Les moteurs hydrauliques et les pompes hydrauliques sont réciproques en termes de principes de fonctionnement.Lorsque du liquide entre dans la pompe hydraulique, son arbre produit de la vitesse et du couple, qui deviennent un moteur hydraulique.
1. Connaissez d’abord le débit réel du moteur hydraulique, puis calculez l’efficacité volumétrique du moteur hydraulique, qui est le rapport entre le débit théorique et le débit d’entrée réel ;
2. La vitesse du moteur hydraulique est égale au rapport entre le débit d'entrée théorique et la cylindrée du moteur hydraulique, qui est également égal au débit d'entrée réel multiplié par le rendement volumétrique puis divisé par la cylindrée ;
3. Calculez la différence de pression entre l'entrée et la sortie du moteur hydraulique, et vous pouvez l'obtenir en connaissant respectivement la pression d'entrée et la pression de sortie ;
4. Calculez le couple théorique de la pompe hydraulique, qui est lié à la différence de pression entre l'entrée et la sortie du moteur hydraulique et la cylindrée ;
5. Le moteur hydraulique présente une perte mécanique dans le processus de travail réel, de sorte que le couple de sortie réel doit être le couple théorique moins le couple de perte mécanique ;
Classification de base et caractéristiques associées des pompes à piston et des moteurs hydrauliques à piston
Les caractéristiques de fonctionnement de la pression hydraulique ambulante exigent que les composants hydrauliques aient une vitesse élevée, une pression de service élevée, une capacité de charge externe globale, un faible coût du cycle de vie et une bonne adaptabilité environnementale.
Les structures des pièces d'étanchéité et des dispositifs de distribution de débit de différents types, types et marques de pompes et de moteurs hydrauliques utilisés dans les entraînements hydrostatiques modernes sont fondamentalement homogènes, avec seulement quelques différences dans les détails, mais les mécanismes de conversion de mouvement sont souvent très différents.
Classification selon le niveau de pression de travail
Dans la technologie hydraulique moderne, diverses pompes à piston sont principalement utilisées en moyenne et haute pression (pompes des séries légères et moyennes, pression maximale 20-35 MPa), haute pression (pompes des séries lourdes, 40-56 MPa) et ultra-haute pression. (pompes spéciales, >56MPa) est utilisé comme élément de transmission de puissance.Le niveau de stress au travail est l’une de leurs caractéristiques de classification.
Selon la relation de position relative entre le piston et l'arbre d'entraînement dans le mécanisme de conversion de mouvement, la pompe à piston et le moteur sont généralement divisés en deux catégories : pompe/moteur à pistons axiaux et pompe/moteur à pistons radiaux.La direction de déplacement du premier piston est parallèle à l'axe de l'arbre d'entraînement ou coupe celui-ci pour former un angle ne dépassant pas 45°, tandis que le piston du second se déplace sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'arbre d'entraînement.
Dans l'élément à piston axial, il est généralement divisé en deux types : le type à plateau oscillant et le type à arbre incliné en fonction du mode de conversion de mouvement et de la forme du mécanisme entre le piston et l'arbre d'entraînement, mais leurs méthodes de distribution de débit sont similaires.La variété des pompes à pistons radiaux est relativement simple, tandis que les moteurs à pistons radiaux ont diverses formes structurelles, par exemple, ils peuvent être subdivisés en fonction du nombre d'actions.
Classification de base des pompes hydrauliques à piston et des moteurs hydrauliques pour entraînements hydrostatiques selon les mécanismes de conversion de mouvement
Les pompes hydrauliques à pistons sont divisées en pompes hydrauliques à pistons axiaux et pompes hydrauliques à pistons axiaux.Les pompes hydrauliques à pistons axiaux sont divisées en pompes hydrauliques à pistons axiaux à plateau oscillant (pompes à plateau oscillant) et en pompes hydrauliques à pistons axiaux à axe incliné (pompes à axe incliné).
Les pompes hydrauliques à pistons axiaux sont divisées en pompes hydrauliques à pistons radiaux à distribution de débit axial et en pompes hydrauliques à pistons radiaux à distribution d'extrémité.
