Объемные гидравлические двигатели

В гидро двигателе 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 гидро двигателей выделяют две большие группы: гидро цилиндры (см. рис. 1.2,а) и гидро моторы (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 одно стороннего действия; б – поршневого дву стороннего 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).

ГЦ различаются 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 ГЦ делятся на одноступенчатые и телескопические (многоступенчатые).

Одноступенчатые ГЦ показаны на рис. 2.5,а-г.

Телескопические ГЦ представляют 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 – штоковой полостью.

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.