Гідромотор

Умовне графічне позначення реверсивного нерегульованого гідромотора

Гідромотор (пневмомотор) — об'ємний гідродвигун (пневмодвигун) з необмеженим обертальним рухом вихідної ланки.

Конструкція і принцип роботи

Конструкції гідромоторів аналогічні конструкціям відповідних насосів. Деякі конструктивні відмінності пов'язані із зворотним потоком потужності через гідромашину, що працює в режимі гідромотора. На відміну від насосів, в гідромоторі на вхід подається робоча рідина під тиском, а на виході знімається з валу крутний момент.

Найбільшого поширення набули шестеренні, пластинчасті, аксіально-поршневі і радіально-поршневі гідромотори.

Управління рухом валу гідромотора здійснюється з допомогою гідророзподільника, або за допомогою засобів регулювання гідроприводу.

Область застосування

Аксіально-плунжерні гідромотори використовуються у тих випадках, коли необхідно отримати високі швидкості обертання вала, а радіально-плунжерні - коли необхідні невеликі швидкості обертання при великому створюваному моменті обертання. Наприклад, поворот вежі деяких автомобільних кранів здійснюють радіально-плунжерні гідромотори. У верстатних гідроприводах широко поширені пластинчасті гідромотори. Шестеренчасті гідромотори використовуються у нескладних гідросистемах з невисокими вимогами до нерівномірності обертання вала гідромотора.

Гідромотори широко застосовувалися в авіації розробки СРСР, у вигляді двоканальних гідроприводів закрилків та перекладки крила, а також ряді допоміжних систем, зважаючи на їх невеликі габарити і великі потужності.

Класифікація гідромоторів

Гідромотори поділяють на:

- Аксіально-поршневі. Застосовуються для відкритих та закритих схем. Гідромотор в закритих схемах необхідний для забезпечення роботи об'ємних гідроприводів, він оснащений похилим блоком циліндрів. На відміну від моторів з відкритою схемою, вони менш чутливі до змін навантажень. Крім того, при їх застосуванні менше забруднюється робоча рідина.

- Шестерні. Незамінні там, де не потрібно особливої точності рухів. Шестерні гідромотори невибагливі і надійні. Саме завдяки цим якостям вони отримали широке застосування у сільськогосподарській техніці, та й на лебідках в основному використовуються гідромотори шестеренного типу. Саме такий гідромотор забезпечує циркуляцію масла по двигуну. Це найбільш поширений вид гідравлічного обладнання.

- Радіально-поршневі гідромотори. Відрізняються від інших тим, що вони можуть служити електромагнітним, стежучим, ручним, гідравлічним регулятором тиску рідини. Такий гідромотор підходить для гідросистеми пресів, доменного виробництва, а також для гірничо-металургійної промисловості.

- Пластинчасті. Відрізняються простотою використання і компактними розмірами. У машинах з такими моторами робоча камера представлена статором, ротором, торцевим розподільним диском, з двома з'єднаними витискувачами-пластинами (так званими лопатками або лопатями).

- Героторні мотори - це різновид гідравлічних моторів, які повільно обертаються, забезпечуючи при цьому високий крутний момент. Основна функція шестерні, якою обладнаний гідравлічний мотор - перетворення обертального руху, зміна його швидкості, напрямку й крутного моменту або ж навіть перетворення енергії рідини у поступальний рух.

• 

  Нерегульований аксіально-поршневий гідромотор, з похилим блоком циліндрів

• 

  Шестеренний гідромотор

• 

  Радіально-поршневий гідромотор

• 

  Пластинчастий гідромотор

• 

  Героторний гідромотор

При використанні будь-якого гідромотора необхідно стежити за температурою рідини у вузлі і температурою мотора, тиском, наявністю сторонніх шумів, герметичністю. Для запобігання різним несправностям необхідна регулярна перевірка мотору. Крім того, слід враховувати специфікацію конкретного мотору і дотримуватися вимог щодо його використання. Особливо увагу варто, також, приділити рідині, що заливається в нього.

