Понимание гидравлических двигателей: принципы, типы и как выбрать подходящий для вашего применения

Гидравлические двигатели лежат в основе бесчисленного количества промышленных и мобильных машин — от экскаваторов, меняющих городские пейзажи, до комбайнов, работающих на открытых сельскохозяйственных угодьях. Однако, несмотря на их повсеместное распространение, лежащие в их основе инженерные принципы часто понимаются неправильно, а различия между семействами двигателей редко объясняются доступным языком. В этой статье рассказывается обо всем, что вам нужно знать: как гидравлические двигатели преобразуют энергию жидкости в механическое вращение, какие семейства конструкций существуют и почему каждое из них было разработано, как выбрать правильный двигатель для реального применения, а также как выглядит глобальный ландшафт закупок и соответствия стандартам.

Физика работы гидравлического двигателя

Гидравлический двигатель — это привод — устройство, преобразующее одну форму энергии в другую. В частности, он преобразует энергию давления и кинетическую энергию текущей гидравлической жидкости в непрерывную механическую энергию вращения: крутящий момент и скорость вала.

Фундаментальными операционными отношениями являются:

Крутящий момент (Нм) = Рабочий объем (см³/об) × Перепад давления (бар) ÷ (20π)

Скорость вала (об/мин) = Расход (л/мин) × 1000 ÷ Рабочий объем (см³/об)

Механическая мощность (кВт) = Крутящий момент (Нм) × Скорость (об/мин) ÷ 9,549

Эти соотношения объясняют основной компромисс, с которым работают проектировщики: для заданной входной мощности жидкости (расход × давление) двигатель с большим рабочим объемом обеспечивает больший крутящий момент, но вращается медленнее, в то время как двигатель с меньшим рабочим объемом вращается быстрее, но обеспечивает меньший крутящий момент. Соответствие рабочего объема профилю нагрузки является центральной задачей при выборе гидравлического двигателя.

Ни один двигатель не преобразует энергию с идеальной эффективностью. Объемный КПД описывает, какая часть подаваемого потока фактически обеспечивает вращение вала, а не перетекает внутрь из областей высокого давления в области низкого давления. Механический КПД описывает потери на трение — уплотнения, подшипники и внутренние поверхности скольжения потребляют часть доступного крутящего момента. Произведение этих двух цифр дает общий КПД , который обычно колеблется от 80% для простых мотор-редукторов до 90–92% для хорошо спроектированных поршневых двигателей в оптимальной рабочей точке.

Почему существуют разные типы двигателей

Все конструкции гидравлических двигателей преследуют одну и ту же цель — преобразование жидкости под давлением во вращение вала — но каждая конструкция требует разных компромиссов между стоимостью, компактностью, диапазоном скоростей, плотностью крутящего момента, эффективностью и сроком службы. Понимание того, почему существуют эти компромиссы, помогает инженерам выбирать правильный инструмент для каждой работы, а не полагаться на привычные знания.

Основные семейства конструкций гидравлических двигателей

Орбитальные (геролерные/героторные) двигатели

В орбитальных двигателях используется внутренняя планетарная передача, в которой внутренний ротор имеет на один зуб меньше, чем наружное кольцо. Когда жидкость под давлением заполняет расширяющиеся камеры между лопастями, ротор вращается эксцентрично. Это орбитальное движение передается на выходной вал через карданный вал или прямую шлицевую муфту.

Привлекательность орбитальных двигателей заключается в их сочетании компактных размеров, механической простоты и подлинного крутящего момента на низких скоростях — и все это по цене, значительно ниже, чем у альтернативных поршневых двигателей. Они являются стандартным решением LSHT (низкоскоростной и высокий крутящий момент) для применений, где требования к скорости нагрузки умеренные (обычно выше 15–30 об/мин минимум), а рабочие циклы являются прерывистыми, а не непрерывными.

