Гидравликалық қозғалтқыштарды түсіну: түрлері, жұмыс істеу принциптері және өнеркәсіптік қолдану

Кіріспе

Техастағы траншеяны қазып жатқан шағын экскаватор болсын, Квинслендтің бидай алқаптары арқылы өтіп бара жатқан комбайн болсын немесе Солтүстік теңіздің үстінде жүктерді бұрап бара жатқан теңіз краны болсын - бұл машиналардың барлығы бір нәрсені бөліседі: олар гидравликалық қозғалтқыштар . сұйықтық қуатын дәл механикалық айналуға түрлендіру үшін

Заманауи техникадағы орталық рөліне қарамастан, гидравликалық қозғалтқыштар жиі дұрыс түсінілмейді немесе гидравликалық сорғылармен шатастырылады. Бұл нұсқаулық гидравликалық қозғалтқыштың не екенін, оның қалай жұмыс істейтінін, бүгінгі таңда қол жетімді негізгі түрлерін және құрылыс, ауыл шаруашылығы, тау-кен және теңіз өнеркәсібіндегі инженерлердің біреуін таңдау кезінде білуі керек екенін нақты көрсетеді.

1. Гидравликалық қозғалтқыш дегеніміз не?

Гидравликалық қозғалтқыш – гидравликалық қысым мен ағынды оның шығыс білігінде айналу моментіне және айналу жылдамдығына түрлендіретін механикалық жетек. Бұл гидравликалық жетек жүйесінің 'шығыс жағы': сорғы сұйықтыққа қысым жасайды, басқару клапандары оны бағыттайды, ал қозғалтқыш пайдалы жұмысты орындау үшін бұл энергияны білікті үздіксіз айналуға айналдырады.

Гидравликалық қозғалтқыштардың негізгі артықшылықтары

2. Гидравликалық қозғалтқыш қалай жұмыс істейді?

Жұмыс принципі Паскаль заңына сәйкес: жабық сұйықтыққа түсірілген қысым барлық бағытта бірдей таралады. Гидравликалық қозғалтқышта сорғыдан жоғары қысымды май кіріс портына енеді және ішкі айналмалы элементке әсер етеді - айналу моментін тудыратын қысым дифференциалын жасайды. Төмен қысымды қайтару майы шығыс порты арқылы шығып, қайтадан резервуарға ағады.

Негізгі өнімділік параметрлері

3. Гидравликалық қозғалтқыштардың алты негізгі түрі

3.1 Гидравликалық орбиталық қозғалтқыш (Геротор/Циклоидты қозғалтқыш)

Орбиталық қозғалтқыш - геротор немесе циклоидты қозғалтқыш деп те аталады - трохойдтық қисыққа негізделген сәйкес ішкі роторды және сыртқы сақинаны пайдаланады. Жоғары қысымды май кірген кезде, ротор сақиналы беріліс ішінде айналады, бұл өте ықшам қаптамадан төмен жылдамдықты, жоғары айналу моментін шығарады. Бұл әлемдегі ең көп қолданылатын мотор түрлерінің бірі.

Geroler тісті беріліс жинағы конструкциясы — пайдаланылады OMT-315 сериялы орбиталық гидравликалық қозғалтқыш — сенімді жоғары қысымда жұмыс істеу үшін диск тарату ағынын бейімдейді және әртүрлі машина интерфейстеріне сәйкес келетін бірнеше білік пен порт конфигурацияларын қолдайды.

