Hydraulikmotoren und Hydraulikpumpen sind hinsichtlich ihrer Arbeitsprinzipien wechselseitig. Wenn der Hydraulikpumpe Flüssigkeit zugeführt wird, gibt ihre Welle Drehzahl und Drehmoment ab, wodurch sie zu einem Hydraulikmotor wird.
1. Kennen Sie zunächst die tatsächliche Durchflussrate des Hydraulikmotors und berechnen Sie dann den volumetrischen Wirkungsgrad des Hydraulikmotors, der das Verhältnis der theoretischen Durchflussrate zur tatsächlichen Eingangsdurchflussrate darstellt.
2. Die Drehzahl des Hydraulikmotors ist gleich dem Verhältnis zwischen dem theoretischen Eingangsdurchfluss und der Verdrängung des Hydraulikmotors, das auch gleich dem tatsächlichen Eingangsdurchfluss multipliziert mit dem volumetrischen Wirkungsgrad und dann dividiert durch die Verdrängung ist;
3. Berechnen Sie die Druckdifferenz zwischen Einlass und Auslass des Hydraulikmotors. Sie können diese ermitteln, indem Sie den Einlassdruck bzw. den Auslassdruck kennen.
4. Berechnen Sie das theoretische Drehmoment der Hydraulikpumpe, das mit der Druckdifferenz zwischen Einlass und Auslass des Hydraulikmotors und der Verdrängung zusammenhängt.
5. Der Hydraulikmotor weist im tatsächlichen Arbeitsprozess mechanische Verluste auf, daher sollte das tatsächliche Ausgangsdrehmoment das theoretische Drehmoment abzüglich des mechanischen Verlustdrehmoments sein;
Grundlegende Klassifizierung und zugehörige Eigenschaften von Kolbenpumpen und Kolbenhydraulikmotoren
Die Arbeitseigenschaften des hydraulischen Gehdrucks erfordern eine hohe Geschwindigkeit, einen hohen Arbeitsdruck, eine umfassende äußere Belastbarkeit, niedrige Lebenszykluskosten und eine gute Anpassungsfähigkeit an die Umwelt.
Die Strukturen der Dichtungsteile und Strömungsverteilungsvorrichtungen verschiedener Typen, Typen und Marken von Hydraulikpumpen und -motoren, die in modernen hydrostatischen Antrieben verwendet werden, sind grundsätzlich homogen, mit nur wenigen Unterschieden in Details, aber die Bewegungsumwandlungsmechanismen sind oft sehr unterschiedlich.
Einteilung nach Arbeitsdruckniveau
In der modernen Wasserbautechnik werden verschiedene Plungerpumpen hauptsächlich im Mittel- und Hochdruckbereich (Pumpen der leichten Baureihe und der mittleren Baureihe, Maximaldruck 20–35 MPa), Hochdruck (Pumpen der schweren Baureihe, 40–56 MPa) und Höchstdruck eingesetzt (Spezialpumpen, >56MPa) System wird als Kraftübertragungselement verwendet. Zu ihren Klassifizierungsmerkmalen gehört das Stressniveau am Arbeitsplatz.
Entsprechend der relativen Positionsbeziehung zwischen dem Kolben und der Antriebswelle im Bewegungsumwandlungsmechanismus werden Kolbenpumpe und -motor normalerweise in zwei Kategorien unterteilt: Axialkolbenpumpe/-motor und Radialkolbenpumpe/-motor. Die Bewegungsrichtung des ersteren Kolbens verläuft parallel zur Achse der Antriebswelle oder schneidet diese, um einen Winkel von nicht mehr als 45° zu bilden, während sich der Kolben des letzteren im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Antriebswelle bewegt.
