نحوه محاسبه گشتاور خروجی و سرعت موتور هیدرولیک

موتورهای هیدرولیک و پمپ های هیدرولیک از نظر اصول کار متقابل هستند. هنگامی که مایع به پمپ هیدرولیک وارد می شود، شفت آن سرعت و گشتاور را تولید می کند که به یک موتور هیدرولیک تبدیل می شود.
1. ابتدا سرعت جریان واقعی موتور هیدرولیک را بدانید و سپس بازده حجمی موتور هیدرولیک را محاسبه کنید که نسبت دبی تئوری به دبی ورودی واقعی است.

2. سرعت موتور هیدرولیک برابر است با نسبت بین جریان ورودی تئوری و جابجایی موتور هیدرولیک، که همچنین برابر است با جریان ورودی واقعی ضرب در راندمان حجمی و سپس تقسیم بر جابجایی.
3. اختلاف فشار ورودی و خروجی موتور هیدرولیک را محاسبه کنید و با دانستن فشار ورودی و خروجی به ترتیب می توانید آن را بدست آورید.

4. گشتاور نظری پمپ هیدرولیک را که به اختلاف فشار بین ورودی و خروجی موتور هیدرولیک و جابجایی مربوط می شود، محاسبه کنید.

5. موتور هیدرولیک دارای تلفات مکانیکی در فرآیند کار واقعی است، بنابراین گشتاور خروجی واقعی باید گشتاور نظری منهای گشتاور تلفات مکانیکی باشد.
طبقه بندی اولیه و ویژگی های مرتبط پمپ های پلانجر و موتورهای هیدرولیک پلانجر
ویژگی های کاری فشار هیدرولیک راهپیمایی مستلزم داشتن اجزای هیدرولیک دارای سرعت بالا، فشار کاری بالا، ظرفیت تحمل بار خارجی همه جانبه، هزینه چرخه عمر کم و سازگاری محیطی خوب است.

ساختار قطعات آب بندی و دستگاه های توزیع جریان انواع، انواع و مارک های مختلف پمپ ها و موتورهای هیدرولیک مورد استفاده در درایوهای هیدرواستاتیک مدرن اساساً همگن هستند و فقط در جزئیات تفاوت دارند، اما مکانیسم های تبدیل حرکت اغلب بسیار متفاوت است.

طبقه بندی بر اساس سطح فشار کاری
در فناوری مدرن مهندسی هیدرولیک، پمپ‌های پیستونی مختلف عمدتاً در فشارهای متوسط ​​و بالا (پمپ‌های سری سبک و سری متوسط، حداکثر فشار 20-35 مگاپاسکال)، فشار بالا (پمپ‌های سری سنگین، 40-56 مگاپاسکال) و فشار فوق‌العاده استفاده می‌شوند. (پمپ های ویژه، > 56MPa) سیستم به عنوان عنصر انتقال قدرت استفاده می شود. سطح استرس شغلی یکی از ویژگی های طبقه بندی آنهاست.

با توجه به رابطه موقعیت نسبی بین پیستون و محور محرک در مکانیزم تبدیل حرکت، پمپ پلانجر و موتور معمولاً به دو دسته تقسیم می شوند: پمپ/موتور پیستون محوری و پمپ/موتور پیستون شعاعی. جهت حرکت پیستون اول موازی یا با محور محور محور حرکت می کند تا زاویه ای بیشتر از 45 درجه تشکیل دهد، در حالی که پیستون دومی اساساً عمود بر محور محور محور حرکت می کند.

در المان پیستون محوری، به طور کلی به دو نوع تقسیم می شود: نوع صفحه swash و نوع محور شیبدار با توجه به حالت تبدیل حرکت و شکل مکانیزم بین پیستون و محور محرک، اما روش های توزیع جریان آنها مشابه است. تنوع پمپ های پیستونی شعاعی نسبتاً ساده است، در حالی که موتورهای پیستونی شعاعی اشکال ساختاری مختلفی دارند، به عنوان مثال، می توان آنها را بر اساس تعداد عملکردها تقسیم کرد.

