كيفية حساب عزم الدوران الناتج وسرعة المحرك الهيدروليكي

المحركات الهيدروليكية والمضخات الهيدروليكية متبادلة من حيث مبادئ العمل. عندما يتم إدخال السائل إلى المضخة الهيدروليكية، فإن عمودها يخرج السرعة وعزم الدوران، والذي يصبح محركًا هيدروليكيًا.
1. تعرف أولاً على معدل التدفق الفعلي للمحرك الهيدروليكي، ثم احسب الكفاءة الحجمية للمحرك الهيدروليكي، وهي نسبة معدل التدفق النظري إلى معدل تدفق الإدخال الفعلي؛

2. سرعة المحرك الهيدروليكي تساوي النسبة بين تدفق الإدخال النظري وإزاحة المحرك الهيدروليكي، والتي تساوي أيضًا تدفق الإدخال الفعلي مضروبًا في الكفاءة الحجمية ثم مقسومًا على الإزاحة؛
3. احسب فرق الضغط بين مدخل ومخرج المحرك الهيدروليكي، ويمكنك الحصول عليه من خلال معرفة ضغط المدخل وضغط المخرج على التوالي؛

4. احسب عزم الدوران النظري للمضخة الهيدروليكية، والذي يرتبط بفرق الضغط بين مدخل ومخرج المحرك الهيدروليكي والإزاحة؛

5. المحرك الهيدروليكي لديه خسارة ميكانيكية في عملية العمل الفعلية، لذلك يجب أن يكون عزم الدوران الناتج الفعلي هو عزم الدوران النظري مطروحًا منه عزم الخسارة الميكانيكية؛
التصنيف الأساسي والخصائص ذات الصلة لمضخات المكبس والمحركات الهيدروليكية المكبس
تتطلب خصائص العمل للضغط الهيدروليكي المتحرك أن تكون المكونات الهيدروليكية ذات سرعة عالية، وضغط عمل مرتفع، وقدرة تحمل حمولة خارجية شاملة، وتكلفة دورة حياة منخفضة، وقدرة جيدة على التكيف البيئي.

إن هياكل أجزاء الختم وأجهزة توزيع التدفق من مختلف الأنواع والأنواع والعلامات التجارية للمضخات والمحركات الهيدروليكية المستخدمة في المحركات الهيدروستاتيكية الحديثة متجانسة بشكل أساسي، مع بعض الاختلافات فقط في التفاصيل، ولكن آليات تحويل الحركة غالبًا ما تكون مختلفة جدًا.

التصنيف حسب مستوى ضغط العمل
في تكنولوجيا الهندسة الهيدروليكية الحديثة، يتم استخدام مضخات الغطاس المختلفة بشكل رئيسي في الضغط المتوسط ​​والعالي (مضخات السلسلة الخفيفة والمتوسطة، الحد الأقصى للضغط 20-35 ميجا باسكال)، والضغط العالي (مضخات السلسلة الثقيلة، 40-56 ميجا باسكال) والضغط العالي للغاية يتم استخدام نظام (المضخات الخاصة،> 56MPa) كعنصر لنقل الطاقة. مستوى الإجهاد الوظيفي هو أحد ميزات التصنيف الخاصة بهم.

وفقًا لعلاقة الموضع النسبي بين المكبس وعمود الإدارة في آلية تحويل الحركة، يتم تقسيم مضخة المكبس والمحرك عادةً إلى فئتين: مضخة / محرك المكبس المحوري ومضخة / محرك المكبس الشعاعي. يكون اتجاه حركة المكبس السابق موازيًا أو يتقاطع مع محور عمود الإدارة ليشكل زاوية لا تزيد عن 45 درجة، بينما يتحرك المكبس الأخير بشكل عمودي بشكل كبير على محور عمود الإدارة.