Beim Axialkolbenelement wird es im Allgemeinen in zwei Typen unterteilt: den Taumelscheibentyp und den Schrägwellentyp entsprechend dem Bewegungsumwandlungsmodus und der Mechanismusform zwischen dem Kolben und der Antriebswelle, aber ihre Strömungsverteilungsmethoden sind ähnlich. Die Vielfalt der Radialkolbenpumpen ist relativ einfach, während Radialkolbenmotoren verschiedene Bauformen haben, sie können beispielsweise nach der Anzahl der Aktionen weiter unterteilt werden
Grundlegende Einteilung von Plunger-Hydraulikpumpen und Hydromotoren für hydrostatische Antriebe nach Bewegungsumwandlungsmechanismen
Kolbenhydraulikpumpen werden in Axialkolbenhydraulikpumpen und Axialkolbenhydraulikpumpen unterteilt. Axialkolben-Hydraulikpumpen werden weiter unterteilt in Axialkolben-Hydraulikpumpen mit Taumelscheibe (Taumelscheibenpumpen) und Axialkolben-Hydraulikpumpen mit geneigter Achse (Schrägachsenpumpen).
Axialkolben-Hydraulikpumpen werden in Radialkolben-Hydraulikpumpen mit Axialflussverteilung und Radialkolben-Hydraulikpumpen mit Stirnflächenverteilung unterteilt.
Kolbenhydraulikmotoren werden in Axialkolbenhydraulikmotoren und Radialkolbenhydraulikmotoren unterteilt. Axialkolben-Hydraulikmotoren werden in Taumelscheiben-Axialkolben-Hydraulikmotoren (Taumelscheibenmotoren), Schrägachsen-Axialkolben-Hydraulikmotoren (Schrägachsenmotoren) und mehrfachwirkende Axialkolben-Hydraulikmotoren unterteilt.
Radialkolben-Hydraulikmotoren werden in einfachwirkende Radialkolben-Hydromotoren und mehrfachwirkende Radialkolben-Hydraulikmotoren unterteilt
(Innenkurvenmotor)
Die Funktion der Strömungsverteilungsvorrichtung besteht darin, den Arbeitskolbenzylinder in der richtigen Drehposition und zum richtigen Zeitpunkt mit den Hochdruck- und Niederdruckkanälen im Kreislauf zu verbinden und sicherzustellen, dass die Hoch- und Niederdruckbereiche an der Komponente und im Stromkreis liegen in jeder Drehlage des Bauteils vor. und sind jederzeit durch geeignetes Dichtungsband isoliert.
Entsprechend dem Funktionsprinzip kann die Durchflussverteilungsvorrichtung in drei Typen unterteilt werden: Typ mit mechanischer Verbindung, Typ zum Öffnen und Schließen des Differenzdrucks und Typ zum Öffnen und Schließen des Magnetventils.
Derzeit nutzen Hydraulikpumpen und Hydraulikmotoren zur Kraftübertragung in hydrostatischen Antriebsvorrichtungen überwiegend mechanische Verbindungen.
Die Strömungsverteilungsvorrichtung mit mechanischer Verbindung ist mit einem Drehventil, einem Plattenventil oder einem Schieberventil ausgestattet, das synchron mit der Hauptwelle der Komponente verbunden ist, und das Strömungsverteilungspaar besteht aus einem stationären Teil und einem beweglichen Teil.
Die statischen Teile sind mit öffentlichen Schlitzen versehen, die jeweils mit den Hoch- und Niederdruck-Ölanschlüssen der Komponenten verbunden sind, und die beweglichen Teile sind mit einem separaten Strömungsverteilungsfenster für jeden Kolbenzylinder ausgestattet.
Wenn der bewegliche Teil am stationären Teil befestigt ist und sich bewegt, verbinden sich die Fenster jedes Zylinders abwechselnd mit den Hoch- und Niederdruckschlitzen am stationären Teil und Öl wird ein- oder ausgelassen.
Der überlappende Öffnungs- und Schließbewegungsmodus des Strömungsverteilerfensters, der enge Bauraum und die relativ hohe Gleitreibungsarbeit machen es unmöglich, eine flexible oder elastische Dichtung zwischen dem stationären Teil und dem beweglichen Teil anzuordnen.
Es wird durch den mikrometerdicken Ölfilm im Spalt zwischen den starren „Verteilungsspiegeln“ wie passgenauen Ebenen, Kugeln, Zylindern oder Kegelflächen, der Spaltdichtung, vollständig abgedichtet.
