Устройство основных типов гидромоторов

Роторно-поступательные гидромоторы

Гидромоторы аксиально-поршневые Г15−2. Н (рис. 1) состоят из следующих деталей и узлов: ротора 10 с поршнями 17, барабана 7 с толкателями 19, радиально-упорного шарикоподшипника 6, вала 1, оперяющегося на подшипники 5 и 16, опорно-распределительного диска 13, корпусов 4 и 9, фланце 3 с уплотнением 2, пружиной 11 и торцовой шпонки 8. Масло подводится к гидромотору и отводится от него через два отверстия 15, расположенные в опорно-распределительном диске 13, причем каждое из отверстий связано с соответствующим полукольцевым пазом 14, выполненным на рабочей поверхности диска.

Утечки масла из корпуса гидромотора отводятся через дренажное отверстие 12. Бронзовый ротор 10 гидромотора имеет семь рабочих камер в которых перемещаются поршни 17.

На торце ротора, взаимодействующем с диском 13, выполнены отверстия, выходящие в каждую из рабочих камер, причем при вращении ротора указанные отверстия соединяются с одним из полукольцевых пазов 14.

При работе гидромотора масло из напорной линии через одно из отверстий 15 поступает в полукольцевой паз 14 опорно-распределительного диска и далее — в рабочие камеры, расположенные по одну сторону от вертикальной оси Б-Б.

Рис. 1.

1 — вал; 2 — уплотнение; 3 — фланец; 4,9 — корпуса; 5,16 — подшипники; 6 — радиально-упорный шарикоподшипник; 7 — барабан; 8 — шпонки; 10 — ротор; 11 — пружина; 12 — отверстие; 13 — диск; 14 — паз; 15 — отверстие; 17 — поршни; 18 — шпонка; 19 — толкатели Воздействуя на поршни 17, давление масла создает осевую силу, которая через толкатель 19 передается на радиально-упорный шарикоподшипник 6. Поскольку последний расположен наклонно в корпусе 4, на толкателях возникают тангенциальные силы, заставляющие поворачиваться барабан 7, а вместе с ним вал 1 и ротор 10, связанные с барабаном и шпонками 18 и 8.

Одновременно поршни, расположенные по другую сторону от оси Б-Б, вдвигаются в ротор, вытесняя масло из соответствующих рабочих камер через полукольцевой паз и другое отверстие 15 в сливную линию. Ротор прижимается к рабочей поверхности опорно-распределительного диска пружины 11 и давлением масла, действующим на дно рабочих камер, поэтому с ростом рабочего давления сила прижима возрастает.

Конструкция ходовой части гидромотора обеспечивает возможность самоустановки ротора относительно опорно-распределительного диска, что позволяет частично компенсировать износ трущихся поверхностей и деформацию деталей под нагрузкой, а также снизить требования к точности изготовления сопряженных деталей. Частота вращения гидромотора определяется качеством проходящего через него масла, а направление вращения зависит от того, какое из отверстий 15 соединено с напорной линий гидросистемы. Величина крутящего момента примерно пропорциональна разности давлений в подводном и отводном отверстиях.

Аксиально-поршневые гидромоторы типа 210 и 310 имеют сходную конструкцию (рис.2).

Качающий узел гидромашины состоит из приводного вала 1, семи поршней 12 с шатунами 11, радиального 14 и сдвоенного радиально-упорного 13 шарикоподшипников, блока цилиндров 8, центрируемого сферическим распределителем 9 и центральным шипом. От осевого перемещения внутренние кольца подшипников удерживаются двумя. пружинными кольцами 15, втулкой 3 и стопорным кольцом 2. В передней крышке 16 установлено армированное манжетное уплотненно 17, опирающиеся на термообработанную втулку 18.

Центральный шип 5 опирается с одной стороны сферической головкой на гнездо во фланце вала, а с другой — на бронзовую втулку 10, запрессованную в распределитель 9.

В сферические гнезда фланца вала 1 установлены семь шатунов 11 и закреплены плестиной 4. На шатунах завальцованы семь поршней 12. Поршни находятся в блоке цилиндров 7. К внутренней поверхности крышки 20 присоединен распределитель 9, два дугообразных паза которого совмещены с такими же пазами крышки 20. Сферическая поверхность блока цилиндров 8 с помощью тарельчатых пружин 6 так прижата к сферической поверхности распределителя, что при вращении блока полости цилиндров в определенной последовательности совмещаются с дугообразными пазами распределителя.

а) Унифицированный качающий узел; б) нерегулируемый аксиально-поршневой насос-мотор: 1 — вал; 2 — кольцо; 3 — втулка; 4 — пластина; 5 — шип; 6 — пружина; 7 — цилиндры; 8 — цилиндры; 9 распределитель; 10 — бронзовая втулка; 11 — шатуны; 12 — поршни; 13 — радиально-упорный шарикоподшипник; 14 — радиальный шарикоподшипник; 15 — кольца; 16 — крышка; 17 — уплотнение манжетное; 18 — втулка; 19 — корпус; 20 — крышка При работе гидромашины в режиме гидромотора жидкость поступает в рабочие камеры блока цилиндров через отверстие в задней крышке 20 и полу кольцевое отверстие в распределителе 9. Давление жидкости на поршни задается через шатуны, расположенные под углом 25° к фланцу приводного вала.

