Come calcolare la coppia di uscita e la velocità del motore idraulico

I motori idraulici e le pompe idrauliche sono reciproci in termini di principi di funzionamento. Quando il liquido viene immesso nella pompa idraulica, il suo albero produce velocità e coppia, che diventa un motore idraulico.
1. Conoscere innanzitutto la portata effettiva del motore idraulico, quindi calcolare l'efficienza volumetrica del motore idraulico, che è il rapporto tra la portata teorica e la portata effettiva in ingresso;

2. La velocità del motore idraulico è uguale al rapporto tra il flusso in ingresso teorico e la cilindrata del motore idraulico, che è anche uguale al flusso in ingresso effettivo moltiplicato per l'efficienza volumetrica e quindi diviso per la cilindrata;
3. Calcola la differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita del motore idraulico e puoi ottenerla conoscendo rispettivamente la pressione in ingresso e la pressione in uscita;

4. Calcolare la coppia teorica della pompa idraulica, che è correlata alla differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita del motore idraulico e la cilindrata;

5. Il motore idraulico presenta perdite meccaniche durante il processo di lavoro effettivo, quindi la coppia di uscita effettiva dovrebbe essere la coppia teorica meno la coppia di perdita meccanica;
Classificazione di base e relative caratteristiche delle pompe a pistoni e dei motori idraulici a pistoni
Le caratteristiche di funzionamento della pressione idraulica mobile richiedono che i componenti idraulici abbiano alta velocità, elevata pressione di esercizio, capacità di carico esterno a tutto tondo, basso costo del ciclo di vita e buona adattabilità ambientale.

Le strutture delle parti di tenuta e dei dispositivi di distribuzione del flusso di vari tipi, tipi e marche di pompe idrauliche e motori utilizzati nelle moderne trasmissioni idrostatiche sono sostanzialmente omogenee, con solo alcune differenze nei dettagli, ma i meccanismi di conversione del movimento sono spesso molto diversi.

Classificazione in base al livello di pressione di lavoro
Nella moderna tecnologia di ingegneria idraulica, varie pompe a pistoni vengono utilizzate principalmente a media e alta pressione (pompe della serie leggera e media, pressione massima 20-35 MPa), alta pressione (pompe della serie pesante, 40-56 MPa) e altissima pressione (pompe speciali, >56MPa) viene utilizzato come elemento di trasmissione di potenza. Il livello di stress lavorativo è una delle loro caratteristiche di classificazione.

In base alla relazione di posizione relativa tra lo stantuffo e l'albero motore nel meccanismo di conversione del movimento, la pompa a stantuffo e il motore sono generalmente divisi in due categorie: pompa/motore a pistoni assiali e pompa/motore a pistoni radiali. La direzione di movimento del primo pistone è parallela o si interseca con l'asse dell'albero motore per formare un angolo non superiore a 45°, mentre il pistone del secondo si muove sostanzialmente perpendicolare all'asse dell'albero motore.

Nell'elemento a stantuffo assiale, è generalmente diviso in due tipi: il tipo a piatto oscillante e il tipo ad albero inclinato in base alla modalità di conversione del movimento e alla forma del meccanismo tra lo stantuffo e l'albero motore, ma i loro metodi di distribuzione del flusso sono simili. La varietà delle pompe a pistoni radiali è relativamente semplice, mentre i motori a pistoni radiali hanno varie forme strutturali, ad esempio possono essere ulteriormente suddivisi in base al numero di azioni

Classificazione di base delle pompe idrauliche a pistone e dei motori idraulici per azionamenti idrostatici in base ai meccanismi di conversione del movimento
Le pompe idrauliche a pistoni si dividono in pompe idrauliche a pistoni assiali e pompe idrauliche a pistoni assiali. Le pompe idrauliche a pistoni assiali sono ulteriormente suddivise in pompe idrauliche a pistoni assiali con piatto oscillante (pompe con piatto oscillante) e pompe idrauliche a pistoni assiali ad asse inclinato (pompe ad asse inclinato).
Le pompe idrauliche a pistoni assiali sono suddivise in pompe idrauliche a pistoni radiali con distribuzione del flusso assiale e pompe idrauliche a pistoni radiali con distribuzione frontale.

I motori idraulici a pistoni sono suddivisi in motori idraulici a pistoni assiali e motori idraulici a pistoni radiali. I motori idraulici a pistoni assiali sono suddivisi in motori idraulici a pistoni assiali con piatto oscillante (motori con piatto oscillante), motori idraulici a pistoni assiali con asse inclinato (motori con asse inclinato) e motori idraulici a pistoni assiali multi-azione.
I motori idraulici a pistoni radiali sono suddivisi in motori idraulici a pistoni radiali a semplice effetto e motori idraulici a pistoni radiali a multieffetto
(motore curva interna)

La funzione del dispositivo di distribuzione del flusso è quella di collegare il cilindro dello stantuffo di lavoro con i canali di alta e bassa pressione nel circuito nella posizione e nel momento di rotazione corretti e di garantire che le aree di alta e bassa pressione sul componente e nel circuito si trovano in qualsiasi posizione di rotazione del componente. e siano sempre isolati da idoneo nastro sigillante.

