ریپورتر
24th June 2010, 11:56 AM
کاربرد موتورهای هیدرولیک (Hydraulic Motors) تبدیل فشار یا جریان هیدرولیک از طریق یک شفت به انرژی چرخشی مکانیکی است. موتورها زمانی که به یک خروجی دوار نیاز داشته باشیم، به کار گرفته می شوند و راه اندازها(Actuators) برای خروجی خطی مورد استفاده قرار می گیرند. به هر حال در عمل موتورها بسیار شبیه به پمپ ها هستند تا راه اندازها و در واقع معادلات موتورها معادلاتی شناخته شده برای پمپ ها هستند.
خروجی یک موتور، یک گشتاور و یک سرعت زاویه ای است.(توجه: قدرت = گشتاور * سرعت زاویه ای).موتور ها دقیقا برعکس پمپ ها عمل می کنند، در واقع، برخی موتور/پمپ ها هر دو نقش را در یک سیستم هیدرولیک ایفا می کنند( به عنوان یک پمپ یا موتور بسته به موقعیت سوپاپ های کنترل عمل می کنند). همانند پمپ ها، معادله حاکم برای یک موتور ایده آل برابر است با:
http://himech.files.wordpress.com/2010/05/motor-desc-eqn1.gif?w=150&h=19 (http://himech.files.wordpress.com/2010/05/motor-desc-eqn1.gif)
Q: نرخ جریان یا دبی
Δp: اختلاف فشار دو سر موتور
T: گشتاور خروجی موتور
ω: سرعت زاویه ای موتور
***برای خواندن ادامه مطلب بر روی بیشتر بخوانید کلیک فرمایید***
مهمترین پارامتر بهره، برای موتورهای هیدرولیک، جابجایی می باشد( همانند پمپ ها).جابجایی مقدار سیالی است(در کل جریان) که موتور را برای یک دور شفت جابه جا می کند، و توسط اختلاف فشار دو سر موتور به گشتاور خروجی ربط داده می شود.
http://himech.files.wordpress.com/2010/05/motor-desc-eqn2.gif?w=150&h=25 (http://himech.files.wordpress.com/2010/05/motor-desc-eqn2.gif)
در معادله بالا D جابجایی می باشد با واحد in^3/rev و Δp = p1 – p2 که p1 فشار ورودی است و p2 فشار خروجی است. عملکرد حالت پایدار یک پمپ کاملا توسط دو معادله بالا بیان می گردد.
انواع موتور های هیدرولیک:
سه نوع اصلی موتور هیدرولیک موجود هست:
<LI style="FONT-SIZE: small; TEXT-ALIGN: justify">پیستونی <LI style="FONT-SIZE: small; TEXT-ALIGN: justify">پره ای(کارتریجی)
چرخدنده ای
موتور پیستونی
یک موتور پیستونی می تواند شعاعی یا محوری باشد. در موتورهای پیستونی شعاعی، پیستون ها به صورت شعاعی نسبت به شافت قرار گرفته اند.یک موتور پیستون محوری همانند یک پمپ پیستون محوری است که این موتور کاربردی رایج در صنعت هوا و فضا دارد.طرحی از یک موتور پیستون محوری در شکل 1 نشان داده شده است. همانگونه که در شکل می توان دید موتور های پیستون محوری همانند یک پمپ پیستونی است، غیر از زاویه Swashplate که حال ثابت است ( به عنوان مثال هیچ جبران ساز یا کنترل کننده پیستونی موجود نیست).درگاه ورودی پمپ سمت فشار بالاست و درگاه خروجی سمت فشار پایین.همین تفاوت فشار سبب چرخش موتور میگردد. از آنجایی که Swashpalte ثابت است، سرعت موتور توسط کنترل فشار ورودی( اختلاف فشار در دو سر موتور) یا نرخ جریان، کنترل می شود.موتور های هیدورلیک عموما 9 پیستونه یا شاید 7 پیستونه باشند(پیستون بیشتر جابه جایی را افزایش می دهد که به سبب آن گشتاور خروجی افزایش پیدا می کند). موتورهای پیستونی بهترین آب بندی را برای فشارهای ورودی بالا فراهم می کند و در گشتاور های بالا، سرعت های کم بسیار خوب کار می کنند.آنها بهترین آب بندی را دارا هستند که سبب راندمان بالای این موتورها می گردد.یک موتور پیستون محوری با یک Swashplate ثابت یک جهته می باشد( تنها به یک سمت گردش می کند). برای این که دو جهته باشد، Swashplate می بایست از لحاظ مکانی تغییر پذیر باشد. در آخر، موتورهای پیستونی دارای یک درگاه آب چکه هستند تا به نشت های پیستون اجازه برگشت به جریان را بدهند.
