Объемные гидравлические двигатели

В гидродвигателе происходит преобразование энергии потока жидкости в механическую работу. К нему подводится жидкость под давлением, а на выходе имеет место возвратно-поступательное или вращательное движение выходного звена. По характеру движения выходного звена из объемных гидродвигателей выделяют две большие группы: гидроцилиндры (см. рис. 1.2,а) и гидромоторы (см. рис. 1.2,в).

Гидроцилиндры

ГЦ (гидравлическим цилиндром) называется объемный гидродвигатель с возвратно-поступательным движением выходного звена (см. рис. 1.2,а).

ГЦ широко применяются в СДМ (строительных и дорожных машинах), землеройных, подъемно-транспортных машинах, автомобилях, в технологическом оборудовании – металлорежущих станках, кукзнечно-прессовых машинах, в качестве исполнительных механизмов различных машин. По конструкции и принципу действия ГЦ(см. рис. 2.5) очень разнообразны и классифицируются в соответствии с ГОСТ 17752-81.

Рис. 2.5. Схемы гидроцилиндров

и их условные графические обозначения:

а – поршневого одностороннего действия; б – поршневого двустороннего действия; в – поршневого двустороннего действия с двусторонним штоком; г – плунжерного; д– телескопического

По направлению действия РЖ все ГЦ подразделяют на две группы: одностороннего и двустороннего действия.

На рабочий орган ГЦ одностороннего действия РЖ может оказывать давление только с одной стороны (см. рис. 2.5,а,г,д). В этих ГЦ движение поршня в одну сторону обеспечиваются за счет РЖ, подводимой в полость, а обратное перемещение – другим способом – за счет пружины или веса груза при вертикальном перемещении поршня.

Перемещение рабочего органа ГЦ двустороннего действия в обоих направлениях обеспечивается за счет РЖ. В таких ГЦ РЖ подводится как в левую полость, так и в правую (см. рис. 2.5,б).

ГЦразличаются также по конструкции рабочего органа. Наибольшее распространение получили ГЦ с рабочим органом в виде поршня или плунжера, причем поршни могут быть выполнены с односторонним (см.рис. 2.5,а,б) или двусторонним штоком (см.рис. 2.5,в).

Плунжерные ГЦ могут быть только одностороннего действия и с односторонним штоком (см. рис. 2.5,г).

По характеру хода выходного звена ГЦделятся на одноступенчатые и телескопические (многоступенчатые).

Одноступенчатые ГЦпоказаны на рис.2.5,а-г.

Телескопические ГЦпредставляют собой несколько вставленных друг в друга поршней (см. рис. 2.5, д).

Полный КПД ГЦ определяется в первую очередь механическим КПД, который для большинства конструкций составляет 0,85-0,95. Гидравлические потери в ГЦ практически отсутствуют, и гидравлический КПД η_г=1.

Объемные потери могут быть в зазоре между поршнем и цилиндром. Однако при уплотнении этого места резиновыми кольцами или манжетами они малы. Тогда объемный КПД также можно считать равным единице (η_о=1) /8/.

Конструкция одноштокового ГЦ показана на рис. 2.6. (см. рис. 2.5,б).

Гильза цилиндра 3 с передней 5 и задней 1 крышками, обычно стягиваемыми между собой с помощью шпилек и гаек, образуют замкнутое рабочее пространство, разделенное перегородкой в виде поршня 4 на две рабочие камеры (полости) А и Б. Полость А называется поршневой или бесштоковой, полость Б – штоковойполостью.

Поршень 4 жестко соединен со штоком 7, который проходит наружу через переднюю крышку 5 и передает усилие и поступательное перемещение узлам станка, механизма и т.д. Шток обычно является выходным звеном ГЦ. Направляющая втулка 9 служит для более точного направления штока 7.

Рис. 2.6. Одноштоковый гидроцилиндр:

1– задняя крышка, 2– уплотнительное кольцо, 3– гильза цилиндра, 4– поршень, 5– передняя крышка, 6– фланец, 7– шток, 8– манжета, 9– направляющая втулка, 10– поршневое кольцо, 11– гайка.

Для обеспечения герметичности ГЦ используются уплотнения в виде уплотнительных колец 2 между гильзой 3 и крышками 1 и 5, манжет 8 на штоке 7. Манжеты U-образные и шевронные, их изготовляют из резины или прорезиненной ткани методом спекания, реже из кожи.

Рабочие полости А и Б разделяются поршневыми разрезными кольцами 10 на поршне 4. Как правило, кольца изготовлены из чугуна, обеспечивают надежное уплотнение и долговечны, срок их службы – 8-10 лет.