В семействе орбитальных двигателей существует два подхода к портированию:

В дисковом распределении потока используется вращающаяся пластина клапана для синхронизации входа и выхода жидкости в каждую лепестковую камеру. Этот подход эффективно справляется с более высокими давлениями и легко настраивается на двунаправленное вращение. В орбитальном двигателе серии OMT используется конструкция зубчатого ряда Geroler с дисковым распределением потока и возможностью работы под высоким давлением, конфигурируемая в индивидуальных вариантах для широкого спектра требований многофункционального применения. Заметной альтернативой с тем же принципом распределения является Орбитальный двигатель BMK2 , эквивалентный двигателю Eaton Char-Lynn серии 2000 (104-xxxx-xxx), имеет тот же усовершенствованный набор шестерен Geroler с дисковым распределением потока и конструкцией высокого давления.

Поток, распределяемый по валу, направляет жидкость через отверстия в самом выходном валу, что обеспечивает более гибкую ориентацию установки. Орбитальный двигатель с распределенным валом серии OMRS , эквивалентный серии Eaton Char-Lynn S 103, использует этот подход. Его шестерня Geroler автоматически компенсирует внутренний износ во время работы под высоким давлением, обеспечивая надежную, плавную работу и высокую эффективность в течение длительного срока службы.

Когда потребность в крутящем моменте превышает то, что могут обеспечить стандартные орбитальные перемещения, варианты с высоким крутящим моментом заполняют этот пробел. Орбитальный двигатель с высоким крутящим моментом серии TMT V с рабочим объемом 400 см³/об и шлицевым валом с 17 зубьями разработан именно для этого, обеспечивая мощную мощность на низкой скорости для поворота крана, перемещения тяжелых бревен и требовательных приводов конвейеров.

Для строительной техники Орбитальный двигатель серии OMER — хорошо зарекомендовавший себя выбор для экскаваторов и колесных погрузчиков. Он имеет постоянное рабочее давление 10,5–20,5 МПа и номинальное пиковое давление, достигающее 27,6 МПа — достаточный запас для резких скачков давления, характерных для цепей привода навесного оборудования.

Наилучшие области применения: сельскохозяйственные жатки и вентиляторы опрыскивателей, навесное оборудование для строительных инструментов, приводы конвейерных линий, лебедки для погрузочно-разгрузочных работ, палубное оборудование, легкие морские аксессуары.

Радиально-поршневые двигатели

В радиально-поршневых двигателях несколько поршней (обычно от пяти до восьми) расположены радиально вокруг центрального коленчатого вала или кулачкового кольца. Жидкость под высоким давлением последовательно поступает в каждую поршневую камеру, толкая поршень наружу к кулачковому кольцу и вращая коленчатый вал. Поскольку поршни срабатывают в шахматном порядке, выходной крутящий момент исключительно плавный — критически важная характеристика для приводов с прямым приводом, где пульсации крутящего момента вызывают неприемлемую вибрацию или нестабильность положения.

Эта архитектура обеспечивает самую высокую плотность крутящего момента и самую низкую минимальную стабильную скорость среди всех семейств гидравлических двигателей. Некоторые радиально-поршневые конструкции обеспечивают стабильное вращение вала со скоростью менее 5 об/мин — способность, с которой не может сравниться ни один другой тип двигателя без добавления коробки передач.

Серия LD — системный подход к выбору радиально-поршневого механизма

Радиально-поршневой двигатель серии LD закладывает основу для этого семейства: высококачественный чугунный корпус, сертификат ISO 9001 и CE, а также многопоршневая конструкция, рассчитанная на непрерывную работу в тяжелых условиях. В серии LD пять вариантов рабочего объема и давления рассчитаны на все более разные профили нагрузки:

Радиально-поршневой двигатель LD6 рассчитан на давление 315 бар и рассчитан на циклические ударные нагрузки лесозахватов, экскаваторов и навесного оборудования для погрузчиков, где двигатель должен поглощать скачки нагрузки без повреждения уплотнений или подшипников.