Secondo il principio di funzionamento, il dispositivo di distribuzione del flusso può essere suddiviso in tre tipi: tipo a collegamento meccanico, tipo con apertura e chiusura a pressione differenziale e tipo con apertura e chiusura dell'elettrovalvola.

Attualmente, le pompe idrauliche e i motori idraulici per la trasmissione di potenza nei dispositivi di azionamento idrostatico utilizzano principalmente collegamenti meccanici.

Il dispositivo di distribuzione del flusso a collegamento meccanico è dotato di una valvola rotativa, una valvola a piastra o una valvola a cassetto collegata in modo sincrono con l'albero principale del componente e la coppia di distribuzione del flusso è composta da una parte fissa e una parte mobile.

Le parti statiche sono dotate di fessure pubbliche che sono rispettivamente collegate alle porte dell'olio di alta e bassa pressione dei componenti, e le parti mobili sono dotate di una finestra di distribuzione del flusso separata per ciascun cilindro tuffante.

Quando la parte mobile è fissata alla parte fissa e si muove, le finestre di ciascun cilindro si collegheranno alternativamente alle fessure di alta e bassa pressione sulla parte fissa e l'olio verrà introdotto o scaricato.

La modalità di movimento di apertura e chiusura sovrapposta della finestra di distribuzione del flusso, lo spazio di installazione ristretto e il lavoro di attrito radente relativamente elevato rendono impossibile la realizzazione di una tenuta flessibile o elastica tra la parte fissa e la parte mobile.

È completamente sigillato dal film d'olio dello spessore di un micron nello spazio tra gli "specchi distributori" rigidi come piani di precisione, sfere, cilindri o superfici coniche, che costituisce la guarnizione dello spazio.

Pertanto, ci sono requisiti molto elevati per la selezione e la lavorazione del doppio materiale della coppia di distribuzione. Allo stesso tempo, anche la fase di distribuzione della finestra del dispositivo di distribuzione del flusso dovrebbe essere coordinata con precisione con la posizione di inversione del meccanismo che promuove lo stantuffo per completare il movimento alternativo e avere una ragionevole distribuzione della forza.

Questi sono i requisiti di base per componenti di stantuffi di alta qualità e coinvolgono le relative tecnologie di produzione principali. I principali dispositivi di distribuzione del flusso con collegamento meccanico utilizzati nei moderni componenti idraulici a stantuffo sono la distribuzione del flusso sulla superficie terminale e la distribuzione del flusso sull'albero.

Altre forme come il tipo con valvola a cassetto e il tipo con oscillazione con perno del cilindro vengono utilizzate raramente.

La distribuzione delle facce finali è anche chiamata distribuzione assiale. Il corpo principale è un set di valvole rotative a piastra, composto da una piastra di distribuzione piatta o sferica con due tacche a forma di mezzaluna fissate alla faccia terminale del cilindro con un foro di distribuzione a forma lenticolare.

I due ruotano relativamente sul piano perpendicolare all'albero motore, e le posizioni relative delle tacche sulla piastra della valvola e delle aperture sulla faccia terminale del cilindro sono disposte secondo determinate regole.

In modo che il cilindro dello stantuffo nella corsa di aspirazione dell'olio o di pressione dell'olio possa comunicare alternativamente con le fessure di aspirazione e di scarico dell'olio sul corpo della pompa e allo stesso tempo possa sempre garantire l'isolamento e la tenuta tra le camere di aspirazione e di scarico dell'olio;

La distribuzione del flusso assiale è anche chiamata distribuzione del flusso radiale. Il suo principio di funzionamento è simile a quello del dispositivo di distribuzione del flusso sull'estremità, ma è una struttura della valvola rotativa composta da un nucleo della valvola e un manicotto della valvola relativamente rotanti e adotta una superficie di distribuzione del flusso rotante cilindrica o leggermente affusolata.

Per facilitare l'adattamento e la manutenzione del materiale della superficie di attrito delle parti della coppia di distribuzione, a volte nei due dispositivi di distribuzione sopra indicati viene installata una camicia o una boccola sostituibile.