Типтік жұмыс параметрлері:

• Ауыстыру диапазоны: 50–1000 cc/айн

• Номиналды қысым: 10–25 МПа

• Жылдамдық диапазоны: 10–900 RPM

Жалпы қолданбалар: Ауылшаруашылық сепкіштер, комбайндар, орман жабындары, өнеркәсіптік желдеткіштер, жүкшығырлар, конвейер жетектері

3.2 Гидравликалық радиалды поршеньді қозғалтқыш (LSHT)

бірнеше Радиалды поршеньді қозғалтқышта поршеньдер орталық иінді біліктің немесе жұдырықша сақинасының айналасында радиалды түрде орналасқан. Гидравликалық қысым жұдырықшаны айналдыра отырып, әрбір поршеньді сыртқа қарай итереді. Нәтижесі өте төмен жылдамдықта өте жоғары моментті - кейбір үлгілерде 1–5 RPM-ге дейін - қысқартқыш беріліс қорабын қажет етпестен. Бұл оларды түпкілікті төмен жылдамдықты жоғары айналдыру моментінің (LSHT) шешіміне айналдырады.

The IAM сериялы радиалды поршеньді қозғалтқыш сенімділік, біркелкі төмен жылдамдықты қозғалыс және ұзақ қызмет ету мерзімі келісуге болмайтын бұрылу, лебедкалар, тау-кен, теңіз және өнеркәсіптік тікелей жетекті жүйелер үшін арнайы әзірленген.

LD сериясы (LD1 мен LD70) барлығы жоғары сапалы шойыннан жасалған және ISO 9001:2015, CE, FSC және SGS стандарттары бойынша сертификатталған кең орын ауыстыру мен айналдыру моменті спектрін қамтиды. The LD сериялы төмен жылдамдықты жоғары крутящий радиалды поршеньді қозғалтқыш диапазоны — ықшам LD1-ден ауыр салмақты LD70-ке дейін — 35 МПа-ға дейінгі ең жоғары қысыммен 16-дан 25 МПа-ға дейінгі номиналды қысымдарды өңдейді.

Типтік жұмыс параметрлері:

• Ауыстыру диапазоны: 160–6000+ cc/айн

• Номиналды қысым: 16–25 МПа

• Жылдамдық диапазоны: 1–300 RPM (тұрақты төмен жылдамдық < 20–30 RPM)

Жалпы қолданбалар: туннельді бұрғылау машиналары (ТБМ), ауыр жүк лебедкалар, кеме палубасы машиналары, инжекторлық қалыптау машиналары, бөренелер, тау-кен барабандарының жетектері

3.3 Гидравликалық осьтік поршеньді қозғалтқыш

а осьтік поршеньді қозғалтқыш , поршеньдер шығыс білігіне параллель (немесе бекітілген бұрышта) орналасқан. Жоғары қысымды май әрбір поршеньге әсер еткенде, ол бұрышты итергіш тақтаға (жұмбақ конструкциясы) немесе иілген осьті цилиндр блогына (бүгілген ось конструкциясы) қарсы итеріп, сызықтық поршень күшін білік айналуына түрлендіреді. Бұл тип барлық гидравликалық қозғалтқыш конструкцияларының ең жоғары жалпы тиімділігіне қол жеткізеді (әдетте 92–95% жоғары) және жоғары жылдамдықты, жоғары қысымды тізбектерге жақсы сәйкес келеді.

Айнымалы орын ауыстыратын осьтік поршеньді қозғалтқыштар жылжу бұрышын динамикалық реттеуге мүмкіндік береді, бұл жүйеге жоғары айналу моменті/төмен жылдамдық және төмен айналдыру/жоғары жылдамдық режимдері арасында автоматты түрде ауысуға мүмкіндік береді — гидростатикалық беріліс (HST) жүйелерінің негізі. Еуропа, Солтүстік Америка және Азия өндірушілерінің ауылшаруашылық тракторларында табылған заманауи

Жалпы қолданбалар: Тракторлар мен комбайндардағы гидростатикалық жетектер, гидравликалық престер, жел турбинасы қадамын басқару, станоктардың жоғары жылдамдықты жетектері, жабық контурлы трансмиссиялық жүйелер

3.4 Гидравликалық беріліс қозғалтқышы

Редуктор - бұл ең қарапайым гидравликалық қозғалтқыш конструкциясы: екі сыртқы (немесе ішкі) редуктор дәлдік корпусының ішіндегі тор. Жоғары қысымды май бір жағынан кіріп, тісті берілістерді айналдыруға мәжбүр етеді, ал төмен қысымды жақтан шығады. Оның конструкциялық артықшылықтары — төмен құны, ластанған майға төзімділігі, біліктің жоғары жылдамдығы және қарапайым техникалық қызмет көрсету — оны бүкіл әлем бойынша орташа қысымды қосалқы тізбектер үшін таңдаулы таңдауға айналдырады.