В месте контакта шатуна с валом осевая составляющая силы давления жидкости на поршень воспринимается радиально-упорными шарикоподшипниками 13, а тангенциальная создает крутящий момент на валу 1. Крутящий момент, развиваемый гидромотором, пропорционален рабочему объему и давлению, определяемому внешней нагрузкой (сопротивлением).

При изменении количества рабочей жидкости или направления ее подачи изменяются частота и направление вращения вала гидромотора.

Технические характеристики гидромоторов аналогичны характеристикам насосов, кроме такого параметра, как минимальная частота вращения. Для гидромоторов серий 210, 310 она составляет 50 об/мин.

Регулируемые гидромоторы серии 209 имеют качающий блок унифицированный с качающим блоком серии 210. Устройство гидромотора представлено на рис. 3 Регулирование осуществляется поршнем (19), действующим на палец, один конец которого входит в распределитель качающего блока (21), а другой связан с пружиной.

Рис. 3.

1 — вал; 2 — манжета; 3, 11,20 — кольцо; 4, 9 — крышка; 10, 14, 15 — пружина; 5 — шатун; 6,19 — поршень; 7 — блок; 8 — винт; 12 — втулка; 13 — золотник; 16, 25 — корпус; 17 — палец; 18 — стержень; 21 — распределитель; 22 — цапфа; 23, 24 — подшипник; 26 — клапан Управление поршнем осуществляется с помощью золотника (13), который в свою очередь управляется давлением Рд.

Для обеспечения работы системы регулирования необходимо, чтобы давление в системе было не менее 1,5 МПа.

На верхний (по схеме) торец поршня постоянно действует давление гидросистемы, а давление на нижний, больший по площади торец определяется положением золотника (13).

Например, при увеличении давления управления золотник перемещается вниз, сжимая пружину, при этом давление из верхней полости поршня будет поступать к нижнему торцу и за счет разно гей площадей поршня (19) с пальцем (17) и начнет подниматься, уменьшая рабочий объем гидромотора и одновременно сжимая пружину до тех пор, пока усиление пружины не уравновесит усилие, создаваемое управляющим давлением и не вернет золотник в нейтральное положение. При уменьшении Рд распределитель переместится вверх и соединит полость нижнего конца с полостью корпуса мотора.

Радиальмо-поршневые высокомоментные гидромоторы однократного действия типа МР имеют наиболее простую и технологическую конструкцию (рис.4) В расточках звездообразного корпуса 9 и крышки 10, отлитых из серого чугуна, на двухрядных роликовых подшипниках установлен эксцентриковый вал 11. Вал имеет сферическую поверхность, покрытую путем напыления чистым молибденом толщиной 0, 4 мм. На эксцентриковый вал 11 опирается пять полых поршней 2 со сферическими поверхностями, которые перемещаются в цилиндрах 1, также имеющих опорную сферическую поверхность. Противоположной стороной цилиндры 1 опираются на сферический диск 3, установленный в крышках 4 цилиндра с центром сферы на геометрической оси эксцентрикового вала.

Рис. 4.

1 — цилиндры; 2 — поршень; 3 — диск; 4 — крышка; 5 — крышка; 6 — реактивный диск; 7 — распределительный диск; 8 — опорный диск; 9 — корпус; 10 — крышка; 11 — вал; 12 — промежуточный вал Для исключения перекоса поршня 2 относительно цилиндра 1 предусмотрен направляющий стержень. Предварительное прижатие поршня и цилиндра к сферическим опорам обеспечивается пружиной.

На выступающем из корпуса конце вала нарезаны шлицы для передачи крутящего момента через муфту или шестерню. С другой стороны к корпусу гидромотора винтами прикреплен плоский распределитель торцевого типа, состоящей из чугунной крышки 5, вращающегося распределительного диска 7, реактивного 6 и опорного 8 дисков из высокопрочного чугуна. Распределительный диск 7 приводится во вращение промежуточным валом 12, соединенным двумя шпильками с эксцентриковым валом 11.

Рабочая жидкость от насоса подводится в рабочие камеры в требуемой последовательности через литые каналы в крышке 5 распределителя, отверстия вращающегося распределительного диска 7 и опорного 8, внутренние каналы корпуса 9, крышки 4 цилиндра и отверстия в сферическом опорном диске 3. Поскольку цилиндр и поршень представляют собой два полых цилиндрических стакана с отверстиями, телескопически соединенных между собой с помощью направляющего штифта, то рабочая жидкость действует непосредственно на сферические поверхности эксцентрикового вала и опорного диска, создавая крутящий момент за счет эксцентриситета. Для исключения утечек рабочей жидкости в начальный момент внутри поршня и цилиндра установлена винтовая пружина, прижимающая уплотнительные кольцевые поверхности поршня и цилиндра к поверхности эксцентрика и опорного диска.

Герметичность между скользящими поверхностями поршня и цилиндра достигается установкой круглого резинового кольца и плоского кольца из тефлона с добавлением сернистого молибдена.

Механические потери при перемещении поршней относительно эксцентрика и цилиндра относительно сферической опоры сведены к минимуму путем гидростатической разгрузки взаимодействующих элементов. Конструкцией предусмотрено такое соотношение площадей поршня и цилиндра, при котором всегда действует избыточное усилие, прижимающее поршень к опорной поверхности эксцентрика и цилиндр к опорному диску. Таким образом обеспечиваются герметичность в сопряженных сферических поверхностях поршня и цилиндра и высокий объемный КПД.