Гидромоторы

Большинство соответствующих видов гидромоторов и ротор­ных насосов имеет одинаковые устройства, вследствие чего эти машины могут классифицироваться по общим признакам: по устройству - поршневые, шиберные, шестеренные, коловратные, винтовые; по возможности изменять рабочий объем - нерегули­руемые и регулируемые; по возможности изменять направление вращения - нереверсивные и реверсивные; по числу циклов, совершаемых в каждой рабочей камере за один оборот вала - однократного и многократного действия. Внутри перечисленных групп существуют общие подгруппы. Так, поршневые моторы делятся на аксиально-поршневые и радиально-поршневые, а ши­берные - на пластинчатые и фигурношиберные¹.

Многие роторные насосы при бесклапанном распределении жидкости (см. §8.1) можно применять, не изменяя их, как гидро­моторы, что удобно при комплектации гидравлических систем и особенно в том случае, когда одна и та же гидромашина работает как в насосном, так и в двигательном режимах (в качестве насос-мотора).

Для такого универсального использования насосов и гидромоторов суще­ствует, однако, важное ограничение, обусловленное спецификой их действия. В насосе большие нагрузки на контактных поверхностях развиваются лишь после приведения их в действие,

^{_____________________}

¹Полная классификация гидромоторов даётся в приложении к ГОСТ 17752 – 72 «Объёмный гидропривод и пневмопривод».

а у двигателя максимальный крутящий момент и соответствующие давления и силы трения на опорных поверхностях возни­кают уже при пуске.

Для улучшения пусковых свойств гидромотора особенно важно заменять скольжение качением и сохранять смазочный слой на трущихся поверхностях при запуске. В частности, для использования шестеренного на­соса в качестве гидромотора необходимо уменьшить зазоры в подшипниках, обес­печивая этим радиальный зазор между шестернями и корпусом для предотвра­щения их касания при пуске под нагрузкой.

Принцип действия гидромотора любого вида аналогичен прин­ципу действия поворотного гидродвигателя (см. рис. 10.3, а). Под давлением жидкости на входное звено (поршень, пластину, зуб шестерни, винт или другой подвижной элемент) возникает усилие, тангенциальная составляющая Т которого создает мо­мент относительно оси вращения ротора. Вращающий момент от каждого входного звена зависит от положения последнего, поэтому и суммарный мгновенный момент всех тангенциальных сил пульсирует подобно суммарной подаче жидкости при работе той же машины в режиме насоса.

Выражение среднего значения вращающего момента можно получить в общем виде, пользуясь, например, схемами радиально-поршневого кулачкового гидромотора пятикратного действия (рис. 10.4, а)или аксиально-поршневого гидромотора с наклон­ным блоком (рис. 10.4, б).

Рис. 10.4. Поршневые гидромоторы [2]

За одну половину цикла в рабочей камере момент тангенциаль­ной силы Т положительный, а за вторую половину - отрицатель­ный. Поэтому так же, как в цилиндре возвратно-поступательного насоса, индикаторную работу в каждой камере гидромотора за один цикл можно представить как произведение среднеиндикаторного давления на рабочий объем камеры . В z камерах мотора i - кратного действия индикаторная работа за один оборот ротора равна или , где q - суммарный рабочий объем гидромотора.

С учётом момента сил трения M_T имеем равенство

. (10.3)

Введём понятие гидромеханического к. п. д.:

.

Выражение (10.3) примет следующий вид:

. (10.4)

Фактический расход жидкости в гидромоторе Q превышает геометрический qn вследствие объёмных потерь (перетеканий через зазоры). Объёмный КПД гидромотора

.

При заданном расходе жидкости частота вращения вала

. (10.5)

Полученные формулы показывают, что с увеличением рабочего объема за счет числа камер и кратности действия, во-первых, возрастает крутящий момент при том же давлении и, во-вторых, достигается снижение частоты вращения вала (при постоянном расходе жидкости).