طبقه بندی پایه پمپ های هیدرولیک نوع پیستونی و موتورهای هیدرولیک برای درایوهای هیدرواستاتیک بر اساس مکانیسم های تبدیل حرکت
پمپ های هیدرولیک پیستونی به دو دسته پمپ های هیدرولیک پیستونی محوری و هیدرولیک پیستونی محوری تقسیم می شوند. پمپ های هیدرولیک پیستونی محوری بیشتر به پمپ های هیدرولیک پیستونی محوری صفحه سواش (پمپ های هیدرولیک پیستونی محوری) و پمپ های هیدرولیک پیستونی محوری محوری (پمپ های محور شیب) تقسیم می شوند.
پمپ های هیدرولیک پیستونی محوری به پمپ های هیدرولیک پیستونی شعاعی توزیع جریان محوری و هیدرولیک هیدرولیک پیستونی شعاعی توزیع وجهی تقسیم می شوند.

موتورهای هیدرولیک پیستونی به دو دسته هیدروموتورهای پیستونی محوری و هیدروموتورهای هیدرولیک پیستونی شعاعی تقسیم می شوند. موتورهای هیدرولیک پیستون محوری به هیدروموتورهای هیدرولیک پیستونی محوری صفحه سواش (موتورهای سواش صفحه)، هیدروموتورهای هیدرولیک پیستونی محوری محوری (موتورهای محور شیب) و هیدروموتورهای هیدرولیک پیستونی محوری چندکاره تقسیم می شوند.
موتورهای هیدرولیک پیستونی شعاعی به هیدروموتورهای هیدرولیک پیستونی شعاعی تک اثره و هیدروموتورهای هیدرولیک پیستونی شعاعی چند کاره تقسیم می شوند.
(موتور منحنی داخلی)

عملکرد دستگاه توزیع جریان این است که سیلندر پیستون کار را در موقعیت و زمان چرخش صحیح به کانال های فشار قوی و کم فشار در مدار متصل می کند و اطمینان حاصل می کند که مناطق فشار بالا و پایین بر روی قطعه و در مدار در هر موقعیت چرخشی جزء هستند. و همیشه با نوار آب بندی مناسب عایق بندی می شوند.

با توجه به اصل کار، دستگاه توزیع جریان را می توان به سه نوع تقسیم کرد: نوع اتصال مکانیکی، نوع باز و بسته شدن فشار تفاضلی و نوع باز و بسته شدن شیر برقی.

در حال حاضر، پمپ های هیدرولیک و موتورهای هیدرولیک برای انتقال نیرو در دستگاه های محرک هیدرواستاتیک عمدتاً از اتصال مکانیکی استفاده می کنند.

دستگاه توزیع جریان از نوع پیوند مکانیکی مجهز به یک شیر دوار، یک شیر صفحه ای یا یک شیر کشویی است که به طور همزمان با شفت اصلی قطعه مرتبط است و جفت توزیع جریان از یک قسمت ثابت و یک قسمت متحرک تشکیل شده است.

قطعات استاتیک دارای شکاف های عمومی هستند که به ترتیب به درگاه های روغن فشار قوی و کم فشار قطعات متصل می شوند و قطعات متحرک با یک پنجره توزیع جریان جداگانه برای هر سیلندر پیستون ارائه می شوند.

هنگامی که قسمت متحرک به قسمت ثابت متصل می شود و حرکت می کند، پنجره های هر سیلندر به طور متناوب با شیارهای فشار قوی و کم روی قسمت ثابت متصل شده و روغن وارد یا تخلیه می شود.

حالت حرکت باز و بسته شدن همپوشانی پنجره توزیع جریان، فضای نصب باریک و کار اصطکاک لغزشی نسبتاً زیاد، همگی باعث می‌شوند که یک مهر و موم انعطاف‌پذیر یا الاستیک بین قسمت ثابت و قسمت متحرک ترتیب داده شود.