An die Auswahl und Verarbeitung des Dualmaterials des Verteilerpaares werden daher sehr hohe Anforderungen gestellt. Gleichzeitig sollte die Fensterverteilungsphase der Strömungsverteilungsvorrichtung auch genau auf die Umkehrposition des Mechanismus abgestimmt sein, der den Kolben dazu bringt, die Hin- und Herbewegung abzuschließen und eine angemessene Kraftverteilung zu gewährleisten.
Dies sind die Grundvoraussetzungen für qualitativ hochwertige Kolbenkomponenten und beinhalten entsprechende Kernfertigungstechnologien. Die in modernen Kolbenhydraulikkomponenten am häufigsten verwendeten Strömungsverteilungsvorrichtungen mit mechanischer Verbindung sind die Endflächen-Strömungsverteilung und die Wellenströmungsverteilung.
Andere Formen wie der Schiebertyp und der Zylinderzapfen-Schwenktyp werden selten verwendet.
Die Endflächenverteilung wird auch Axialverteilung genannt. Der Hauptkörper ist ein Satz plattenartiger Drehventile, die aus einer flachen oder kugelförmigen Verteilerplatte mit zwei halbmondförmigen Kerben bestehen, die an der Endfläche des Zylinders mit einem linsenförmigen Verteilerloch angebracht sind.
Die beiden drehen sich relativ auf der Ebene senkrecht zur Antriebswelle, und die relativen Positionen der Kerben auf der Ventilplatte und der Öffnungen auf der Stirnfläche des Zylinders werden nach bestimmten Regeln angeordnet.
Damit der Kolbenzylinder im Ölsaug- oder Öldruckhub abwechselnd mit den Saug- und Ölauslassschlitzen am Pumpenkörper kommunizieren und gleichzeitig stets die Isolierung und Abdichtung zwischen den Saug- und Ölauslasskammern gewährleisten kann;
Die axiale Strömungsverteilung wird auch radiale Strömungsverteilung genannt. Sein Funktionsprinzip ähnelt dem der Endflächen-Strömungsverteilungsvorrichtung, es handelt sich jedoch um eine Drehventilstruktur, die aus einem relativ rotierenden Ventilkern und einer Ventilhülse besteht und eine zylindrische oder leicht konische rotierende Strömungsverteilungsfläche aufweist.
Um die Anpassung und Wartung des Reibflächenmaterials der Verteilerpaarteile zu erleichtern, wird manchmal eine austauschbare Auskleidung oder Buchse in die beiden oben genannten Verteilervorrichtungen eingesetzt.
Der Differenzdruck-Öffnungs- und Schließtyp wird auch als Strömungsverteilungsvorrichtung vom Sitzventiltyp bezeichnet. Es ist mit einem Rückschlagventil vom Typ Sitzventil am Öleinlass und -auslass jedes Kolbenzylinders ausgestattet, sodass das Öl nur in eine Richtung fließen und den hohen und niedrigen Druck isolieren kann. Ölhohlraum.
Dieses Strömungsverteilungsgerät hat einen einfachen Aufbau, eine gute Dichtleistung und kann unter extrem hohem Druck arbeiten.
Aufgrund des Prinzips des Differenzdruck-Öffnens und -Schließens verfügt diese Art von Pumpe jedoch nicht über die Umkehrbarkeit der Umwandlung in den Betriebszustand des Motors und kann nicht als Haupthydraulikpumpe im geschlossenen Kreislaufsystem der hydrostatischen Antriebsvorrichtung verwendet werden.
Der Öffnungs- und Schließtyp des numerisch gesteuerten Magnetventils ist ein fortschrittliches Durchflussverteilungsgerät, das in den letzten Jahren auf den Markt gekommen ist. Es stellt auch ein Absperrventil am Öleinlass und -auslass jedes Kolbenzylinders ein, wird jedoch von einem Hochgeschwindigkeits-Elektromagneten betätigt, der von einem elektronischen Gerät gesteuert wird, und jedes Ventil kann in beide Richtungen fließen.