Il tipo di apertura e chiusura a pressione differenziale è anche chiamato dispositivo di distribuzione del flusso del tipo con valvola a sede. È dotato di una valvola di ritegno del tipo con valvola a sede all'ingresso e all'uscita dell'olio di ciascun cilindro a stantuffo, in modo che l'olio possa fluire solo in una direzione e isolare l'alta e la bassa pressione. cavità dell'olio.

Questo dispositivo di distribuzione del flusso ha una struttura semplice, buone prestazioni di tenuta e può funzionare a pressioni estremamente elevate.

Tuttavia, il principio di apertura e chiusura della pressione differenziale fa sì che questo tipo di pompa non abbia la reversibilità di conversione alla condizione di lavoro del motore e non possa essere utilizzata come pompa idraulica principale nel sistema a circuito chiuso del dispositivo di azionamento idrostatico.
Il tipo di apertura e chiusura dell'elettrovalvola a controllo numerico è un dispositivo avanzato di distribuzione del flusso emerso negli ultimi anni. Imposta inoltre una valvola di arresto all'ingresso e all'uscita dell'olio di ciascun cilindro stantuffo, ma è azionata da un elettromagnete ad alta velocità controllato da un dispositivo elettronico e ciascuna valvola può fluire in entrambe le direzioni.

Il principio di funzionamento di base della pompa a stantuffo (motore) con distribuzione a controllo numerico: le elettrovalvole ad alta velocità 1 e 2 controllano rispettivamente la direzione del flusso dell'olio nella camera di lavoro superiore del cilindro a stantuffo.

Quando la valvola o la valvola viene aperta, il cilindro tuffante è collegato rispettivamente al circuito di bassa pressione o alta pressione e la loro azione di apertura e chiusura è la fase di rotazione misurata dal dispositivo di regolazione a controllo numerico 9 in base al comando di regolazione e all'ingresso Sensore dell'angolo di rotazione dell'albero (uscita) 8 Controllato dopo la risoluzione.

Lo stato mostrato in figura è la condizione di lavoro della pompa idraulica in cui la valvola è chiusa e la camera di lavoro del cilindro tuffante fornisce olio al circuito ad alta pressione attraverso la valvola aperta.

Poiché la tradizionale finestra di distribuzione del flusso fissa è sostituita da un'elettrovalvola ad alta velocità che può regolare liberamente la relazione di apertura e chiusura, può controllare in modo flessibile il tempo di alimentazione dell'olio e la direzione del flusso.

Non solo presenta i vantaggi della reversibilità del tipo a collegamento meccanico e della bassa perdita del tipo di apertura e chiusura della differenza di pressione, ma ha anche la funzione di realizzare una variabile continua bidirezionale modificando continuamente la corsa effettiva dello stantuffo.

La pompa a stantuffo con distribuzione del flusso a controllo numerico e il motore da essa composto offrono prestazioni eccellenti, che riflettono un'importante direzione di sviluppo dei componenti idraulici a stantuffo in futuro.

Naturalmente, la premessa per adottare la tecnologia di distribuzione del flusso a controllo numerico è quella di configurare elettrovalvole ad alta velocità di alta qualità, a basso consumo energetico e software e hardware del dispositivo di regolazione del controllo numerico altamente affidabili.

Sebbene in linea di principio non esista una relazione di adattamento necessaria tra il dispositivo di distribuzione del flusso del componente idraulico dello stantuffo e il meccanismo di azionamento dello stantuffo, si ritiene generalmente che la distribuzione delle facce terminali abbia una migliore adattabilità ai componenti con pressione di esercizio più elevata. La maggior parte delle pompe a pistoni assiali e dei motori a pistoni ampiamente utilizzati ora utilizzano la distribuzione del flusso sulle facce finali. Le pompe e i motori a pistoni radiali utilizzano la distribuzione del flusso dell'albero e la distribuzione del flusso sulle superfici finali e sono inoltre disponibili alcuni componenti ad alte prestazioni con distribuzione del flusso dell'albero. Da un punto di vista strutturale, il dispositivo di distribuzione del flusso a controllo numerico ad alte prestazioni è più adatto per componenti a stantuffo radiale. Alcuni commenti sul confronto tra i due metodi di distribuzione del flusso frontale e di distribuzione del flusso assiale. A titolo di riferimento, vengono qui citati anche motori idraulici a ingranaggi cicloidali. Dai dati del campione, il motore idraulico a ingranaggi cicloidali con distribuzione delle facce finali ha prestazioni significativamente più elevate rispetto alla distribuzione dell'albero, ma ciò è dovuto al posizionamento di quest'ultimo come prodotto economico e adotta lo stesso metodo nella coppia di ingranamenti, supportando alberi e altri componenti. Semplificare la struttura e altre ragioni non significa che vi sia un divario così grande tra le prestazioni della distribuzione del flusso sulle facce finali e la distribuzione del flusso dell'albero stesso.