في عنصر المكبس المحوري، يتم تقسيمه عمومًا إلى نوعين: نوع اللوحة المتقطعة ونوع العمود المائل وفقًا لوضع تحويل الحركة وشكل الآلية بين المكبس وعمود الإدارة، لكن طرق توزيع التدفق متشابهة. يعد تنوع مضخات المكبس الشعاعي بسيطًا نسبيًا، في حين أن محركات المكبس الشعاعي لها أشكال هيكلية مختلفة، على سبيل المثال، يمكن تقسيمها بشكل أكبر وفقًا لعدد الإجراءات

التصنيف الأساسي للمضخات الهيدروليكية من النوع المكبس والمحركات الهيدروليكية للمحركات الهيدروستاتيكية وفقًا لآليات تحويل الحركة
تنقسم المضخات الهيدروليكية للمكبس إلى مضخات هيدروليكية بمكبس محوري ومضخات هيدروليكية بمكبس محوري. تنقسم المضخات الهيدروليكية ذات المكبس المحوري أيضًا إلى مضخات هيدروليكية ذات مكبس محوري ذات لوحة متموجة (مضخات ذات لوحة متموجة) ومضخات هيدروليكية ذات مكبس محوري مائل (مضخات ذات محور مائل).
تنقسم المضخات الهيدروليكية للمكبس المحوري إلى مضخات هيدروليكية بمكبس شعاعي لتوزيع التدفق المحوري ومضخات هيدروليكية بمكبس شعاعي لتوزيع الوجه النهائي.

تنقسم المحركات الهيدروليكية للمكبس إلى محركات هيدروليكية بمكبس محوري ومحركات هيدروليكية بمكبس شعاعي. تنقسم المحركات الهيدروليكية ذات المكبس المحوري إلى محركات هيدروليكية ذات مكبس محوري ذات لوحة متقطعة (محركات ذات لوحة متموجة) ومحركات هيدروليكية ذات مكبس محوري مائل (محركات ذات محور مائل) ومحركات هيدروليكية ذات مكبس محوري متعددة الحركة.
تنقسم المحركات الهيدروليكية ذات المكبس الشعاعي إلى محركات هيدروليكية ذات مكبس شعاعي أحادي الفعل ومحركات هيدروليكية ذات مكبس شعاعي متعدد الفعل
(محرك المنحنى الداخلي)

تتمثل وظيفة جهاز توزيع التدفق في جعل أسطوانة المكبس العاملة تتصل بقنوات الضغط العالي والضغط المنخفض في الدائرة في موضع ووقت الدوران الصحيحين، والتأكد من أن مناطق الضغط العالي والمنخفض على المكون و في الدائرة في أي موضع دوران للمكون. وتكون معزولة في جميع الأوقات بشريط مانع للتسرب مناسب.

وفقًا لمبدأ العمل، يمكن تقسيم جهاز توزيع التدفق إلى ثلاثة أنواع: نوع الربط الميكانيكي، ونوع فتح وإغلاق الضغط التفاضلي، ونوع فتح وإغلاق صمام الملف اللولبي.

في الوقت الحاضر، تستخدم المضخات الهيدروليكية والمحركات الهيدروليكية لنقل الطاقة في أجهزة الدفع الهيدروستاتيكي بشكل أساسي الوصلات الميكانيكية.

تم تجهيز جهاز توزيع التدفق من نوع الارتباط الميكانيكي بصمام دوار أو صمام لوحة أو صمام منزلق مرتبط بشكل متزامن مع العمود الرئيسي للمكون، ويتكون زوج توزيع التدفق من جزء ثابت وجزء متحرك.

يتم تزويد الأجزاء الثابتة بفتحات عامة متصلة على التوالي بمنافذ زيت الضغط العالي والمنخفض للمكونات، ويتم تزويد الأجزاء المتحركة بنافذة توزيع تدفق منفصلة لكل أسطوانة كباس.

عندما يتم ربط الجزء المتحرك بالجزء الثابت ويتحرك، فإن نوافذ كل أسطوانة سوف تتصل بالتناوب مع فتحات الضغط العالي والمنخفض على الجزء الثابت، وسيتم إدخال أو تفريغ الزيت.

إن وضع حركة الفتح والإغلاق المتداخل لنافذة توزيع التدفق، ومساحة التثبيت الضيقة وأعمال الاحتكاك المنزلقة العالية نسبيًا، كلها تجعل من المستحيل ترتيب ختم مرن أو مرن بين الجزء الثابت والجزء المتحرك.