Радиально-поршневой двигатель LD2 сочетает в себе широкий полезный диапазон скоростей с компактной площадью основания, что делает его практичным для поворотных приводов экскаваторов и колесных двигателей погрузчиков, где пространство для установки ограничено.

Радиально-поршневой двигатель ЛД3 работает при номинальном постоянном давлении 16–25 МПа, пиковая мощность достигает 30–35 МПа. Его номинальный диапазон скоростей 300–3500 об/мин и низкая стабильная скорость ниже 30 об/мин на некоторых моделях удовлетворяют большинству требований к лебедке и повороту с прямым приводом.

Радиально-поршневой двигатель LD8 расширяет полезный диапазон скоростей до 200–3000 об/мин, при этом в некоторых конфигурациях стабильное вращение достигается при скорости менее 20 об/мин. Он имеет сертификаты FSC, CE, ISO 9001:2015 и SGS — пакет документации, который удовлетворяет большинству требований к закупкам международных проектов.

Радиально-поршневой двигатель LD16 завершает серию с той же чугунной конструкцией и многопоршневой архитектурой, имеет полный пакет сертификации (FSC, CE, ISO 9001:2015, SGS), подходящий для экспортных рынков OEM-оборудования.

Специализированные варианты с радиальным поршнем

Радиально-поршневой двигатель IAM специально разработан для поворотных, лебедочных, горнодобывающих, морских и промышленных систем с прямым приводом — условий, в которых плавное движение на очень низких скоростях и длительные интервалы обслуживания без обслуживания являются непреложными требованиями.

В радиально-поршневом двигателе BMK6 используется многоплунжерная конструкция внутри чугунного корпуса, обеспечивающая плавную и мощную мощность в тяжелых промышленных условиях со стандартной гарантией на один год.

Радиально-поршневой двигатель ZM представляет собой компактное радиально-поршневое решение для применений с высоким крутящим моментом, где пространство установки ограничено — полезно в проектах модернизации или машинах, изначально не предназначенных для двигателей большого диаметра.

Радиально-поршневой двигатель NHM сочетает в себе высокий выходной крутящий момент с чрезвычайно компактным внешним профилем и хорошо подходит для требовательных гидравлических систем, где одновременно ограничены пространство для установки и плотность крутящего момента.

Радиально-поршневой двигатель HMC представляет собой еще один компактный радиально-поршневой вариант с высоким крутящим моментом для приводов тяжелого оборудования, требующего меньшего форм-фактора.

Наилучшие области применения: лесозаготовительная техника, горные конвейеры, якорные лебедки, приводы крановых подъемников, буровые головки туннелей, шнековые буры, тяжелые миксеры, судовые подруливающие устройства, колесные двигатели с прямым приводом.

Мотор-редукторы

Мотор-редукторы представляют собой простейшую конструкцию гидравлического двигателя. В двигателе с внешним редуктором две сцепленные прямозубые шестерни вращаются внутри корпуса с жестким допуском: жидкость под давлением поступает на входную сторону, заполняет промежутки между зубьями шестерни, перемещается по периферии корпуса и выбрасывается при повторном зацеплении шестерен на выпускной стороне - при этом происходит вращение ведущего вала. Двигатели с внутренним редуктором (героторные) реализуют тот же принцип при более компактной компоновке.

Мотор-редукторы выбираются, когда приоритетами являются умеренная скорость, умеренный крутящий момент, низкая стоимость и высокая надежность. Они лучше переносят загрязнение, чем поршневые двигатели, их легче обслуживать и в них меньше внутренних компонентов, способных выйти из строя. Их ограничением является неспособность обеспечить высокий крутящий момент при очень низких скоростях вала.

