Использование гидродвигателя

Гидродвигатели могут быть использованы для преобразования управляемой мощности потока, имеющейся на выходе гидроусилителя или насоса, в механическую мощность, идущую на вращение нагрузки. Расход жидкости преобразуется в скорость движения, а давление – в крутящий момент. По своей конструкции гидродвигатели подобны плунжерным насосам. Большинство двигателей имеет фиксированный удельный объем, так что скорость вращения зависит от величины расхода, поступающего к двигателю. Гидродвигатель можно оценить по значению его удельного расхода dA, размерность которого см3/об или см3/рад.

Как и насосы, гидродвигатели имеют утечки жидкости из полости рабочего давления, величина которых является функцией этого давления. Утечки можно оценить с помощью коэффициента утечек Кут или по величине коэффициента усиления по давлению. Для оценки утечек всей гидросистемы суммируются утечки двигателя с утечками управляющих агрегатов. Утечки гидродвигателя вызывают снижение его выходной мощности.

В гидродвигателе, имеющем цилиндрические поршни, утечки зависят в основном от рабочего давления и незначительно меняются при изменении скорости и направления движения. В гидродвигателе со сферическими поршнями величина утечек является функцией скорости вращения. Как следует характеристик, при низких рабочих давлениях и высоких скоростях вращения утечки могут иметь отрицательный знак. Влияние скорости вращения на величину утечек объясняется тем, что сферические поршни начинают вращаться внутри цилиндров.

Гидродвигетель со сферическими поршнями

Величины потерь мощности в гидродвигателях очень важны, так как именно они обусловливают в основном нелинейности рабочих характеристик. В этом случае высокое давление одновременно подается только к половине цилиндров. Потери мощности вызваны трением покоя, кулоновым трением к вязким трением жидкости.

Гидродвигатели

Если же расход, поступающий к гидродвигателю, регулируется гидроусилителем с закрытым центром, то характеристики потерь будут иметь вид кривых, и построенных для случая, когда одновременно ко всем поршням подходит высокое давление. При этом снижается усилие, потребное для сдвига блока цилиндров, но возрастают потери из-за трения покоя и кулонового трения.

Наличие трения покоя и присущих гидродвигателям колебаний момента нагрузки затрудняет обеспечение плавного управления на низких скоростях вращения. Однако влияние этих факторов может быть сведено к минимуму тщательной конструктивной проработкой системы и правильным выбором передаточного отношения между двигателем и нагрузкой.

Силовой гидравлической цилиндр с поршнем используется для преобразования энергии жидкости, идущей от гидроусилителя или насоса, в механическое поступательное движение. Скорость движения поршня пропорциональна величине расхода жидкости, подающейся в цилиндр, и обратно пропорциональна площади поршня. Желательно, там где это возможно, делать площади с обеих сторон поршня одинаковыми. Наличие равных площадей обеспечивает равенство сил и скоростей в обоих направлениях движения, а также облегчает расчет и анализ системы. Однако в определенных случаях соблюдать равенство площадей нерационально, так как при несимметричном поршне габариты исполнительного механизма будут меньше (шток выступает из цилиндра только с одной стороны). Такой поршень особенно выгоден, когда нагрузка несимметрична относительно направления движения поршня.

Для анализа динамических характеристик системы с несимметричным поршнем можно пользоваться средним значением площади. Поршневые исполнительные механизмы характеризуются площадью поршня и величиной его хода. Если расход к исполнительному механизму определяется гидроусилителем, то площадь поршня должна быть выбрана так, чтобы разность давлений на нем, потребная для преодоления максимальной нагрузки, не превышала бы 2/3 величины давления питания гидроусилителя.