این به طور کامل توسط فیلم روغن با ضخامت در سطح میکرون در شکاف بین "آینه های توزیع کننده" سفت و سخت مانند سطوح با دقت مناسب، کره ها، استوانه ها یا سطوح مخروطی، که مهر و موم شکاف است، مهر و موم می شود.

بنابراین، الزامات بسیار بالایی برای انتخاب و پردازش مواد دوگانه جفت توزیع وجود دارد. در عین حال، مرحله توزیع پنجره دستگاه توزیع جریان نیز باید دقیقاً با موقعیت معکوس مکانیزمی که پیستون را برای تکمیل حرکت رفت و برگشتی و داشتن توزیع نیروی معقول ارتقا می‌دهد، هماهنگ شود.

اینها الزامات اساسی برای اجزای پیستون با کیفیت بالا هستند و شامل فناوری‌های ساخت هسته مرتبط هستند. جریان اصلی توزیع جریان اتصال مکانیکی که در اجزای هیدرولیک پیستون مدرن استفاده می شود، توزیع جریان سطحی انتهایی و توزیع جریان شفت است.

اشکال دیگر مانند نوع سوپاپ کشویی و نوع تاب سیلندر به ندرت استفاده می شود.

توزیع چهره انتهایی نیز توزیع محوری نامیده می شود. بدنه اصلی مجموعه ای از شیر دوار از نوع صفحه ای است که از یک صفحه توزیع مسطح یا کروی با دو بریدگی هلالی شکل که با سوراخ توزیع عدسی شکل به وجه انتهایی سیلندر متصل شده است، تشکیل شده است.

این دو نسبتاً بر روی صفحه عمود بر محور محرک می چرخند و موقعیت نسبی بریدگی ها روی صفحه سوپاپ و منافذ روی صفحه انتهایی سیلندر طبق قوانین خاصی مرتب می شوند.

به طوری که سیلندر پیستون در مکش روغن یا ضربه فشار روغن می تواند به طور متناوب با شکاف های مکش و تخلیه روغن روی بدنه پمپ ارتباط برقرار کند و در عین حال همیشه می تواند از جداسازی و آب بندی بین محفظه مکش و تخلیه روغن اطمینان حاصل کند.

توزیع جریان محوری را توزیع جریان شعاعی نیز می نامند. اصل کار آن شبیه به دستگاه توزیع جریان انتهایی است، اما یک ساختار شیر دوار است که از یک هسته شیر نسبتاً دوار و آستین سوپاپ تشکیل شده است و یک سطح توزیع جریان دوار استوانه‌ای یا کمی مخروطی دارد.

به منظور تسهیل تطبیق و نگهداری مواد سطح اصطکاک قطعات جفت توزیع، گاهی اوقات یک لاینر یا بوش قابل تعویض در دو دستگاه توزیع فوق تنظیم می شود.

نوع باز و بسته شدن فشار دیفرانسیل، دستگاه توزیع جریان نوع شیر صندلی نیز نامیده می شود. در ورودی و خروجی روغن هر سیلندر پیستون مجهز به یک سوپاپ نشیمنگاهی است تا روغن فقط در یک جهت جریان داشته باشد و فشار بالا و پایین را جدا کند. حفره روغن

این دستگاه توزیع جریان دارای ساختار ساده، عملکرد آب بندی خوب است و می تواند تحت فشار بسیار بالا کار کند.

اما اصل باز و بسته شدن فشار دیفرانسیل باعث می شود که این نوع پمپ برگشت پذیری تبدیل به شرایط کاری موتور را نداشته باشد و نتوان از آن به عنوان پمپ هیدرولیک اصلی در سیستم مدار بسته دستگاه درایو هیدرواستاتیک استفاده کرد.
نوع باز و بسته شدن شیر برقی کنترل عددی یک دستگاه پیشرفته توزیع جریان است که در سال های اخیر ظهور کرده است. همچنین یک سوپاپ توقف را در ورودی و خروجی روغن هر سیلندر پیستون تنظیم می کند، اما توسط یک آهنربای الکتریکی با سرعت بالا که توسط یک دستگاه الکترونیکی کنترل می شود، فعال می شود و هر سوپاپ می تواند در هر دو جهت جریان یابد.