Гидравлический мотор-редуктор серии GM5 — это высокопроизводительный мотор-редуктор, предназначенный для передачи мощности в гидравлических системах, требующих эффективной и стабильной мощности при средних режимах работы. Мотор-редуктор серии внешней группы представляет собой компактное, надежное и экономичное решение для мобильных и промышленных применений, требующих высокой скорости, стабильной работы и гибкой геометрии установки.

Для приложений, чувствительных к весу (обычных в передвижной технике, вспомогательных приводах транспортных средств и подъемных рабочих платформах) — Компактный мотор-редуктор серии CMF имеет легкую, высокоскоростную конструкцию, быстрый переходный процесс и надежную непрерывную работу.

Наилучшие области применения: гидравлические приводы вентиляторов, приводы вспомогательных насосов, контуры сельскохозяйственных опрыскивателей, приводы конвейерных линий, легкая промышленная техника, вспомогательные системы мобильного оборудования.

Дорожные моторы

Двигатели хода представляют собой интегрированные приводные агрегаты, объединяющие три компонента в единый герметичный блок: гидромотор (радиальный или аксиально-поршневой), многоступенчатый планетарный редуктор, обеспечивающий снижение скорости и увеличение крутящего момента, а также подпружиненный стояночный тормоз с гидравлическим растормаживанием (SAHR). Такая интеграция исключает необходимость использования внешних редукторов, автономных тормозных блоков и множества гидравлических соединений, что упрощает конструкцию ходовой части и повышает надежность машин, подвергающихся воздействию грязи, воды и абразивной пыли.

Ходовой электродвигатель серии MS представляет собой образец категории: чугунная конструкция, встроенный планетарный редуктор, стояночный тормоз SAHR и сертификация по FSC, CE, ISO 9001:2015 и SGS — соответствие требованиям документации OEM-заказчиков на основных экспортных рынках, подкрепленное годовой гарантией.

Наилучшее применение: гусеничные экскаваторы, компактные гусеничные погрузчики, мини-экскаваторы, машины с бортовым поворотом, гусеничные транспортеры, ходовые части кранов.

Поворотные моторы

Гидравлические поворотные двигатели, также называемые поворотными двигателями, приводят в движение верхнюю часть конструкции на 360 градусов относительно ходовой части или базовой рамы. Экскаваторы, мобильные краны, портовые разгрузчики и буровые установки зависят от поворотных двигателей, обеспечивающих плавное и контролируемое поворотное позиционирование.

Требования, предъявляемые к поворотному двигателю, технически отличаются от обычных приводов. Двигатель должен плавно ускорять большую вращающуюся массу, поддерживать постоянную скорость поворота под управлением дроссельной заслонки и замедляться без колебаний или дребезга, одновременно выдерживая значительные радиальные и осевые нагрузки, создаваемые опорно-поворотным устройством.

Поворотный двигатель серии OMK2 решает эту проблему благодаря конструкции статора и ротора, установленной на колонне, которая обеспечивает надежную работу при циклических нагрузках и инерционных ударных нагрузках, характерных для контуров поворота экскаваторов и кранов. Чугунная конструкция сохраняет размерную стабильность, необходимую для сохранения соосности подшипников в течение длительного срока службы.

Наилучшие области применения: поворот верхней части экскаватора, вращение мобильных и портовых кранов, поворотные погрузчики, поворотные приводы буровых установок, палубное оборудование судов.

Практическая основа выбора гидравлического двигателя

Шаг 1: Определите требования к крутящему моменту

Рассчитайте как непрерывный крутящий момент, так и пиковый крутящий момент, который должен обеспечить выходной вал. Для приводов лебедок: T = (сила тяги троса × радиус барабана) ÷ механический КПД трансмиссии. Для вращающихся инструментов: T = сопротивление резанию × эффективный радиус.

Шаг 2. Установите требования к скорости

Какова максимальная скорость вала? Какова минимальная скорость, при которой нагрузка должна работать стабильно? Очень низкая минимальная скорость (ниже 30 об/мин) сразу сужает выбор до радиально-поршневых или орбитальных двигателей с большим рабочим объемом.