Алюминий корпусы гидравликалық беріліс қозғалтқышы ауылшаруашылық бүріккіштерде, салқындатқыш желдеткіш схемаларында және өнеркәсіптік конвейер жүйелерінде кеңінен қолданылатын ықшам, жеңіл опцияны қамтамасыз етеді, ал шойын G сериясы мен GM5 сериясы редукторлы гидравликалық қозғалтқыштар жылжымалы машиналар мен өнеркәсіптік жабдықта жоғары қысымды және талап етілетін жұмыс циклдері үшін жасалған.

Типтік жұмыс параметрлері:

• Ауыстыру диапазоны: 1–250 cc/айн

• Номиналды қысым: 25 МПа дейін

• Жылдамдық диапазоны: 200–4000 RPM

Жалпы қолданбалар: Салқындату желдеткішінің жетектері, рульдік рульдік басқару, шнектер, араластырғыш барабандары, конвейер қозғалтқыштары, гидравликалық қуат жинақтары

3.5 Гидравликалық қозғалыс қозғалтқышы

The гидравликалық қозғалыс қозғалтқышы – орбиталық немесе осьтік поршеньді қозғалтқышты планетарлық редукциялық беріліс қорабымен және серіппелі, гидравликалық босатылатын тұрақ тежегішімен біріктіретін арнайы құрастырылған, біріктірілген жетек блогы — барлығы бір болтты жинақта. Бұл біріктіру сыртқы жетек құрамдастарының қажеттілігін болдырмайды және саяхат қозғалтқышын шынжыр табанды және доңғалақты машиналарға арналған қосу және ойнату жетек модуліне айналдырады.

Көптеген саяхат қозғалтқыштары екі жылдамдықты коммутацияны ұсынады : жоғары ығысу кезінде (төмен жылдамдықта), ең көп тартқышты тарту, қазу, өрмелеу немесе итеру үшін қол жетімді; төмен орын ауыстыруда (жоғары жылдамдық) машина жұмыс орнында жылдамырақ жүре алады. The MSE Series және MS Series гидравликалық қозғалтқышы — ISO 9001:2015, CE және SGS сертификаттарымен — ықшам және орташа жүктемедегі экскаваторлардағы, шынжыр табанды тасымалдағыштардағы және әуедегі жұмыс платформаларындағы тікелей доңғалақ пен жол жетектеріне арналған.

Жалпы қолданбалар: шағын және ықшам экскаваторлар (1–10 тонна), шынжыр табанды самосвалдар, шынжыр табанды әуе платформалары, ауыл шаруашылығы комбайндары, жерасты тау-кен машиналары

3.6 Біріктірілген тежегіші бар гидравликалық орбиталық қозғалтқыш

Стандартты орбиталық қозғалтқыштың мамандандырылған эволюциясы тежегіші бар гидравликалық орбиталық қозғалтқыш серіппелі ұстағыш тежегішті мотор корпусына біріктіреді. Гидравликалық қысым босатылған кезде тежегіш автоматты түрде қосылып, шығыс білігін бекітеді және жүктің күтпеген қозғалысын болдырмайды — жүкшығырлар, ілулі жүктер және бұрылу жабдықтары үшін маңызды қауіпсіздік мүмкіндігі.