إنه مغلق تمامًا بطبقة زيتية بسماكة مستوى ميكرون في الفجوة بين "مرايا التوزيع" الصلبة مثل الطائرات أو المجالات أو الأسطوانات أو الأسطح المخروطية ذات الدقة الدقيقة، وهو ختم الفجوة.

لذلك، هناك متطلبات عالية جدًا لاختيار ومعالجة المادة المزدوجة لزوج التوزيع. في الوقت نفسه، يجب أيضًا تنسيق مرحلة توزيع النافذة لجهاز توزيع التدفق بدقة مع الموضع العكسي للآلية التي تشجع المكبس على إكمال الحركة الترددية والحصول على توزيع معقول للقوة.

هذه هي المتطلبات الأساسية لمكونات المكبس عالية الجودة وتتضمن تقنيات التصنيع الأساسية ذات الصلة. أجهزة توزيع تدفق الوصلات الميكانيكية السائدة المستخدمة في المكونات الهيدروليكية الحديثة للمكبس هي توزيع تدفق السطح النهائي وتوزيع تدفق العمود.

نادرًا ما يتم استخدام أشكال أخرى مثل نوع الصمام المنزلق ونوع تأرجح مرتكز الدوران.

ويسمى توزيع الوجه النهائي أيضًا بالتوزيع المحوري. الجسم الرئيسي عبارة عن مجموعة من الصمامات الدوارة من النوع اللوحي، والتي تتكون من لوحة توزيع مسطحة أو كروية مع شقين على شكل هلال متصلين بالوجه النهائي للأسطوانة مع فتحة توزيع على شكل عدسي.

يدور الاثنان نسبيًا على المستوى المتعامد مع عمود الإدارة، ويتم ترتيب المواضع النسبية للشقوق الموجودة على لوحة الصمام والفتحات الموجودة على الوجه النهائي للأسطوانة وفقًا لقواعد معينة.

بحيث يمكن لأسطوانة المكبس في شوط شفط الزيت أو ضغط الزيت التواصل بالتناوب مع فتحات الشفط وتفريغ الزيت الموجودة على جسم المضخة، وفي الوقت نفسه يمكنها دائمًا ضمان العزل والختم بين غرف الشفط وتفريغ الزيت؛

ويسمى توزيع التدفق المحوري أيضًا توزيع التدفق الشعاعي. يشبه مبدأ عمله مبدأ جهاز توزيع التدفق الوجهي النهائي، ولكنه عبارة عن هيكل صمام دوار يتكون من قلب صمام دوار نسبيًا وغطاء صمام، ويعتمد سطح توزيع تدفق دوار أسطواني أو مدبب قليلاً.

من أجل تسهيل مطابقة وصيانة مادة سطح الاحتكاك لأجزاء زوج التوزيع، في بعض الأحيان يتم تعيين بطانة قابلة للاستبدال) أو جلبة في جهازي التوزيع المذكورين أعلاه.

يسمى نوع فتح وإغلاق الضغط التفاضلي أيضًا بجهاز توزيع التدفق من نوع صمام المقعد. إنها مجهزة بصمام فحص من نوع صمام المقعد عند مدخل ومخرج الزيت لكل أسطوانة مكبس، بحيث يمكن للزيت أن يتدفق فقط في اتجاه واحد ويعزل الضغط العالي والمنخفض. تجويف الزيت.

جهاز توزيع التدفق هذا لديه هيكل بسيط، أداء إغلاق جيد، ويمكن أن يعمل تحت ضغط عالي للغاية.

ومع ذلك، فإن مبدأ فتح وإغلاق الضغط التفاضلي يجعل هذا النوع من المضخات ليس لديه إمكانية عكس التحويل إلى حالة عمل المحرك، ولا يمكن استخدامه كمضخة هيدروليكية رئيسية في نظام الدائرة المغلقة لجهاز القيادة الهيدروستاتيكي.
إن نوع الفتح والإغلاق لصمام الملف اللولبي للتحكم العددي هو جهاز توزيع تدفق متقدم ظهر في السنوات الأخيرة. كما أنه يقوم بوضع صمام إيقاف عند مدخل ومخرج الزيت لكل أسطوانة مكبس، ولكن يتم تشغيله بواسطة مغناطيس كهربائي عالي السرعة يتم التحكم فيه بواسطة جهاز إلكتروني، ويمكن لكل صمام أن يتدفق في كلا الاتجاهين.