اصل کار پمپ پلانجر (موتور) با توزیع کنترل عددی: شیرهای برقی با سرعت بالا 1 و 2 به ترتیب جهت جریان روغن را در محفظه کاری بالایی سیلندر پلانجر کنترل می کنند.

هنگامی که شیر یا شیر باز می شود، سیلندر پیستون به ترتیب به مدار فشار کم یا فشار قوی متصل می شود و عمل باز و بسته شدن آنها فاز چرخشی است که توسط دستگاه تنظیم کنترل عددی 9 مطابق با دستور تنظیم و ورودی اندازه گیری می شود. (خروجی) سنسور زاویه چرخش شفت 8 بعد از حل کنترل می شود.

حالتی که در شکل نشان داده شده است وضعیت کار پمپ هیدرولیک است که در آن شیر بسته است و محفظه کار سیلندر پیستون روغن را از طریق شیر باز به مدار فشار قوی می رساند.

از آنجایی که پنجره توزیع جریان ثابت سنتی با یک شیر برقی با سرعت بالا جایگزین می‌شود که می‌تواند آزادانه رابطه باز و بسته شدن را تنظیم کند، می‌تواند به طور انعطاف‌پذیر زمان عرضه روغن و جهت جریان را کنترل کند.

این نه تنها دارای مزایای برگشت پذیری نوع اتصال مکانیکی و نشتی کم از نوع باز و بسته شدن اختلاف فشار است، بلکه دارای عملکرد تحقق متغیر بدون پله دو طرفه با تغییر مداوم ضربه موثر پیستون است.

پمپ پیستون نوع توزیع جریان با کنترل عددی و موتور متشکل از آن عملکرد عالی دارند که نشان دهنده جهت توسعه مهم اجزای هیدرولیک پیستون در آینده است.

البته، فرض استفاده از فناوری توزیع جریان کنترل عددی، پیکربندی شیرهای برقی با سرعت بالا با کیفیت بالا و کم انرژی و نرم افزار و سخت افزار دستگاه تنظیم کنترل عددی بسیار قابل اعتماد است.

اگرچه هیچ رابطه تطبیقی ​​لازم بین دستگاه توزیع جریان جزء هیدرولیک پیستون و مکانیسم محرک پیستون در اصل وجود ندارد، عموماً اعتقاد بر این است که توزیع سطح انتهایی سازگاری بهتری با قطعات با فشار کاری بالاتر دارد. اکثر پمپ های پیستونی محوری و موتورهای پیستونی که امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، از توزیع جریان انتهایی استفاده می کنند. پمپ ها و موتورهای پیستونی شعاعی از توزیع جریان شفت و توزیع جریان انتهایی استفاده می کنند و همچنین برخی از اجزای با کارایی بالا با توزیع جریان شفت وجود دارد. از نقطه نظر ساختاری، دستگاه توزیع کنترل عددی با کارایی بالا برای اجزای پیستون شعاعی مناسب تر است. برخی نظرات در مورد مقایسه دو روش توزیع جریان انتهایی و توزیع جریان محوری. برای مرجع، موتورهای هیدرولیک دنده سیکلوئیدی نیز در آن ذکر شده است. از داده های نمونه، موتور هیدرولیک دنده سیکلوئیدی با توزیع سطح انتهایی عملکرد به طور قابل توجهی بالاتر از توزیع شفت دارد، اما این به دلیل موقعیت دومی به عنوان یک محصول ارزان است و همین روش را در جفت مش بندی، محور پشتیبانی و غیره اتخاذ می کند. اجزاء ساده سازی ساختار و دلایل دیگر به این معنی نیست که فاصله زیادی بین عملکرد توزیع جریان انتهایی و خود توزیع جریان شفت وجود دارد.