The Жетілдірілген Geroler беріліс жинағы бар BMRS/OMRS сериялы орбиталық қозғалтқыш жоғары қысымда сенімді, біркелкі жұмыс істеу және ұзақ қызмет ету мерзімі үшін жұмыс кезінде қысымның автоматты компенсациясын қамтамасыз етеді — Eaton Char-Lynn S сериялы қозғалтқыштарына баламалы және олармен ауыстырылады.

Сол сияқты, OMR-BK01 және BMR-BM01 сериялары стандартты OMR қозғалтқыш диапазонын біріктірілген ұстау тежегішімен кеңейтеді, бұл тік ось немесе тоқтатылған жүк қолданбалары үшін қауіпсіздік құлпын қамтамасыз етеді - кранның айналмалы жетектері, тік конвейер жүйелері және позициялау жетектері.

Жалпы қолданбалар: Крандарды бұру және көтеру, тік осьті жүкшығырлар, ауылшаруашылық алдыңғы тиегіштер, орман шаруашылығы жабдықтары, өнеркәсіптік орналасу жүйелері

4. Дұрыс гидравликалық қозғалтқышты қалай таңдауға болады

Қозғалтқыштың дұрыс емес түрін таңдау гидравликалық жүйені жобалаудағы ең көп таралған және қымбат инженерлік қателердің бірі болып табылады. Келесі шеңбер дұрыс таңдауды қысқартуға көмектеседі.

1-қадам — Жүктеме талаптарын анықтау

Қажетті шығыс моментін (T) және жылдамдықты (n) есептеңіз:

2-қадам — Мотор түрін қолданба профиліне сәйкестендіріңіз

3-қадам — Қоршаған орта факторларын қарастырыңыз

• Майдың тазалығы: беріліс қозғалтқыштары ISO 4406 20/18/15 немесе одан да нашар сыныпқа шыдайды; поршеньді қозғалтқыштар 17/15/12 немесе жақсырақ талап етеді.

• Температура диапазоны: Тығыздағыш қоспасы қоршаған ортаның шектен тыс жағдайларына (көп жағдайда -40°C пен +120°C) сәйкес келуі керек.

• Орнату: фланец (SAE, ISO), аяққа орнату немесе доңғалақ түйіні біріктірілген — тапсырыс беру алдында интерфейсті растаңыз.

• Сұйықтық түрі: қауіпсіздік ережелерімен талап етілсе, отқа төзімді сұйықтықтарға (HFA/HFB/HFC/HFD) сәйкестігін растаңыз.

5. Гидравликалық қозғалтқыштарға тәуелді жаһандық салалар

Құрылыс және жер өңдеу

Оңтүстік-Шығыс Азиядағы қарқынды дамып келе жатқан инфрақұрылымдық жобалардан Американың Орта Батысындағы жол құрылысына дейін гидравликалық қозғалыс қозғалтқыштары мен айналмалы жетектер әрбір шынжыр табанды машинаның негізі болып табылады. Стандартты 5 тонналық ықшам экскаватор кем дегенде екі тәуелсіз қозғалыс қозғалтқышын және бір айналмалы қозғалтқышты пайдаланады - әрбір жұмыс орнында үйлесімді жұмыс істейтін үш дәлдіктегі гидравликалық айналмалы жетек.

Ауыл шаруашылығы машиналары

Канадалық прериялардан Украинаның қара жер белдеуіне дейінгі астық өсіретін аймақтарда Австралияның бидай белдеуіне дейін заманауи комбайндар орбиталық гидравликалық қозғалтқыштарға сүйеніп, астық шнектерінен бастап астық шығыршықтарына, бастыру барабандарына дейін – бір машинада жиі алтыдан он екіге дейін мотормен басқарылатын функцияларды орындайды. Жеңіл алюминий редуктор қозғалтқышы гидравликалық салқындату желдеткіштері сияқты қосалқы жүйелерді басқарады, өнімділікті сақтай отырып, машинаның жалпы салмағын азайтады.