Шаг 3. Узнайте давление в вашей системе

Перепад давления на двигателе — давление на входе минус сливное давление в корпусе и обратное давление на возврате — определяет, какой крутящий момент может обеспечить данный рабочий объем. Более высокое доступное давление позволяет использовать двигатель меньшего размера (и обычно более дешевый) для удовлетворения требований по крутящему моменту.

Шаг 4: Рассчитайте необходимое смещение

Рабочий объем (см³/об) = (2π × Крутящий момент [Нм]) ÷ (Перепад давления [бар] × 0,1 × Механический КПД)

Пример: требуется 600 Нм, чистый дифференциал 200 бар, механический КПД 90 %: Рабочий объем = (6,283 × 600) ÷ (200 × 0,1 × 0,90) = 3770 ÷ 18 ≈ 209 см³/об

Шаг 5: Подтвердите требуемую скорость потока

Расход (л/мин) = Рабочий объем (см³/об) × Скорость (об/мин) ÷ (1000 × Объемный КПД)

Это влияет на выбор размеров насоса и гидравлических линий.

Шаг 6. Сопоставьте тип двигателя с профилем применения.

Шаг 7. Проверьте параметры установки

Перед окончательным выбором подтвердите стандарт монтажного фланца (SAE, ISO, метрический), геометрию выходного вала (шпоночный, шлицевой, конический), размеры портов, требования к дренажу корпуса и совместимость жидкостей.

Глобальные закупки и стандарты: что нужно знать инженерам по регионам

Технические характеристики гидравлических двигателей, требования к сертификации и доминирующие отрасли применения существенно различаются в зависимости от географических рынков. Поиск подходящего двигателя — это частично техническая задача, а частично — проверка соответствия региональным требованиям.

Северная Америка

Североамериканское строительство, сельское хозяйство и нефтедобывающая промышленность являются крупнейшими потребителями гидравлических двигателей. Стандарты фланцев SAE и крепежные детали UNC/UNF универсальны. Маркировка CE все чаще ожидается при трансграничных продажах в Канаду. Характеристики холодного запуска в северных регионах Канады и на нефтяных месторождениях Аляски являются настоящей инженерной проблемой: двигатели должны надежно работать при температуре -40°C с холодной вязкой гидравлической жидкостью. При экспорте лесозаготовительного оборудования сертификация FSC часто является требованием тендера.

Европа

Маркировка CE в соответствии с Директивой ЕС по машинному оборудованию (2006/42/EC) является обязательной для всего нового оборудования, поставляемого на европейский рынок. Регламент ЕС по экодизайну подталкивает разработчиков гидравлических систем к использованию двигателей с более высоким КПД для промышленного применения с переменной нагрузкой. Морское и морское применение в Северном море и на норвежском континентальном шельфе обычно требует одобрения DNV GL или классификационного общества Регистра Ллойда. Метрические крепления ISO и фланцы DIN/ISO являются стандартными для всего региона.

Юго-Восточная Азия и Океания

Переработка пальмового масла в Малайзии и Индонезии, добыча меди и никеля на Филиппинах и в Папуа-Новой Гвинее, а также крупные строительные программы во Вьетнаме, Таиланде и Австралии — все это порождает высокий спрос на гидравлические двигатели. Высокие температуры окружающей среды (35–45°C) снижают вязкость гидравлического масла в рабочих условиях, увеличивают внутренние утечки двигателя и выделение тепла — правильный выбор сорта масла и адекватное охлаждение имеют решающее значение. Сертификация ISO 9001 и CE являются стандартными требованиями к тендерным проектам для работ в области инфраструктуры, финансируемых на международном уровне.

