در مورد موتور هیدرولیک

ریزارد دانیل، تیم پاولوس، در Lock Gates and Other Closures in Hydraulic Projects ، 2019

11.3.7 موتورهای هیدرولیک

سه نوع موتور هیدرولیک وجود دارد: دنده ای، پیستونی و پره ای. موتورهای دنده جمع و جور هستند و خدمات مداوم را در سطوح توان نامی با راندمان متوسط ​​ارائه می دهند. آنها تحمل بالایی در برابر آلودگی روغن هیدرولیک دارند که برای کاربرد در محیط های کثیف مورد توجه است. موتورهای دنده خارجی از یک جفت چرخ دنده منطبق تشکیل شده اند که در یک محفظه محصور شده اند. هر دو دنده دارای فرم دندانه ای یکسان هستند و توسط مایع تحت فشار حرکت می کنند. یک دنده به یک شفت خروجی و دیگری به یک چرخ دنده متصل است. سیال تحت فشار در نقطه ای که چرخ دنده ها مشبک می شوند وارد محفظه می شود. چرخ دنده ها را وادار به چرخش می کند و مسیر کمترین مقاومت را در اطراف محفظه دنبال می کند. سیال با فشار کم در سمت مخالف موتور خارج می شود. تلرانس های نزدیک بین چرخ دنده ها و محفظه به کنترل نشت مایع و افزایش راندمان حجمی کمک می کند. انواع مختلفی از موتور دنده وجود دارد، از جمله چرخ دنده، موتور دنده دیفرانسیل و چرخ دنده. همه این تغییرات گشتاور بالاتری را با تلفات اصطکاک کمتر تولید می کنند.

تمامی موتورهای پیستونی هیدرولیک در نسخه های با حجم ثابت و متغیر موجود می باشند. رایج ترین نوع موتور هیدرولیک موجود، نوع پیستونی محوری است. موتورهای هیدرولیک پیستونی محوری دارای راندمان حجمی بالایی هستند. این امکان سرعت ثابت را تحت شرایط گشتاور متغیر یا ویسکوزیته سیال فراهم می کند. موتورهای هیدرولیک پیستونی محوری نیز از سازگارترین موتورها با شرایط بارگذاری متغیر هستند. آنها در دو نوع طراحی اصلی شامل صفحه swash و محور خم موجود هستند. طراحی صفحه swash رایج ترین موجود است اما طراحی محور خم قابل اعتمادترین و به طور کلی گران تر است.

موتورهای هیدرولیک پیستونی شعاعی دارای یک بشکه سیلندر هستند که به یک محور محرک متصل است و معمولاً می توانند گشتاور بیشتری نسبت به موتورهای هیدرولیک پیستونی محوری تولید کنند. با این حال، آنها محدوده سرعت محدودی دارند و به آلودگی مایعات هیدرولیک حساس تر هستند. بشکه شامل تعدادی پیستون است که در یک سوراخ شعاعی حرکت می کنند. انتهای بیرونی پیستون در برابر یک حلقه رانش قرار می گیرد و سیال تحت فشار از طریق یک پیستون در مرکز لوله سیلندر جریان می یابد تا پیستون ها را به سمت بیرون هدایت کند. پیستون ها به حلقه رانش فشار می آورند و نیروهای واکنش لوله را می چرخانند. جابجایی موتور با جابجایی بلوک لغزنده به صورت جانبی برای تغییر حرکت پیستون تغییر می کند. هنگامی که خطوط مرکزی لوله و محفظه سیلندر بر هم منطبق باشند، جریان سیالی وجود ندارد و بنابراین لوله سیلندر متوقف می شود. حرکت اسلاید از مرکز، جهت چرخش موتور را معکوس می کند. موتورهای پیستونی شعاعی بسیار کارآمد هستند و دارای گشتاور نسبتاً بالایی هستند. در بسیاری از درایوهای گیت بخش USACE از موتورهای هیدرولیک پیستونی شعاعی استفاده می شود. موتور هیدرولیک نشان داده شده در شکل 11.23 از نوع پیستونی شعاعی است و گشتاور 260 نیوتن متر بر بار را فراهم می کند. سرعت نامی 50 دور در دقیقه است. موتور هیدرولیک یک چرخ دنده پینیون را به حرکت در می آورد که به نوبه خود یک چرخ دنده قفسه ای را روی دروازه سکتور به حرکت در می آورد.

موتورهای پره ای جمع و جور، طراحی ساده، قابل اعتماد و بازده کلی خوبی در شرایط نامگذاری شده دارند. با این حال، آنها توانایی محدودی با سرعت پایین دارند. موتورهای پره ای از فنرها یا فشار سیال برای گسترش پره ها استفاده می کنند. موتورهای پره ای دارای یک روتور شکاف دار هستند که روی شفت محرکی که توسط روتور به حرکت در می آید نصب شده است. پره‌ها که نزدیک به شکاف‌های روتور نصب شده‌اند، به صورت شعاعی حرکت می‌کنند تا در برابر حلقه بادامک مهر و موم شوند. حلقه دارای دو بخش شعاعی بزرگ و دو بخش فرعی است که توسط بخش های انتقالی یا رمپ به هم متصل می شوند. موتورهای پره ای معمولاً از پیکربندی دو یا چهار پورت استفاده می کنند. موتورهای چهار پورت دو برابر گشتاور تقریباً نصف سرعت موتورهای دو پورت تولید می کنند. راندمان گشتاور راه‌اندازی بالا موتورهای پره‌ای باعث می‌شود آنها را با درایوهای وینچ بالابر سازگار کنند و به موتور اجازه می‌دهد تحت بار زیاد راه‌اندازی کند. موتورهای پره ای بازده عملیاتی خوبی دارند، اما نه به اندازه موتورهای پیستونی. عمر مفید یک موتور پره ای معمولاً کوتاهتر از یک موتور پیستونی است.