Тау-кен және туннельдер

Батыс Австралиядағы, Оңтүстік Африкадағы және Канадалық қалқандағы жерасты шахтасының жабдықтары соққы жүктемелеріне, қатты ластануға және үздіксіз жұмыс циклдарына төтеп беретін қозғалтқыштарды талап етеді. Радиалды поршеньді LSHT қозғалтқыштары аралық беріліс қораптары жоқ жүк көлігінің доңғалақтарын, үздіксіз кеншілерді және жартас бұрғыларының айналуын тікелей басқарады — техникалық қызмет көрсету қиын және қымбат болатын орталарда механикалық күрделілікті азайтады.

Теңіз және теңіз

Мексика шығанағындағы және Солтүстік теңіздегі теңіз платформалары тұз бүркуіне төзімділік сертификаты бар және үздіксіз жұмыс кезінде төтенше қысымда (350 барға дейін) жұмыс істей алатын гидравликалық қозғалтқыштарды қажет етеді. Орбиталық қозғалтқыштар зәкір шыныларын, арқан лебедкаларын және палубалық крандарды басқарады, ал радиалды поршеньді қозғалтқыштар динамикалық орналасу (DP) кемелеріндегі қозғалтқыштарды қуаттайды.

6. Гидравликалық қозғалтқыштарға техникалық қызмет көрсету негіздері

Гидравликалық қозғалтқыштар олардың номиналды параметрлерінде жұмыс істегенде өте сенімді компоненттер болып табылады. Көптеген ерте сәтсіздіктер бірнеше негізгі себептермен бөліседі:

Ұсынылатын техникалық қызмет көрсету аралықтары:

• Әрбір 500 жұмыс сағатында: майдың тазалығын және білік тығыздағыштың ағып кетуін тексеріңіз

• Әр 1000 сағат сайын: гидравликалық май мен сүзгілерді ауыстырыңыз (немесе жүйені бақылау деректері бойынша)

• Әр 2000 сағат сайын немесе жыл сайын: толық жүйені тексеру, соның ішінде мотор қорапшасының су төгетін ағынын тексеру

Жиі қойылатын сұрақтар

1-сұрақ: Гидравликалық қозғалтқыш пен гидравликалық сорғы арасындағы айырмашылық неде?

Екі құрылғы да геометриялық тұрғыдан ұқсас және бірдей ішкі механизмдерді (тісті берілістер, поршеньдер, қалақшалар) пайдаланады. Айырмашылық энергетикалық бағытта: сорғы біліктің механикалық айналуын сұйықтық қуатына (қысым + ағын) түрлендіреді, ал қозғалтқыш керісінше жасайды — сұйықтық қуатын білікті біліктің механикалық айналуына түрлендіреді. Кейбір гидравликалық қозғалтқыштар кері қозғалыс кезінде сорғылар ретінде жұмыс істей алады, бірақ олар өздігінен сору немесе сору жағдайлары үшін оңтайландырылмаған.

2-сұрақ: 'төмен жылдамдықты жоғары айналдыру моменті' (LSHT) нені білдіреді және оған қай қозғалтқыш түрі жақсы қол жеткізеді?

LSHT аралық беріліс қорабынсыз біліктің өте төмен жылдамдықтарында (әдетте 1–400 айналым/мин) жоғары шығыс моментін беру мүмкіндігін білдіреді. Радиалды поршеньді қозғалтқыштар LSHT-тің негізгі шешімі болып табылады, олар 1–5 айн/мин баяу айналу кезінде мыңдаған Ньютон-метрлік айналу моментін шығаруға қабілетті. Орбитальды (героторлы) қозғалтқыштар радиалды поршеньдік конструкцияларға қарағанда төмен момент деңгейінде болса да, төмен жылдамдық диапазонында (10-100 RPM) LSHT санатына жатады.

3-сұрақ: Гидравликалық қозғалтқыштар алға және кері бағытта жұмыс істей ала ма?