http://himech.files.wordpress.com/2010/05/mhdfigure-1.jpg?w=600&h=304 (http://himech.files.wordpress.com/2010/05/mhdfigure-1.jpg)شکل 1 - موتور هیدرولیک پیستون محوری
موتور پره ای
موتور پره ای (کارتریجی) در شکل 2 نشان داده شده است.موتورهای پره ای گزینه ای خوب برای کاربرد در سرعت های بالا هستند.موتور پره ای هنگامی که سیال در فشار بالا از میان آن به سمت خروجی یا درگاه فشار کم، عبور می کند، شروع به گردش می کند.پره های بیشتر نا همواری گشتاور خروجی را کاهش می دهد اما تعدد پره ها منجر به اصطکاک بییشتر خواهد شد. پره ها به محور محرک متصل شده و درتماس مستقیم با محفظه بیضوی هستند تا از نشت ها جلوگیری کنند.پره ها تحت فشار هیدرولیک، نیروی گریز از مرکز یا فنرها قرار دارند(فنرها در شکل 2 نمایش داده شده اند). پره ها با توجه به نیروی گریز از مرکز باز می شوند، ممکن است پره ها توسه یک شیار به شفت محرک یا رتور متصل شوند که این به پره ها اجازه دوران و یک حرکت کشویی در راستای شعاعی را می دهد.هنگامی که فشار اعمال شود، پره ها شروع به گردش رتور(شافت) خواهند کرد. همانگونه که سرعت افزایش یابد،پره ها به سمت بیرون در راستای شیار باز شده و با دیواره تماس پیدا می کنند که سبب آب بندی سطح خارجی می گردند. جدار داخل می تواند به صورت سراشیب باشد تا بتواند فشار روغن در خروجی را کاهش دهد- این امری ممکن است چرا که پره ها با توجه به شیار هایی که توسط آنها به شفت متصل اند قادر به دروان و حرکت به سمت داخل یا خارج برای پوشش جدار داخلی، می باشند. برخی موتور های پره ای از فنر برای اعمال بار به پره ها در راستای شیار، استفاده می کنند، این فنرها به پره ها برای آب بندی بهتر در ابتدای کار کمک می نماید که همین امر سبب بهبود گشتاور آغازین می گردد.در سرعت های بالا، نیروی گریز از مرکز به پره ها کمک کرده تا به سمت خارج باز شوند.موتور پره ای که در شکل نشان داده شده دو درگاه دارد، یک ورودی و یک خروجی. ممکن است که یک موتور چهار درگاهه داشته باشیم، که جریان را از دو مسیر جدا از هم تقسیم نماییم. یک موتور چهار درگاهه پره ای گشتاوری دو برابر دارد اما در نصف سرعت یک موتور هم ظرفیت دو درگاهه کار می کند.ورودی یک موتور چهار درگاهه در دو سمت مخالف آن برای بالانس بار وارد بر یاتاقان ها، قرار دارد.برای موتورهای پره ای یک سوپاپ می تواند کنترل کند که کدام درگاه فشار بالا و کدام فشار پایین باشد، که منجر به یک موتور دو جهته می شود.موتور های پره ای راندمانی همانند موتور های پیستونی ندارند ولی برای کار در سرعت های بالا مناسب هستند.موتور های پره ای در فشار های ورودی بالا، راندمانی کمی دارند( به خاطر نشت و لغزشی است که از میان پره ها رخ می دهد).موتور های پره ای همچنین در دورهای پایین بازده کمتری دارند.موتور های پره ای قادر به کار در وضعیت های برگشت پذیر(دو جهته) بوده و سرو صدای کمتری نسبت به انواع دیگر موتور ها دارند. آنها معمولا از موتورهای پیستونی ارزان تر می باشند.