Ближний Восток и Африка

EPC-подрядчики нефтегазовых проектов, операторы опреснительных установок и строительные компании в этом регионе используют гидравлические двигатели, которые выдерживают экстремальную жару окружающей среды, пустынную пыль и прибрежную коррозию. Международная сертификационная документация (ISO, CE, SGS) требуется большинству крупных подрядчиков. Долгосрочная доступность запасных частей и наличие региональных дистрибьюторов являются важными факторами при принятии решения о закупках для многолетних контрактов на обслуживание.

Китай и Восточная Азия

Китайская экспортная машиностроительная отрасль, производящая экскаваторы, сельскохозяйственное оборудование, подъемные машины и средства промышленной автоматизации, является массовым потребителем гидравлических двигателей с международной сертификацией. Сертификаты CE, ISO 9001:2015 и SGS необходимы для соответствия стандартам документации ЕС и других рынков импорта. Стабильное качество от партии к партии, короткие сроки выполнения заказов и оперативная техническая поддержка являются главными приоритетами для команд поставщиков OEM. Япония и Южная Корея имеют хорошо развитую отечественную гидравлическую промышленность со стандартами JIS и строгими местными требованиями к качеству.

Латинская Америка

Агробизнес Бразилии (сахарный тростник, соевые бобы, кукуруза), добыча железной руды и меди, а также растущие инвестиции в инфраструктуру по всему региону стимулируют закупки гидравлических двигателей. Условия обслуживания в удаленных условиях — ограниченный доступ к высококачественным жидкостям, ограниченные возможности мастерских — отдают предпочтение двигателям, устойчивым к загрязнениям и простым в обслуживании. Техническая документация на португальском языке приобретает все большую ценность для бразильского рынка.

Рекомендации по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию

Срок службы в первую очередь определяется условиями эксплуатации и практикой технического обслуживания, а не только конструкцией двигателя.

При вводе в эксплуатацию:

• Перед первой подачей давления заполните корпус двигателя чистой гидравлической жидкостью через сливное отверстие корпуса. Работа поршневого или орбитального двигателя всухую при запуске приводит к немедленному повреждению подшипника.

• Убедитесь, что дренажные линии картера идут прямо к баку без каких-либо ограничений. Противодавление выше 2–3 бар повреждает уплотнения вала независимо от качества двигателя.

• При первом запуске поработайте на низкой скорости и с низкой нагрузкой в ​​течение 10–15 минут, чтобы внутренние поверхности должным образом притерлись.

В ходе текущей эксплуатации:

Поддерживайте чистоту жидкости. Загрязнение является основной причиной преждевременного износа всех типов гидравлических двигателей. Поддерживайте указанный производителем класс чистоты ISO 4406 — обычно 17/15/12 для орбитальных двигателей и 16/14/11 для поршневых двигателей — и заменяйте фильтрующие элементы вовремя, а не только по внешнему виду.

Контролируйте температуру жидкости. Длительная рабочая температура выше 80°C ухудшает вязкость масла и пакетов присадок, увеличивая внутренние утечки и ускоряя износ. Добавьте теплообменник, если измеренная температура постоянно превышает 70°C.

Следите за сливным потоком корпуса. Периодическое измерение расхода слива из картера при определенных условиях нагрузки является наиболее надежным индикатором раннего предупреждения внутреннего износа. Тенденция к росту с течением времени (до того, как станет очевидным внешнее ухудшение производительности) позволяет плановую замену двигателя, а не незапланированные простои.

Соблюдайте пределы давления в системе. Продолжительная работа двигателя при давлении выше номинального максимального ускоряет усталость подшипников и выход из строя уплотнений. Убедитесь, что предохранительные клапаны имеют правильный размер и правильно настроены, и подтвердите фактическое пиковое давление системы с помощью калиброванного манометра во время ввода в эксплуатацию.

Дайте возможность согреться в холодную погоду. При температуре ниже нуля дайте системе поработать на холостом ходу при низкой нагрузке в течение 5–10 минут, прежде чем подавать рабочее давление. Холодное масло высокой вязкости ограничивает внутренний поток смазки и может вызвать кавитационные повреждения подшипников двигателя.