Иә. Көптеген гидравликалық қозғалтқыштар екі жақты. Мұнай ағынының бағытын өзгерту — гидравликалық контурдағы бағытты басқару клапанын ауыстыру арқылы ғана қол жеткізіледі — біліктің айналу бағытын өзгертеді. Бұл бағытты басқару үшін инверторларды немесе контакторларды қажет ететін электр қозғалтқыш жетектеріне қарағанда гидравликалық жетектерді кері айналдыруды айтарлықтай жеңілдетеді.

4-сұрақ: Гидравликалық қозғалтқышпен қандай гидравликалық сұйықтықты қолдануым керек?

Гидравликалық қозғалтқыштардың көпшілігі минералды гидравликалық майға арналған. Дұрыс ISO VG дәрежесі қоршаған орта температурасына байланысты: суық климат үшін ISO VG 32 (< 0°C жұмыс істейді), қалыпты жағдайлар үшін ISO VG 46 (жалпы мақсатта) және ыстық климат немесе жоғары жүктемелі қолданбалар үшін ISO VG 68. Отқа төзімді сұйықтықтарды (HFA, HFB, HFC, HFD түрлері) немесе биологиялық ыдырайтын майларды қолданбас бұрын әрқашан өндірушінің деректер парағында тығыздағыш материалының үйлесімділігін тексеріңіз.

6-сұрақ: Сенімді гидравликалық қозғалтқыш өндірушісі қандай сертификаттарға ие болуы керек?

Жаһандық нарықтар үшін базалық сертификаттар ISO 9001 (сапа менеджменті жүйесі), CE (қауіпсіздік және қоршаған орта талаптарына еуропалық сәйкестік) және SGS (үшінші тарап сапаны тексеру) болып табылады. Ағаш, теңіз және теңіз секторларындағы мамандандырылған қолданбалар үшін сияқты қосымша сертификаттар FSC (материалды сақтау тізбегі) және теңіз класын бекіту (ABS, BV, DNV) қажет.

5-сұрақ: Гидравликалық қозғалтқыш әдетте қанша уақытқа жетеді?

Номиналды параметрлері шегінде жұмыс істейтін дұрыс қызмет көрсетілетін гидравликалық қозғалтқыш әдетте 8 000–20 000+ сағат қызмет мерзіміне жетеді. Тісті қозғалтқыштар әдетте ішкі тозу жылдамдығының жоғары болуына байланысты қысқа дизайнға ие болады (8 000–12 000 сағат), ал жоғары сапалы осьтік поршеньді және радиалды поршеньді қозғалтқыштар май тазалығы сақталған кезде және қозғалтқыш тұрақты ең жоғары қысымда жұмыс істемегенде сенімді түрде 15 000 – 20 000 сағаттан асуы мүмкін. Далалық зерттеулерде мерзімінен бұрын істен шығудың негізгі себебі – өндіруші көрсеткен тазалық деңгейінен жоғары гидравликалық майдың тұрақты ластануы.

6-сұрақ: Гидравликалық айналмалы қозғалтқыш пен саяхат қозғалтқышының айырмашылығы неде?

Екеуі де мамандандырылған гидравликалық қозғалтқыш жинақтары, бірақ олар мүлдем басқа қозғалыс функцияларын орындайды. Гидравликалық бұрылмалы қозғалтқыш қондырманың тік осьтің айналасында айналуын басқарады (мысалы, экскаватордың кабинасы мен жебенің жүріс бөлігіне қатысты 360° айналатын). Гидравликалық жүріс қозғалтқышы оның жолдарын немесе дөңгелектерін айналдыру арқылы машинаның сызықтық қозғалысын басқарады. Айналмалы қозғалтқыштар біркелкі жеделдету/баяулауды және тоқтауды дәл анықтауды ерекшелейді; саяхат қозғалтқыштары максималды тарту күшін (тартқышты тарту) атап өтеді және жиі екі жылдамдықты ауыстырып қосуды қамтиды.