http://himech.files.wordpress.com/2010/05/mhdfigure-2.jpg?w=600&h=421 (http://go2.wordpress.com/?id=725X1342&site=himech.wordpress.com&url=http%3A%2F%2Fhimech.files.wordpress.com%2F2010 %2F05%2Fmhdfigure-2.jpg&sref=http%3A%2F%2Fhimech.wordpress.com%2F2010%2F05 %2F28%2F%25d8%25b4%25d8%25b1%25d8%25ad-%25d9%2585%25d9%2588%25d8%25aa%25d9%2588%25d8%25b1 %25d9%2587%25d8%25a7%25db%258c-%25d9%2587%25db%258c%25d8%25af%25d8%25b1%25d9%2588 %25d9%2584%25db%258c%25da%25a9%2F%23more-1161)
شکل 2 – موتور پره ای(کارتریجی)
خروجی یک موتور، یک گشتاور و یک سرعت زاویه ای است.(توجه: قدرت = گشتاور * سرعت زاویه ای).موتور ها دقیقا برعکس پمپ ها عمل می کنند، در واقع، برخی موتور/پمپ ها هر دو نقش را در یک سیستم هیدرولیک ایفا می کنند( به عنوان یک پمپ یا موتور بسته به موقعیت سوپاپ های کنترل عمل می کنند). همانند پمپ ها، معادله حاکم برای یک موتور ایده آل برابر است با:
http://himech.files.wordpress.com/2010/05/motor-desc-eqn1.gif?w=150&h=19 (http://himech.files.wordpress.com/2010/05/motor-desc-eqn1.gif)
Q: نرخ جریان یا دبی
Δp: اختلاف فشار دو سر موتور
T: گشتاور خروجی موتور
ω: سرعت زاویه ای موتور
***برای خواندن ادامه مطلب بر روی بیشتر بخوانید کلیک فرمایید***
مهمترین پارامتر بهره، برای موتورهای هیدرولیک، جابجایی می باشد( همانند پمپ ها).جابجایی مقدار سیالی است(در کل جریان) که موتور را برای یک دور شفت جابه جا می کند، و توسط اختلاف فشار دو سر موتور به گشتاور خروجی ربط داده می شود.
http://himech.files.wordpress.com/2010/05/motor-desc-eqn2.gif?w=150&h=25 (http://himech.files.wordpress.com/2010/05/motor-desc-eqn2.gif)
در معادله بالا D جابجایی می باشد با واحد in^3/rev و Δp = p1 – p2 که p1 فشار ورودی است و p2 فشار خروجی است. عملکرد حالت پایدار یک پمپ کاملا توسط دو معادله بالا بیان می گردد.
انواع موتور های هیدرولیک:
سه نوع اصلی موتور هیدرولیک موجود هست:
<LI style="FONT-SIZE: small; TEXT-ALIGN: justify">پیستونی <LI style="FONT-SIZE: small; TEXT-ALIGN: justify">پره ای(کارتریجی)
چرخدنده ای
موتور پیستونی
یک موتور پیستونی می تواند شعاعی یا محوری باشد. در موتورهای پیستونی شعاعی، پیستون ها به صورت شعاعی نسبت به شافت قرار گرفته اند.یک موتور پیستون محوری همانند یک پمپ پیستون محوری است که این موتور کاربردی رایج در صنعت هوا و فضا دارد.طرحی از یک موتور پیستون محوری در شکل 1 نشان داده شده است. همانگونه که در شکل می توان دید موتور های پیستون محوری همانند یک پمپ پیستونی است، غیر از زاویه Swashplate که حال ثابت است ( به عنوان مثال هیچ جبران ساز یا کنترل کننده پیستونی موجود نیست).درگاه ورودی پمپ سمت فشار بالاست و درگاه خروجی سمت فشار پایین.همین تفاوت فشار سبب چرخش موتور میگردد. از آنجایی که Swashpalte ثابت است، سرعت موتور توسط کنترل فشار ورودی( اختلاف فشار در دو سر موتور) یا نرخ جریان، کنترل می شود.موتور های هیدورلیک عموما 9 پیستونه یا شاید 7 پیستونه باشند(پیستون بیشتر جابه جایی را افزایش می دهد که به سبب آن گشتاور خروجی افزایش پیدا می کند). موتورهای پیستونی بهترین آب بندی را برای فشارهای ورودی بالا فراهم می کند و در گشتاور های بالا، سرعت های کم بسیار خوب کار می کنند.آنها بهترین آب بندی را دارا هستند که سبب راندمان بالای این موتورها می گردد.یک موتور پیستون محوری با یک Swashplate ثابت یک جهته می باشد( تنها به یک سمت گردش می کند). برای این که دو جهته باشد، Swashplate می بایست از لحاظ مکانی تغییر پذیر باشد. در آخر، موتورهای پیستونی دارای یک درگاه آب چکه هستند تا به نشت های پیستون اجازه برگشت به جریان را بدهند.