Das grundlegende Funktionsprinzip der Kolbenpumpe (Motor) mit numerischer Steuerverteilung: Hochgeschwindigkeits-Magnetventile 1 und 2 steuern jeweils die Fließrichtung des Öls in der oberen Arbeitskammer des Kolbenzylinders.
Wenn das Ventil oder Ventil geöffnet wird, wird der Kolbenzylinder mit dem Niederdruck- bzw. Hochdruckkreis verbunden, und ihre Öffnungs- und Schließwirkung ist die Rotationsphase, die von der numerischen Steuerungs-Einstellvorrichtung 9 gemäß dem Einstellbefehl und der Eingabe gemessen wird (Ausgangs-)Wellendrehwinkelsensor 8 Wird nach dem Lösen gesteuert.
Der in der Abbildung dargestellte Zustand ist der Betriebszustand der Hydraulikpumpe, bei dem das Ventil geschlossen ist und die Arbeitskammer des Kolbenzylinders über das offene Ventil Öl an den Hochdruckkreis liefert.
Da das herkömmliche feste Durchflussverteilungsfenster durch ein Hochgeschwindigkeits-Magnetventil ersetzt wird, das das Öffnungs- und Schließverhältnis frei einstellen kann, können die Ölzufuhrzeit und die Durchflussrichtung flexibel gesteuert werden.
Es bietet nicht nur die Vorteile der Reversibilität des mechanischen Verbindungstyps und der geringen Leckage der Druckdifferenz beim Öffnen und Schließen, sondern auch die Funktion, eine bidirektionale stufenlose Variable durch kontinuierliche Änderung des effektiven Hubs des Kolbens zu realisieren.
Die numerisch gesteuerte Kolbenpumpe mit Strömungsverteilung und der daraus zusammengesetzte Motor weisen eine hervorragende Leistung auf, was eine wichtige Entwicklungsrichtung zukünftiger Kolbenhydraulikkomponenten widerspiegelt.
Die Voraussetzung für den Einsatz der numerischen Steuerungs-Flussverteilungstechnologie ist natürlich die Konfiguration hochwertiger Hochgeschwindigkeits-Magnetventile mit geringem Energieverbrauch und äußerst zuverlässiger Soft- und Hardware für numerische Steuerungs-Einstellgeräte.
Obwohl grundsätzlich keine notwendige Anpassungsbeziehung zwischen der Strömungsverteilungsvorrichtung der hydraulischen Kolbenkomponente und dem Antriebsmechanismus des Kolbens besteht, wird allgemein angenommen, dass die Endflächenverteilung eine bessere Anpassungsfähigkeit an Komponenten mit höherem Arbeitsdruck aufweist. Die meisten der heute weit verbreiteten Axialkolbenpumpen und Kolbenmotoren verwenden eine stirnseitige Strömungsverteilung. Radialkolbenpumpen und -motoren nutzen Wellenströmungsverteilung und Stirnflächenströmungsverteilung, es gibt auch einige Hochleistungskomponenten mit Wellenströmungsverteilung. Aus struktureller Sicht eignet sich die leistungsstarke numerisch gesteuerte Durchflussverteilungsvorrichtung besser für radiale Kolbenkomponenten. Einige Kommentare zum Vergleich der beiden Methoden der stirnseitigen Strömungsverteilung und der axialen Strömungsverteilung. Als Referenz wird darin auch auf Zykloidgetriebe-Hydraulikmotoren Bezug genommen. Aus den Beispieldaten geht hervor, dass der Zykloidengetriebe-Hydraulikmotor mit Endflächenverteilung eine deutlich höhere Leistung als die Wellenverteilung aufweist. Dies ist jedoch darauf zurückzuführen, dass letzterer als billiges Produkt positioniert ist und die gleiche Methode beim Eingriffspaar, der Stützwelle und anderen angewendet wird Komponenten. Die Vereinfachung der Struktur und andere Gründe bedeuten nicht, dass zwischen der Leistung der Endflächenströmungsverteilung und der Wellenströmungsverteilung selbst eine so große Lücke besteht.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. November 2022