Регулярно проверяйте уплотнения вала. Следы масла вокруг выходного вала являются ранним индикатором износа уплотнения. Заблаговременная замена уплотнения вала обходится в небольшую часть стоимости ремонта после катастрофического выхода уплотнения из строя, что приводит к попаданию загрязнения в корпус двигателя.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: В чем разница между гидравлическим насосом и гидравлическим двигателем, если они внешне одинаковы?

Внутренняя геометрия шестеренного насоса и мотор-редуктора или поршневого насоса и поршневого двигателя часто почти идентична. Разница заключается в направлении потока энергии и оптимизации конструкции для каждой роли. Насос получает механическую энергию вала и производит жидкость под давлением — он оптимизирован для низкого давления на входе и высокого давления на выходе. Двигатель получает жидкость под давлением и обеспечивает вращение вала — он оптимизирован для высокого входного давления, контролируемого противодавления на сливе картера и нагрузочной способности выходного вала. Подшипники, уплотнения, геометрия портов и внутренние зазоры настроены для конкретной роли. Использование насоса в качестве двигателя (или наоборот) иногда возможно, но требует тщательной инженерной оценки и, как правило, снижает эффективность и срок службы.

Вопрос 2. Что означает «низкоскоростной высокий крутящий момент» (LSHT) и какие типы двигателей подходят для этого?

Двигатель LSHT обеспечивает высокий постоянный крутящий момент при очень низких скоростях вала — обычно ниже 500 об/мин, а иногда и всего 5–30 об/мин — без необходимости использования внешнего редуктора. Это обеспечивает прямое соединение с медленно вращающимися грузами, такими как шнековые буры, барабаны лебедок, миксеры и камнедробилки, устраняя сложность коробки передач, затраты и техническое обслуживание. Радиально-поршневые двигатели и орбитальные двигатели (Геролера) относятся к двум семействам LSHT. Радиально-поршневые двигатели достигают более низких минимальных стабильных скоростей и более высокого крутящего момента при эквивалентном давлении; Орбитальные двигатели обеспечивают более высокую экономическую эффективность и более компактную упаковку для умеренной нагрузки LSHT.

Вопрос 3: Как рассчитать смещение и расход, необходимые для моего применения?

Начните с крутящего момента и давления:

Рабочий объем (см³/об) = (2π × Крутящий момент [Нм]) ÷ (Перепад давления [бар] × 0,1 × Механический КПД)

Затем рассчитайте требуемый расход:

Расход (л/мин) = Рабочий объем (см³/об) × Скорость (об/мин) ÷ (1000 × Объемный КПД)

Пример: Требуется 500 Нм при перепаде давления 180 бар, механический КПД 90 %, выходная скорость 50 об/мин, объемный КПД 95 %: Рабочий объём = (6,283 × 500) ÷ (180 × 0,1 × 0,90) ≈ 194 см³/об Расход = (194 × 50) ÷ (1000 × 0,95) ≈ 10,2 л/мин

В4: Когда мне следует выбирать радиально-поршневой двигатель вместо орбитального?

Выбирайте радиально-поршневой двигатель, если: минимальная необходимая частота вращения вала ниже 20–30 об/мин; приложение работает постоянно с высокой нагрузкой, а не с перерывами; пиковое рабочее давление превышает 25 МПа; двигатель будет использоваться в удаленном или труднодоступном месте, требующем длительных интервалов обслуживания; или плавность крутящего момента на очень низкой скорости имеет решающее значение для работы машины. Выбирайте орбитальный двигатель, если: стоимость является основным ограничением; минимальная требуемая скорость – выше 20–30 об/мин; дежурство носит прерывистый характер; пиковое давление находится в пределах 20–25 МПа. Оба типа двигателей доступны в широком диапазоне рабочего объема, поэтому решение обычно сводится к минимальной скорости, рабочему циклу и номинальному давлению, а не только к размеру.