Les moteurs hydrauliques à pistons sont divisés en moteurs hydrauliques à pistons axiaux et en moteurs hydrauliques à pistons radiaux.Les moteurs hydrauliques à pistons axiaux sont divisés en moteurs hydrauliques à pistons axiaux à plateau oscillant (moteurs à plateau oscillant), en moteurs hydrauliques à pistons axiaux à axe incliné (moteurs à axes inclinés) et en moteurs hydrauliques à pistons axiaux multi-actions.
Les moteurs hydrauliques à pistons radiaux sont divisés en moteurs hydrauliques à pistons radiaux à simple effet et en moteurs hydrauliques à pistons radiaux à plusieurs effets.
(moteur à courbe intérieure)
La fonction du dispositif de distribution de débit est de permettre au cylindre plongeur de travail de se connecter aux canaux haute pression et basse pression du circuit à la position et au moment de rotation corrects, et de garantir que les zones haute et basse pression du composant et dans le circuit sont dans n'importe quelle position de rotation du composant.et sont à tout moment isolés par un ruban d'étanchéité approprié.
Selon le principe de fonctionnement, le dispositif de distribution de débit peut être divisé en trois types : type à liaison mécanique, type à ouverture et fermeture à pression différentielle et type à ouverture et fermeture d'électrovanne.
À l'heure actuelle, les pompes hydrauliques et les moteurs hydrauliques destinés à la transmission de puissance dans les dispositifs d'entraînement hydrostatiques utilisent principalement une liaison mécanique.
Le dispositif de distribution de débit à liaison mécanique est équipé d'une vanne rotative, d'une vanne à plaque ou d'une vanne à tiroir reliée de manière synchrone à l'arbre principal du composant, et la paire de distribution de débit est composée d'une partie fixe et d'une partie mobile.
Les parties statiques sont dotées de fentes publiques qui sont respectivement reliées aux orifices d'huile haute et basse pression des composants, et les parties mobiles sont dotées d'une fenêtre de distribution de débit séparée pour chaque cylindre plongeur.
Lorsque la partie mobile est fixée à la partie fixe et se déplace, les fenêtres de chaque cylindre se connecteront alternativement aux fentes haute et basse pression de la partie fixe, et l'huile sera introduite ou évacuée.
Le mode de mouvement d'ouverture et de fermeture superposé de la fenêtre de distribution de flux, l'espace d'installation étroit et le travail de frottement de glissement relativement élevé rendent impossible la réalisation d'un joint flexible ou élastique entre la partie fixe et la partie mobile.
Il est complètement scellé par le film d'huile d'une épaisseur de l'ordre du micron dans l'espace entre les « miroirs de distribution » rigides tels que les plans, sphères, cylindres ou surfaces coniques ajustés avec précision, qui constitue le joint d'étanchéité.
Par conséquent, il existe des exigences très élevées pour la sélection et le traitement du double matériau de la paire de distribution.Dans le même temps, la phase de distribution de fenêtre du dispositif de distribution de flux doit également être précisément coordonnée avec la position d'inversion du mécanisme qui favorise l'achèvement du mouvement alternatif du piston et une répartition raisonnable de la force.
Il s'agit des exigences de base pour des composants de piston de haute qualité et impliquent des technologies de fabrication de base associées.Les principaux dispositifs de distribution de débit à liaison mécanique utilisés dans les composants hydrauliques à piston modernes sont la distribution de débit à la surface d'extrémité et la distribution de débit à l'arbre.
D'autres formes telles que le type à tiroir et le type à tourillon cylindrique sont rarement utilisées.
La distribution des faces d'extrémité est également appelée distribution axiale.Le corps principal est un ensemble de vannes rotatives à plaques, composées d'une plaque de distribution plate ou sphérique avec deux encoches en forme de croissant fixées à la face d'extrémité du cylindre avec un trou de distribution en forme de lenticulaire.
Les deux tournent relativement sur le plan perpendiculaire à l'arbre d'entraînement, et les positions relatives des encoches sur la plaque de soupape et des ouvertures sur la face d'extrémité du cylindre sont disposées selon certaines règles.