مبدأ العمل الأساسي لمضخة المكبس (المحرك) مع توزيع التحكم العددي: تتحكم صمامات الملف اللولبي عالية السرعة 1 و 2 على التوالي في اتجاه تدفق الزيت في غرفة العمل العلوية لأسطوانة المكبس.

عند فتح الصمام أو الصمام، يتم توصيل أسطوانة المكبس بدائرة الضغط المنخفض أو الضغط العالي على التوالي، ويكون إجراء الفتح والإغلاق هو مرحلة الدوران التي يتم قياسها بواسطة جهاز ضبط التحكم العددي 9 وفقًا لأمر الضبط والإدخال (الإخراج) مستشعر زاوية دوران العمود 8 يتم التحكم فيه بعد الحل.

الحالة الموضحة في الشكل هي حالة عمل المضخة الهيدروليكية التي يتم فيها إغلاق الصمام وتقوم غرفة عمل أسطوانة المكبس بتزويد الزيت إلى دائرة الضغط العالي من خلال الصمام المفتوح.

نظرًا لأنه تم استبدال نافذة توزيع التدفق الثابت التقليدية بصمام ملف لولبي عالي السرعة يمكنه ضبط علاقة الفتح والإغلاق بحرية، فإنه يمكنه التحكم بمرونة في وقت إمداد الزيت واتجاه التدفق.

إنه لا يتمتع فقط بمزايا قابلية عكس نوع الوصلة الميكانيكية والتسرب المنخفض لنوع الفتح والإغلاق بفارق الضغط، ولكن لديه أيضًا وظيفة تحقيق متغير بدون خطوات ثنائي الاتجاه من خلال التغيير المستمر للسكتة الفعالة للمكبس.

تتميز مضخة المكبس من نوع توزيع التدفق الذي يتم التحكم فيه رقميًا والمحرك المكون منها بأداء ممتاز، مما يعكس اتجاه تطوير مهم للمكونات الهيدروليكية للمكبس في المستقبل.

وبطبيعة الحال، فإن فرضية اعتماد تكنولوجيا توزيع تدفق التحكم العددي هي تكوين صمامات لولبية عالية الجودة ومنخفضة الطاقة وعالية السرعة وأجهزة وبرامج جهاز ضبط التحكم العددي الموثوق به للغاية.

على الرغم من عدم وجود علاقة مطابقة ضرورية بين جهاز توزيع التدفق للمكون الهيدروليكي للمكبس وآلية القيادة للمكبس من حيث المبدأ، إلا أنه يُعتقد عمومًا أن توزيع الوجه النهائي يتمتع بقدرة أفضل على التكيف مع المكونات ذات ضغط العمل العالي. تستخدم معظم مضخات المكبس المحوري ومحركات المكبس المستخدمة على نطاق واسع الآن توزيع تدفق الوجه النهائي. تستخدم المضخات والمحركات ذات المكبس الشعاعي توزيع تدفق العمود وتوزيع تدفق الوجه النهائي، وهناك أيضًا بعض المكونات عالية الأداء مع توزيع تدفق العمود. من الناحية الهيكلية، فإن جهاز توزيع التدفق ذو التحكم العددي عالي الأداء يكون أكثر ملاءمة لمكونات المكبس الشعاعي. بعض التعليقات على المقارنة بين طريقتي توزيع التدفق الوجهي وتوزيع التدفق المحوري. كمرجع، تمت الإشارة أيضًا إلى المحركات الهيدروليكية ذات التروس الدائرية هنا. من بيانات العينة، يتمتع المحرك الهيدروليكي ذو التروس الدائرية مع توزيع الوجه النهائي بأداء أعلى بكثير من توزيع العمود، ولكن هذا يرجع إلى وضع الأخير كمنتج رخيص ويعتمد نفس الطريقة في زوج التشابك، ودعم الأعمدة وغيرها عناصر. إن تبسيط الهيكل وأسباب أخرى لا يعني وجود فجوة كبيرة بين أداء توزيع تدفق الوجه النهائي وتوزيع تدفق العمود نفسه.