Поворотные гидроцилиндры

Для возвратно-поворотных движений приводимых узлов на угол, меньший 360, применяют поворотные гидроцилиндры (рис.2.7.), которые представляют собой объемный гидродвигатель с возвратно-поворотным движением выходного звена.

Рис.2.7. Поворотный однолопастной гидроцилиндр: а - схема; б - общий вид

Поворотный гидроцилиндр состоит из корпуса 1, и поворотного ротора, представляющего собой втулку 2, несущую пластину (лопасть) 3. Кольцевая полость между внутренней поверхностью цилиндра и ротором разделена уплотнительной перемычкой 4 с пружинящим поджимом к ротору уплотнительного элемента 5.

При подводе жидкости под давлением в верхний канал (см. рис.2.7, а) пластина 3 с втулкой 2 будет поворачиваться по часовой стрелке. Угол поворота вала цилиндра с одной рабочей пластиной обычно не превышает 270…280.

Расчетный крутящий момент на валу рассматриваемого гидроцилиндра с одной пластиной равен произведению силы на плечо приложения этой силы (расстояние от оси вращения до центра давления рабочей площади пластины)

Усилие определяется произведением действующего на лопасть перепада давлений на рабочую площадь пластины

Из рис. 2.7а видно, что рабочая площадь пластины

где – ширина пластины.

Плечо приложения силы

В соответствии с этим расчетный крутящий момент

Угловая скорость ω вращения вала

Фактические момент и угловая скорость будут меньше расчетных в связи с наличием потерь трения и утечек жидкости, характеризуемых механическим и объемным КПД гидроцилиндра:

Применяются также и многопластинчатые поворотные гидроцилиндры (рис.2.8), которые позволяют увеличить крутящий момент, однако угол поворота при этом уменьшится. Момент и угловая скорость многопластинчатого гидроцилиндра:

где z - число пластин.

Рис.2.8. Поворотные гидроцилиндры: а - двухлопастной; б - трехлопастной

Для преобразования прямолинейного движения выходного звена гидроцилиндра 1 в поворотное исполнительного механизма 2 применяют речно-шестеренные механизмы (рис.2.9). Без учета сил трения крутящий момент на валу исполнительного механизма равен

а угловая скорость вращения

где – диаметр делительной окружности шестерни.

Рис.2.9. Речно-шестеренный механизм 2.10. Условное обозначение поворотного гидроцилиндра