Гідравлічні двигуни зараз широко використовуються в різних галузях промисловості, таких як будівництво, гірнича промисловість, виробництво та сільське господарство. Вони відіграють промислове застосування та вирішальну роль у гідравлічних системах. При використанні гідравлічних двигунів не можна ігнорувати два важливі параметри: « крутний момент і швидкість ». Крутний момент визначає тиск, який може витримати гідравлічний двигун, а швидкість визначає швидкість обертання двигуна. Деякі користувачі хочуть збільшити швидкість двигуна, зберігаючи постійний крутний момент. Як ми можемо збільшити швидкість обертання, не змінюючи двигун? blince Hydraulics підкаже.
Що таке гідравлічний двигун?
Давайте спочатку розберемося з поняттям гідравлічного двигуна. Гідравлічний двигун перетворює гідравлічну енергію (у вигляді тиску та потоку) у механічну енергію обертання. Гідравлічна енергія передається в систему через насос, який сам використовує механічну силу як джерело вхідної енергії. Насос штовхає гідравлічну рідину, яка, у свою чергу, штовхає шестерні, лопаті або поршні гідравлічного двигуна. Принцип дії гідравлічного двигуна дуже простий: насос штовхає масло, а масло штовхає двигун.
Типи гідромоторів
Гідравлічні двигуни класифікуються за двома типами правил: один за їх структурою і інший за їх швидкістю обертання.
Класифікація за структурою: мотор-редуктори, лопатеві двигуни, поршневі двигуни.
Редукторний двигун : як випливає з назви, редукторний двигун перетворює гідравлічну енергію в механічну через зачеплення шестерень. Рідина під високим тиском штовхає шестерні до обертання, створюючи крутний момент. Переваги мотор-редукторів включають низьку початкову вартість і сильну стійкість до забруднень.
Пластинчастий двигун : цей тип гідравлічного двигуна має ексцентричний отвір у корпусі. Ротор проходить у ексцентричному отворі, а лопатки ковзають у ньому. Гідравлічне масло надходить у двигун, а потім надходить у прямокутні лопатки. Головний вихідний вал з'єднаний з центральним ротором. Гідравлічне масло діє на лопаті, змушуючи вихідний вал обертатися. Двома основними перевагами лопатевих двигунів є їх проста конструкція та низький рівень шуму.
Поршневий двигун : зазвичай поділяється на радіально-поршневий і аксіально-поршневий типи, вони перетворюють гідравлічну енергію в обертовий рух за допомогою зворотно-поступального руху поршнів, що штовхаються гідравлічним маслом. Поршні, у свою чергу, перетворюють це через колінчастий вал або ексцентричний механізм. Поршневі двигуни пропонують переваги високого вихідного крутного моменту та високої ефективності. Вони можуть витримувати високий тиск і великі навантаження, що робить їх придатними для важких умов експлуатації.
Дві важливі характеристики гідравлічних двигунів: крутний момент і швидкість
Двома характеристиками гідравлічного двигуна є його крутний момент і швидкість.
Крутний момент гідравлічного двигуна : гідравлічного двигуна Крутний момент — це обертальна сила, яку створює гідравлічний двигун, і це важливий показник здатності гідравлічного двигуна виконувати роботу. Величина крутного моменту залежить від об'єму гідромотора і робочого тиску. Чим більший гідравлічного двигуна крутний момент , тим більшу силу обертання може забезпечити гідравлічний двигун і тим більший вантаж він може рухати.
Швидкість гідравлічного двигуна : швидкість обертання гідравлічного двигуна — це швидкість обертання вихідного вала гідравлічного двигуна, і це важливий показник того, наскільки швидко працює гідравлічний двигун. Величина швидкості залежить від робочого об'єму гідромотора і витрати. Чим вища гідравлічного двигуна швидкість , тим швидше працює гідравлічний двигун, що забезпечує вищу вихідну швидкість.
Зазвичай ці два параметри перебувають у зворотній залежності: зі збільшенням крутного моменту швидкість зменшується, а зі збільшенням швидкості крутний момент зменшується. Вони мають зворотну залежність.
Як збільшити швидкість обертання гідромотора?
У сучасному світі «що більше, то краще» ви можете спочатку подумати про використання більшого гідравлічного двигуна, щоб він працював швидше, але насправді це матиме протилежний ефект. Продемонструємо просто:
У дуже простому налаштуванні насоса та двигуна, якщо у вас є насос із робочим об’ємом 10 кубічних сантиметрів і гідравлічний двигун із таким самим робочим об’ємом, насос і двигун тепер обертатимуться з однаковою швидкістю. Насос обертається один раз, що змушує двигун обертатися один раз.
Тепер, якщо ми збережемо робочий об’єм насоса 10 кубічних сантиметрів, але збільшимо робочий об’єм гідравлічного двигуна до 20 кубічних сантиметрів, тепер насосу потрібно буде двічі обертатися, щоб двигун обертався один раз. Подібне збільшення розміру та робочого об’єму двигуна створить більший крутний момент, але зменшить швидкість гідравлічного двигуна.
З наведеного вище прикладу можна зробити висновок, що збільшення розміру двигуна збільшить лише його крутний момент, а не швидкість.
Якщо ми зменшимо робочий об’єм двигуна з 10 см3 до 5 см3, то за кожен оберт насоса гідравлічний двигун обертатиметься двічі. Тому зменшення розміру двигуна збільшить швидкість.
Якщо за допомогою меншого двигуна можна досягти більшої швидкості, доступний крутний момент двигуна зменшиться.
Як збільшити швидкість гідравлічного двигуна без зменшення крутного моменту?
Так, є! Тобто збільшити витрату насоса. Чим більший потік видає насос, тим швидше обертатиметься гідравлічний двигун. Збереження робочого об’єму двигуна незмінним означає, що доступний крутний момент також буде однаковим. Іншими словами, збільшення розміру насоса може збільшити швидкість, зберігаючи крутний момент.
Формула розрахунку швидкості гідромотора
Швидкість обертання гідравлічного двигуна можна розрахувати за витратою масла та об’ємом двигуна. Формула така:
n = Q / V
, де n – швидкість обертання, Q – швидкість потоку, V – об’єм двигуна.
Згідно з формулою ми знаємо, що зі збільшенням витрати збільшується швидкість обертання, і навпаки.
Інші фактори, що впливають на швидкість обертання
Підтримуйте належний стан гідравлічної рідини: недостатній рівень гідравлічної рідини або забруднена рідина може призвести до зниження продуктивності системи та сповільнення роботи. Важливо регулярно перевіряти та підтримувати якість і рівень гідравлічної рідини.
Зменшити внутрішнє тертя системи: вибравши відповідні компоненти та забезпечивши належне змащення, внутрішні втрати енергії в системі можна ефективно зменшити, тим самим підвищивши швидкість роботи.
Зверніть увагу на узгодження навантаження та тиску: відповідне зниження робочого тиску в системі іноді може підвищити ефективність, але для цього може знадобитися двигун більшого робочого об’єму, щоб зберегти вихідний крутний момент.
Видаліть повітря із системи: наявність повітря в системі може серйозно вплинути на ефективність гідравліки та швидкість двигуна. Важливо переконатися, що система повністю видалена повітрям.
