانند در اطراف، موازی یا با شیب کمی نسبت به محور چرخش واحد گروه پیستون قرار گیرند. دستگاه موتور هیدرولیک پیستون محوری احتمال ضربه معکوس را در نظر می گیرد، بنابراین، در طرح بندی با واحدهای سرویس دهی شده، لازم است یک خط تخلیه جداگانه وصل شود. در مورد تجهیزات مورد نظر که چنین موتورهایی را کار می کنند، شامل درایوهای ماشین هیدرولیک، پرس های هیدرولیک، واحدهای کاری متحرک و تجهیزات مختلفی است که با گشتاور تا 6000 نیوتن متر در فشار بالای 400-450 بار کار می کنند. حجم محیط سرویس‌دهی شده در چنین سیستم‌هایی می‌تواند هم ثابت و هم قابل تنظیم باشد.

موتورهای پیستونی شعاعی

انعطاف پذیرترین و متعادل ترین طراحی موتور هیدرولیک از نظر کنترل گشتاور بالا. مکانیزم های پیستونی شعاعی با عملکرد تک و چندگانه در دسترس هستند. اولی در خطوط پیچ برای حرکت مایعات و تعلیق شل و همچنین در واحدهای چرخشی نوار نقاله های تولید استفاده می شود. دستگاه پیستون شعاعی و اصل عملکرد یک موتور هیدرولیک تک اثر را می توان در چرخه عملکردی زیر منعکس کرد: تحت فشار بالا، محفظه های کار شروع به عمل بر روی مشت محرک می کنند، بنابراین چرخش شفت شروع می شود.انتقال تلاش به پیوند اجرایی یک عنصر ساختاری اجباری توزیع کننده تخلیه و تامین مایع همراه با محفظه های کار است. سیستم‌های عمل چندگانه فقط با مکانیک پیچیده‌تر و توسعه‌یافته‌تر تعامل محفظه‌ها با شفت و کانال‌هایی برای توزیع مایع متمایز می‌شوند. در این مورد، یک هماهنگی تقسیم شده واضح در عملکرد سیستم توزیع برای بلوک های سیلندر جداگانه وجود دارد. تنظیم فردی مدارها را می توان هم در ساده ترین دستورات برای روشن/خاموش کردن شیرها و هم در تغییر نقطه ای در پارامترهای فشار و حجم محیط پمپاژ شده بیان کرد.

موتور هیدرولیک خطی

گونه ای از موتور هیدرولیک با جابجایی مثبت که فقط حرکات ورودی را ایجاد می کند. چنین مکانیزم‌هایی اغلب در ماشین‌های خودکششی متحرک استفاده می‌شوند - به عنوان مثال، در یک کمباین، یک موتور هیدرولیک به دلیل انرژی موتور احتراق داخلی، عملکرد واحدهای اجرایی را پشتیبانی می‌کند. از شفت خروجی اصلی نیروگاه، انرژی به شفت واحد هیدرولیک هدایت می شود که به نوبه خود انرژی مکانیکی را در اختیار اندام ها برای برداشت دانه قرار می دهد. به طور خاص، موتور هیدرولیک خطی قادر است نیروهای کششی و فشاری را در محدوده وسیعی از فشارها و مناطق کاری ایجاد کند.

نتیجه گیری

ماشین های قدرت هیدرولیک دارای نکات مثبت زیادی در عملکرد هستند که بسته به طراحی خاص واحد خود را به روش های مختلفی نشان می دهند. بنابراین اگردستگاه ژروتور موتور هیدرولیک ساده است و نیازی به هزینه های تعمیر و نگهداری جدی ندارد، بنابراین طرح های محوری و شعاعی در نسخه های جدید بیشتر برای دستیابی به گشتاورهای بالا و حفظ نشانگرهای قدرت مناسب طراحی شده اند، اما هزینه نگهداری آنها بیشتر است. برای تعدادی از شاخص های جهانی، مزایای کلی ماشین های هیدرولیک نسبت به دستگاه های باتری، برق و دیزل وجود دارد، اما آنها همچنین دارای نقاط ضعفی هستند که در راندمان نسبتا کم و وابستگی به عوامل غیرمستقیم فرآیند کار بیان می شود. این مربوط به حساسیت هیدرولیک به تغییرات دما، ویسکوزیته محیط کار، آلودگی و غیره است.