Гідромотори підбираються за такими параметрами: робочий об'єм, номінальна витрата масла, тиск на вході, частота обертання вала, крутний момент та повний ККД. Як і для насосів, у гідравлічних моторів є безліч різних конструктивних принципів і систем. Якщо жодна з систем не може оптимально задовольнити усім вимогам, що ставляться, у кожному конкретному випадку повинен бути відібраний найбільш відповідний гідромотор.

Частота обертання (число обертів за хвилину).

Небагато з гідромоторів можуть успішно застосовуватися одночасно у діапазоні дуже малих частот обертання і при частотах обертання понад 1000 хв-1. У зв'язку з цим гідромотори поділяються на швидкохідні (n = 500...10000 хв-1) і тихохідні (п = 0,5..1000 хв-1).

Крутний момент

Крутний момент що, розвивається гідромотором, залежить від його робочого об'єму і перепаду тиску у порожнинах. Тихохідні гідромотори вже при невеликих частотах обертання розвивають великі крутні моменти.

Потужність, що розвивається

Потужність, що розвивається гідромотором, залежить від робочого об'єму і перепаду тиску, вона прямо пропорційна частоті обертання. Таким чином, швидкохідні гідромотори добре підходять для потужних гідроприводів.

Переваги

Гідромотори застосовуються в техніці значно рідше електромоторів, проте в ряді випадків вони мають суттєві переваги перед останніми. Гідромотори менше в середньому в 3 рази за розмірами і в 15 разів по масі, ніж електромотори відповідної потужності. Діапазон регулювання частоти обертання гідромотора істотно ширше: наприклад, він може становити від 2500 об / хв до 30-40 об / хв, а в деяких випадках, у гідромоторів спеціального виконання, доходить до 1-4 об / хв і менше. Час запуску і розгону гідромотора складає долі секунди, що для електромоторів великої потужності (декілька кіловат) недосяжно. Для гідромотора не становлять небезпеки часті включення-виключення, зупинки і реверс. Закон руху вала гідромотора може легко змінюватися шляхом використання засобів регулювання гідроприводу.

Недоліки

Однак гідромотори володіють тими ж недоліками, які притаманні гідроприводу:

• витоки робочої рідини через ущільнення і зазори, особливо при високих значеннях тиску в гідросистемі, що вимагає високої точності виготовлення деталей гідроустаткування;
• нагрівання робочої рідини при роботі, що призводить до зменшення в'язкості робочої рідини і збільшення витоків, тому в ряді випадків необхідне застосування спеціальних охолоджувальних пристроїв і засобів теплового захисту;
• нижчий ККД ніж у співставних механічних передач;
• необхідність забезпечення в процесі експлуатації чистоти робочої рідини, оскільки наявність великої кількості абразивних часток в робочої рідини призводить до швидкого зносу деталей гідроустаткування, збільшенню зазорів і витоків через них, і, як наслідок, до зниження об'ємного ККД;
• необхідність захисту гідросистеми від проникнення в неї повітря, наявність якого призводить до нестабільної роботи гідроприводу, великим гідравлічним втратам і нагріванню робочої рідини;
• пожежонебезпека в разі застосування горючих робочих рідин, що накладає обмеження, наприклад, на застосування гідроприводу в гарячих цехах;
• залежність в'язкості робочої рідини, а значить і робочих параметрів гідроприводу, від температури навколишнього середовища;
• у порівнянні з пневмо- і електроприводом — неможливість ефективної передачі гідравлічної енергії на великі відстані внаслідок великих втрат напору в гідролініях на одиницю довжини.

Література

• Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
• Гідроприводи та гідропневмоавтоматика: Підручник /В. О. Федорець, М. Н. Педченко, В. Б. Струтинський та ін. За ред. В. О. Федорця. — К.: Вища школа,— 1995.- 463 с.
• Свешников В. К., Усов А. А. Станочные гидроприводы: Справочник. — М.: Машиностроение, 1982. — 464 с.
• Схиртладзе А. Г., Иванов В. И., Кареев В. Н. Гидравлические и пневматические системы. — Издание 2-е, дополненное. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2003 г. — 544 с.