Проектування приводу неповноповоротного гідромотора

Вступ

В сучасному суспільстві дедалі більше впроваджуються автоматизовані лінії виготовлення різноманітної продукції. Особливо широка це стосується машинобудування.

Автоматичні лінії,  в машинобудуванні, використовують промислові роботи та модулі в великих кількостях. Це зумовлює використання компактних приводі. Тобто приводів, які мають малі габарити, мають свій орган керування, які просто кріпляться, прості в обслуговувані. Прикладом таких модулів, з точки зору гідравліки, слугують електрогідравлічні перетворювачі, гідростанції, приводи зі вбудованим органом керування…

В даному курсовому проекті піде мова про компактний модуль або привід неповноповоротного гідромотора, який керується від електрогідравлічного перетворювача підсилювача типу сопло заслінка з внутрішнім зворотнім зв’язком (дивись завдання), також має зовнішній зворотній зв’язок.

Неповноповоротні гідромотори характеризуються великим крутним моментом при найменших габаритах, можуть здійснювати поворот на кут від 0° до 270°, в деяких випадках до 360°, а також мають можливість плавного регулювання кутової швидкості.

Тому проведемо аналіз існуючих конструкцій та спроектуємо найбільш оптимальну конструкцію привода.

1.  Аналіз та огляд існуючих конструкцій неповноповоротних гідромоторів

Розглянемо найбільш відомі конструкції та принципові схеми неповноповоротних гідромоторів.

Розглянемо неповноповоротний гідромотор роторного типу.

Рис.1. Неповноповоротний гідромотор роторного типу

Гідромотор даної конструкції має досить просту конструкцію:

Ротор моє дві пластини, які з торців затискаються кришками, а з зовні циліндром. Ротор та поверхні контакту мають ущільнення.

Переваги:

-  простота конструкції;

-  надійний вузол (мала кількість деталей);

-  розвиває великий момент;

-  простота регулювання.

Рис. 2. Неповноповоротний гідромотор

Недоліки:

-  малий кут повороту 150°, в той же час можливо збільшити кут повороту до 330°, якщо зробити одну пластину дивись рис.2;

-  великі витоки через ущільнення на стиках торцевих кришок пластини та циліндра, на стиках циліндра з пластиною та торцями можливо усунути витоки за рахунок заокругленої пластини та кришок (рис.2,3);

-  витоки через ущільнення ротора та кришок.

-  ускладнене регулювання куту повороту через витоки.

Рис.3. Варіанти усунення витоків крізь пластину

Розглянемо конструкцію неповноповоротного гідромотору типу рейка шестерня.

Рис.4. Неповноповоротний гідромотор типу рейка шестерня

Момент передається за рахунок перетворення поступального руху в обертальний. Поступальний рух забезпечує два гідроциліндри, на штоку яких нарізані зубці (рейка), які з’єднані з шестернею, яка передає момент та обертальний рух.

Переваги:

-  простота конструкції;

-  використання стандартних вузлів;

-  можливість плавного регулювання обертів;

-  можливість повороту на 360°(теоретично можливо збільшити цей показник).

Рис.5. Перетворювач прямолінійного руху в обертальний

Недоліки:

-  відносно великі габарити;

-  бмеження в передачі моменту через з’єднання рейки та шестерні, в той

-  же час можливо продублювати рейку симетрично зверху (рис.4,5);

-  можлива нерівномірність при обертанні зумовлене зубчатим зачепленням;

-  можливий люфт.

Розглянемо наступну схему перетворювача лінійного руху в обертальний

Рис.6. Перетворювач прямолінійного руху в обертальний

Гідроциліндр з двостороннім штоком, з одної сторони шток виконаний я гвинт гайка, що перетворює рух, з іншого боку маємо шліциве з’єднання, що не дає можливості провернутися поршню разом зі штоками.

Переваги:

-  простота конструкції;

-  відсутність суттєвих витоків;

-  можливість плавного регулювання кутової швидкості.

Недоліки:

-  досить великі габарити;

Розглянемо високомоментні радіально поршневі гідромотори.

Даний тип машин має багато переваг і в той же час недоліків:

-  нерівномірність подачі;

-  витоки через ущільнення поршнів;

-  висока ціна.

Рис.7. Високомоментний радіально поршневий гідромотор

Проаналізувавши найбільш відомі конструкції та схеми можна зробити попередні висновки:

-  що перша конструкція має суттєві недоліки такі як витоки, що неможливо повністю усунути, має малі кути повороту до 330°;

-   друга конструкція має недоліки по габаритам та недоліки стосовно вузла шестерня рейка;

-  остання схема має недоліки пов’язані з витоками та нерівномірністю подачі.

Щоб усунути всі ці недоліки сформуємо вимоги  до неповно поворотних гідромоторів.

2.  Постановка задачі

Провівши огляд та аналіз відомих конструкцій неповноповоротних гідромоторів потрібно з’ясувати, які особливості та можливості повинні бути в гідромоторі, який би задовольняв потреби споживача.