Гидропривод поворотного движения.
Гидропривод поворотного движения использует моментный гидроцилиндр, совершающий возвратно-поворотное движение. Схема циркуляции жидкости во многом определяет конструкцию и область применения гидропривода. Различают две схемы гидропривода: открытую (разомкнутую) и закрытую (замкнутую).Открытая схема гидропривода характеризуется тем, что рабочая жидкость от насоса к гидра двигателю размыкается баком значительной емкости, т. е. циркулирует по схеме насос — гидра двигатель — бак. Гидропривод, выполненный по этой схеме, имеет простую конструкцию, и кроме насоса и гидра двигателя требует также предохранительного клапана для защиты от перегрузки, крана для включения, выключения и реверсирования гидра двигателя, а также бака для жидкости. Сливная линия гидра двигателя, как и всасывающая линия насоса, непосредственно соединена с баком, сообщающимся с атмосферой, что обеспечивает свободный слив жидкости изгидра двигателя и питание насоса под атмосферным давлением. Достоинствами открытых схем гидропривода являются простота, возможность создания многодвигательных систем различных конструкций с одним насосом, хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Недостатки этой схемы: большие габариты, вакуум во всасывающей линии, что ограничивает применение быстроходных насосов из-за возможной кавитации, проникновение в систему воздуха, что нарушает плавность работы механизмов, а также трудность реверсирования в процессе работы тяжело нагруженного гидра двигателя. По открытой схеме циркуляции выполняется большая часть гидроприводов горных машин как вращательного, так и поступательного движения. Закрытая схема гидропривода требует предварительного заполнения жидкости, которая отделена от атмосферы и при работе гидропривода циркулирует по схеме.
когда в качестве гидродвигателя применён поворотный гидродвигатель, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает возвратно-поворотное движение на угол, меньший 360°.
Поворотный гидродвигатель (неполноповоротный гидромотор, поворотный гидроцилиндр) — гидравлическая машина, предназначенная для преобразования гидравлической энергии в механическую, и для сообщения рабочему органу возвратно-вращательного движения на угол, меньший 360°.
Рисунок 1 - Двухпластинчатый поворотный гидродвигатель: фиолетовым цветом показана полость высокого давления, зеленовато-голубоватым — полость низкого давления
Чем больше количество пластин, тем больший момент на валу, но тем меньший угол поворота гидродвигателя, и тем меньшая угловая скорость вращения.
Максимальный угол поворота гидродвигателя зависит от числа пластин следующим образом: для однопластинчатого он составляет порядка 270°, для двухпластинчатого — около 150°, для трёхпластинчатого — до 70° [1]. Гидродвигатели с числом пластин большим четырёх изготавливают редко [2].
Момент на валу пластинчатого поворотного гидродвигателя зависит от разности давлений в напорной и сливной гидролиниях, от разницы диаметров ротора и статора, от длины пластин и от числа пластин:
где:
b — длина пластины,
p1 и p2 — давления, соответственно, в полостях высокого и низкого давлений,
r1 — радиус внутренней поверхности статора,
r2 — радиус ротора,
z — число пластин.
Управление движением вала поворотного гидродвигателя осуществляется с помощью гидрораспределителя, либо с помощью средств регулирования гидропривода.
Поворотные гидродвигатели применяются, например, в механизмах поворота заслонок, во вращающихся упорах и др.
Вследствие того, что трудно обеспечить надёжное уплотнение пластин, пластинчатые поворотные гидродвигатели применяются только при низких давлениях рабочей жидкости [3].
Помимо пластинчатых поворотных гидродвигателей, применяются кривошипно-шатунные гидравлические поворотные механизмы, а также механизмы с зубчато-реечной передачей.