http://himech.files.wordpress.com/2010/05/mhdfigure-1.jpg?w=600&h=304 (http://himech.files.wordpress.com/2010/05/mhdfigure-1.jpg)شکل 1 - موتور هیدرولیک پیستون محوری
موتور پره ای
موتور پره ای (کارتریجی) در شکل 2 نشان داده شده است.موتورهای پره ای گزینه ای خوب برای کاربرد در سرعت های بالا هستند.موتور پره ای هنگامی که سیال در فشار بالا از میان آن به سمت خروجی یا درگاه فشار کم، عبور می کند، شروع به گردش می کند.پره های بیشتر نا همواری گشتاور خروجی را کاهش می دهد اما تعدد پره ها منجر به اصطکاک بییشتر خواهد شد. پره ها به محور محرک متصل شده و درتماس مستقیم با محفظه بیضوی هستند تا از نشت ها جلوگیری کنند.پره ها تحت فشار هیدرولیک، نیروی گریز از مرکز یا فنرها قرار دارند(فنرها در شکل 2 نمایش داده شده اند). پره ها با توجه به نیروی گریز از مرکز باز می شوند، ممکن است پره ها توسه یک شیار به شفت محرک یا رتور متصل شوند که این به پره ها اجازه دوران و یک حرکت کشویی در راستای شعاعی را می دهد.هنگامی که فشار اعمال شود، پره ها شروع به گردش رتور(شافت) خواهند کرد. همانگونه که سرعت افزایش یابد،پره ها به سمت بیرون در راستای شیار باز شده و با دیواره تماس پیدا می کنند که سبب آب بندی سطح خارجی می گردند. جدار داخل می تواند به صورت سراشیب باشد تا بتواند فشار روغن در خروجی را کاهش دهد- این امری ممکن است چرا که پره ها با توجه به شیار هایی که توسط آنها به شفت متصل اند قادر به دروان و حرکت به سمت داخل یا خارج برای پوشش جدار داخلی، می باشند. برخی موتور های پره ای از فنر برای اعمال بار به پره ها در راستای شیار، استفاده می کنند، این فنرها به پره ها برای آب بندی بهتر در ابتدای کار کمک می نماید که همین امر سبب بهبود گشتاور آغازین می گردد.در سرعت های بالا، نیروی گریز از مرکز به پره ها کمک کرده تا به سمت خارج باز شوند.موتور پره ای که در شکل نشان داده شده دو درگاه دارد، یک ورودی و یک خروجی. ممکن است که یک موتور چهار درگاهه داشته باشیم، که جریان را از دو مسیر جدا از هم تقسیم نماییم. یک موتور چهار درگاهه پره ای گشتاوری دو برابر دارد اما در نصف سرعت یک موتور هم ظرفیت دو درگاهه کار می کند.ورودی یک موتور چهار درگاهه در دو سمت مخالف آن برای بالانس بار وارد بر یاتاقان ها، قرار دارد.برای موتورهای پره ای یک سوپاپ می تواند کنترل کند که کدام درگاه فشار بالا و کدام فشار پایین باشد، که منجر به یک موتور دو جهته می شود.موتور های پره ای راندمانی همانند موتور های پیستونی ندارند ولی برای کار در سرعت های بالا مناسب هستند.موتور های پره ای در فشار های ورودی بالا، راندمانی کمی دارند( به خاطر نشت و لغزشی است که از میان پره ها رخ می دهد).موتور های پره ای همچنین در دورهای پایین بازده کمتری دارند.موتور های پره ای قادر به کار در وضعیت های برگشت پذیر(دو جهته) بوده و سرو صدای کمتری نسبت به انواع دیگر موتور ها دارند. آنها معمولا از موتورهای پیستونی ارزان تر می باشند.
http://himech.files.wordpress.com/2010/05/mhdfigure-2.jpg?w=600&h=421 (http://go2.wordpress.com/?id=725X1342&site=himech.wordpress.com&url=http%3A%2F%2Fhimech.files.wordpress.com%2F2010 %2F05%2Fmhdfigure-2.jpg&sref=http%3A%2F%2Fhimech.wordpress.com%2F2010%2F05 %2F28%2F%25d8%25b4%25d8%25b1%25d8%25ad-%25d9%2585%25d9%2588%25d8%25aa%25d9%2588%25d8%25b1 %25d9%2587%25d8%25a7%25db%258c-%25d9%2587%25db%258c%25d8%25af%25d8%25b1%25d9%2588 %25d9%2584%25db%258c%25da%25a9%2F%23more-1161)
شکل 2 – موتور پره ای(کارتریجی)