Вопрос 5: На какие сертификаты мне следует обратить внимание при покупке гидравлических двигателей для техники, предназначенной для международных рынков?

Основным набором сертификатов для большинства международных рынков являются: ISO 9001:2015 (система управления качеством — подтверждает последовательность процессов, а не только тестирование продукции); Маркировка CE (обязательна для машин, поставляемых на рынок ЕС в соответствии с Директивой по машинному оборудованию и Директиве по оборудованию, работающему под давлением); и сертификация третьей стороны SGS (широко признанная в процессах закупок в Азии, Ближнем Востоке и Африке). Для лесозаготовительного оборудования FSC . часто требуется сертификация Для морского и морского применения необходимо получить одобрение классификационного общества в DNV GL, Lloyd's Register или ABS в зависимости от государства флага и спецификации проекта. Всегда запрашивайте актуальную документацию — заявление о сертификации без подтверждающих документов не может быть проверено аудитором или инспектором проекта.

Вопрос 6: Как определить, вызвана ли плохая работа машины гидравлическим двигателем или чем-то еще в цепи?

Прежде чем прийти к выводу, что двигатель вышел из строя, систематически обработайте цепь: (1) Убедитесь, что давление в системе на входе двигателя достигает правильного значения под нагрузкой — изношенный насос или неправильно настроенный предохранительный клапан часто являются фактической причиной потери производительности. (2) Проверьте противодавление в возвратной линии и сливе картера — чрезмерное противодавление снижает эффективный перепад давления на двигателе. (3) Измерьте температуру рабочей жидкости — превышение температуры снижает вязкость и резко увеличивает внутренние утечки. (4) Возьмите пробу жидкости для анализа чистоты — износ, вызванный загрязнением, проявляется как в результатах пробы, так и в увеличенном потоке слива из картера. (5) Измерьте объем дренажного потока картера при определенных условиях нагрузки и сравните со спецификациями производителя. Расход слива, значительно превышающий спецификации, подтверждает, что основной причиной является внутренняя утечка двигателя.

Вопрос 7: Может ли гидравлический двигатель работать в обоих направлениях вращения?

Большинство мотор-редукторов, орбитальных двигателей и поршневых двигателей механически способны работать в двух направлениях — направление вращения вала просто меняется на противоположное, когда порты высокого давления и возвратные каналы меняются местами. Однако некоторые орбитальные двигатели оснащены внутренними обратными клапанами или клапанами подпитки, которые ограничивают поток в одном направлении и должны быть переконфигурированы для истинно двунаправленной работы. Двигатели хода и поворотные двигатели часто включают в себя уравновешивающие клапаны или тормозные клапаны, настроенные на определенное направление удержания нагрузки, что влияет на конструкцию двунаправленной схемы. Всегда уточняйте возможность двунаправленной подачи у производителя и проверяйте, соответствует ли сливное устройство корпуса предполагаемой ориентации установки.

Вопрос 8: Какова правильная вязкость гидравлической жидкости для большинства гидравлических двигателей?

Большинство гидравлических двигателей разработаны на основе минерального гидравлического масла ISO VG 46 в качестве стандарта общего назначения, которое подходит для температуры окружающей среды примерно 0–40°C и обеспечивает вязкость при типичных рабочих температурах (50–60°C) примерно 28–32 сСт. Для холодного климата (постоянно ниже 0°C) более подходящим является ISO VG 32; для высокотемпературных сред или сильно нагруженных систем ISO VG 68 снижает внутренние утечки при повышенных температурах. Огнестойкие жидкости (типы HFA, HFB, HFC, HFD) и биоразлагаемые гидравлические эфиры совместимы со многими конструкциями двигателей, но эластомеры уплотнений и обработка внутренней поверхности различаются в зависимости от семейства двигателей — всегда уточняйте совместимость у производителя перед сменой типа жидкости в существующей установке.