Поворотные гидродвигатели. Определение крутящего момента, угловой скорости и расхода жидкости

Они имеют выходное звено с ограниченным поворотным движением. Применяются в приводах для создания угловых перемещений исполнительного механизма. Они представляют собой объемные гидродвигатели с возвратно-поворотным движением рабочего органа относительно корпуса. Их называют поворотными гидродвигателями или гидроквадрантами. Применение этих гидродвигателей упрощает кинематику привода. Они безынерционны, способны развивать большие моменты на выходе и давать большой диапазон скоростей на выходе. Угол поворот относительно корпуса у однолопастных ГД до 270^о. Такие гидродвигатели способны вести непосредственно звено манипулятора без промежуточных передач.

Сила, которую развивает такой гидродвигатель: F=Dрb(D-d)/2, а Крутящий момент Т_кр=FR, где R=(D+d)/4, тогда Т_кр=Dрb(D²-d²)/8. Угловая скорость вала определяется по выражению: w=8Q/((D²-d²)b), с^-1, где b-ширина лопасти, Q-расход жидкости, P-перепад давлений, D-внутренний диаметр цилиндра, d-диаметр вала. Рабочее давление для гидроквадрантов можно найти, как р=8·10³·Т_кр/((D²-d²)bhz), где z-количество пластин. Для определения расхода жидкости: Q=7, 88w_maxb(D²-d²). При расчете силовых цилиндров на прочность в большинстве случаев ограничиваются расчетом напряжений от внутреннего давления жидкости. Обычно действием внешних сил цилиндра пренебрегают. Толщина стенки тонкостенного однослойного цилиндра определяется по формуле Ляма, для цилиндров из хрупкого материала: , где Р-давление, σ -напряжение, допускаемое материалом цилиндра, Па; D-диаметр цилиндра. Для цилиндров из вязкого материала: , μ -коэффициент Пуассона

Поршневой моментный гидродвигатель: Большое распространение в ГП ПР получили поршневые поворотные гидродвигатели.

где 1-корпус, 2-поршни, закрепленные на рейке 3, 4-шестерни, находящиеся в зацеплении с рейкой. При подаче жидкости в рабочую полость под давлением поршень вместе с рейкой перемещаются, поворачивая шестерню, которая поворачивает выходной вал, соединенный с выходным звеном. Крутящий момент на валу зависит от рабочего давления жидкости, а угловая скорость от подачи.

Крутящий момент Т_кр=(р₁-р₂)·pd²/4·D/2. Угловая скорость w=8Q/(pd²D), где D-диаметр делительной окружности шестерни, м; d-диаметр поршня, м. Эти двигатели работают при номинальном давлении рабочей жидкости 16 МПа, крутящий момент на валу 160…6300 Н*м, при угле поворота до 270 град, максимальная скорость – 180 ^о/с. Также в промышленности используются мембранные поворотные гидродвигатели. Они имеют рабочие звенья, выполненные виде мембран, перемещение которых преобразуется в поворотное движение выходного звена.