Аксиально-поршневые гидромоторы

Рис.1 Примеры КМУ

На рис.2 показана 3D схема крана манипулятора Palfinger 15500

Рис.2 Схема гидросистемы Palfinger 15500

Примерно по той же схеме складывается баланс мощностей гидропривода для коммунально-дорожных машин (КДМ). На рис.3 представлена типовая КДМ.

Рис.3 Типовая КДМ на базе КАМАЗА.

В этих системах 10-15% от доступной гидравлической энергии гидронасоса расходуется на ГЦ для управления положениями отвала и щёток, а подавляющее количество гидравлической энергии гидропривода расходуется на привод гидромоторов щёток, разбрасывателя и ленточного конвейера подачи антигололёдной смеси в зимний период или привода водяного насоса в летний период эксплуатации КДМ.

Очевидно, что на гидромоторы в гидросистемах строительной и дорожной спецтехники возлагается выполнение наиболее энергозатратной части работы. Поэтому выбор гидромотора только лишь по критерию цены, без учёта его, энергетической эффективности (КПД), в конечном счёте, не является дальновидной стратегией, позволяющей создавать конкурентоспособные образцы спецтехники. Так, например, низкий КПД основных гидромоторов (повышенное трение и утечки масла) может приводить к непроизводительным потерям энергии в несколько десятков киловатт.
Это, в свою очередь, приводит к повышению температуры масла, повышению его текучести и снижению скорости вращения гидромоторов под нагрузкой.  В итоге покупатель спецтехники сталкивается с ситуацией, при которой при незначительной перегрузке гидравлического мотора, он может уменьшить скорость своего вращения вплоть до полной остановки. В КМУ с буровой навеской бур не сможет преодолеть тяжелый грунт, а подметальные щетки в КДМ блокируются при малейшем увеличении усилия прижима и ленточный конвейер останавливается без видимых причин.

На практике, для мощностей в пределах 18-25 кВт применяют гидромоторы героторного типа (для скоростей вращения выходного вала не более 1000 об/мин) и шестеренного типа (для более высоких скоростей вращения). В случаях, когда на валу гидромотора необходимо получить мощность выше указанного диапазона, применяются аксиально-поршневые гидромоторы, которые по своим скоростным показателям сходны с шестеренными гидромоторами. Для обеспечения более низкой скорости вращения выходного вала типовым конструкторским решением является применение редуктора (чаще всего планетарного). На рис.4 представлены типовые модификации.

Рис.4. Гидромоторы: Героторный BMZY-250, Аксиально-поршневой HPM-12 ISO 3019-2

Для привода мощных топливных насосов топливозаправочных автоцистерн (ТЗА), привода водяных насосов и вакуум-насосов промывочно-илососных спецмашин наилучшим образом подходят аксиально-поршневые гидромоторы. Гидромоторы этого типа также незаменимы и для диапазонов мощностей менее 18-25 кВт, в том случае, когда необходимо обеспечить длительную надёжную работу на высоких скоростях вращения (от 2 до 6 тыс. об/мин). Так, например, аксиально-поршневой гидромотор незаменим для привода мощной воздуходувки системы пневматического распределения сыпучих материалов (например семян), привода вентилятора нагнетания воздуха в глубокие колодцы, для обеспечения безопасной работы ремонтных рабочих. На рис.5 показан вентилятор с гидроприводом 2000 LS Hydraulic Cooling Fan.

Рис.5.  Вентилятор с гидроприводом 2000 LS Hydraulic Cooling Fan.

Следует отметить, что для спецтехники российского производства (в том числе поставляемой на экспорт) широко применяются гидромоторы известного уральского производителя гидромашин.  Они созданы на базе конструкции немецкого концерна и уже более полувека показывают свою состоятельность. При должном отношении к качеству производства конкретной заводской партии, несмотря на довольно старую конструкцию, применение данных гидромоторов обоснованно как экономически, так и технически.
В современных гидромашинах, выпускаемых ведущими мировыми производителями, уже несколько десятков лет такая конструкция считается устаревшей, т.к. на смену ей пришла новая конструкция гидромоторов, позволяющая достигать более высоких показателей надёжности и эффективности. 

Отличительной чертой новой конструкции является способ передачи вращающего момента от диска, в котором закреплены поршни к блоку цилиндров. В блоке цилиндров поршни совершают работу по превращению гидравлической энергии в механическую. В устаревшей конструкции поршень боковой стороной опирается на стенку поршневой камеры и создаёт необходимый момент вращения блока цилиндров, чтобы преодолеть момент трения в плоском распределителе мотора. В новой конструкции поршневой диск и блок цилиндров соединены посредством зубчатой передачи. Таким образом, изгибающая нагрузка на поршень не передаётся. Это позволяет сделать поршень менее массивным.

Снижение массы в данном случае критично, т.к. поршень совершает колебания в моторе с высокой частотой. Снижение массы поршня приводит к снижению инерционных нагрузок внутри мотора, повышению его надёжности и эффективности. Благодаря этому решению также возможно обеспечить лучший уровень герметизации поршневых камер мотора в условиях серийного производства, применить разрезные компрессионные кольца (решение конструктивно схожее с применяемым в ДВС). Ресурс такого гидромотора до наступления предельного состояния по утечкам значительно превосходит ресурс гидромотора предыдущей конструкции.

Группа Гидравликовъ https://gidravlikov.ru представляет вниманию специалистов аксиально-поршневые гидромоторы современной конструкции серии HPM (рис.4). Гидромоторы производятся в Италии на заводе OMFB. Нормы производства и испытаний соответствуют требованиям высоких стандартов. Гидромоторы доступны размером от 12 до 130 куб. см., максимальной скоростью вращения до 6300 об/мин, максимальной мощностью до 390 кВт. Гидромоторы могут быть оснащены встроенными датчиками скорости вращения, вспомогательными клапанами. Команда компании "Группа Гидравликовъ" старается обеспечить условия как по срокам поставки, так и обеспечить достаточный объем технической поддержки для покупателя.  Гидромоторы серии HPM могут стать удачным выбором!

Автор: главный инженер ООО "Группа ГидравликовЪ" Пономарёв В.В.

Редактор: к.т.н. Артюшин Ю.В.