De sorte que le cylindre plongeur dans la course d'aspiration d'huile ou de pression d'huile puisse alternativement communiquer avec les fentes d'aspiration et de refoulement d'huile sur le corps de la pompe, et en même temps puisse toujours assurer l'isolation et l'étanchéité entre les chambres d'aspiration et de refoulement d'huile ;
La distribution axiale du flux est également appelée distribution radiale du flux.Son principe de fonctionnement est similaire à celui du dispositif de distribution de débit à face d'extrémité, mais il s'agit d'une structure de vanne rotative composée d'un noyau de vanne et d'un manchon de vanne relativement rotatifs, et adopte une surface de distribution de flux rotative cylindrique ou légèrement conique.
Afin de faciliter l'adaptation et l'entretien du matériau de la surface de friction des pièces de la paire de distribution, une doublure ou une bague remplaçable est parfois installée dans les deux dispositifs de distribution ci-dessus.
Le type d'ouverture et de fermeture à pression différentielle est également appelé dispositif de distribution de débit de type vanne à siège.Il est équipé d'un clapet anti-retour de type clapet à siège à l'entrée et à la sortie d'huile de chaque cylindre plongeur, de sorte que l'huile ne puisse s'écouler que dans une seule direction et isoler la haute et la basse pression.cavité d'huile.
Ce dispositif de distribution de débit présente une structure simple, de bonnes performances d'étanchéité et peut fonctionner sous une pression extrêmement élevée.
Cependant, le principe d'ouverture et de fermeture par pression différentielle fait que ce type de pompe n'a pas la réversibilité de se convertir à l'état de fonctionnement du moteur et ne peut pas être utilisé comme pompe hydraulique principale dans le système en circuit fermé du dispositif d'entraînement hydrostatique.
Le type d'ouverture et de fermeture d'électrovanne à commande numérique est un dispositif de distribution de débit avancé qui a émergé ces dernières années.Il définit également une vanne d'arrêt à l'entrée et à la sortie d'huile de chaque cylindre plongeur, mais elle est actionnée par un électro-aimant à grande vitesse contrôlé par un dispositif électronique, et chaque vanne peut s'écouler dans les deux sens.
Le principe de fonctionnement de base de la pompe à piston (moteur) avec distribution à commande numérique : les électrovannes à grande vitesse 1 et 2 contrôlent respectivement le sens d'écoulement de l'huile dans la chambre de travail supérieure du cylindre à piston.
Lors de l'ouverture de la vanne ou de la vanne, le cylindre plongeur est connecté respectivement au circuit basse pression ou haute pression, et leur action d'ouverture et de fermeture est la phase de rotation mesurée par le dispositif de réglage à commande numérique 9 en fonction de la commande de réglage et de l'entrée. (sortie) capteur d'angle de rotation de l'arbre 8 Contrôlé après résolution.
L'état illustré sur la figure est l'état de fonctionnement de la pompe hydraulique dans lequel la vanne est fermée et la chambre de travail du cylindre plongeur alimente en huile le circuit haute pression via la vanne ouverte.
Étant donné que la fenêtre de distribution à débit fixe traditionnelle est remplacée par une électrovanne à grande vitesse qui peut ajuster librement la relation d'ouverture et de fermeture, elle peut contrôler de manière flexible le temps d'alimentation en huile et la direction du débit.
Il présente non seulement les avantages de la réversibilité du type de liaison mécanique et de la faible fuite du type d'ouverture et de fermeture de différence de pression, mais a également pour fonction de réaliser une variable continue bidirectionnelle en modifiant continuellement la course effective du piston.
La pompe à piston de type distribution de débit à commande numérique et le moteur qui la compose ont d'excellentes performances, ce qui reflète une direction de développement importante des composants hydrauliques à piston dans le futur.
Bien entendu, le principe de l'adoption de la technologie de distribution de débit à commande numérique est de configurer des électrovannes haute vitesse de haute qualité et à faible consommation d'énergie ainsi que des logiciels et du matériel de dispositif de réglage à commande numérique hautement fiables.
Bien qu'il n'existe en principe aucune relation d'adaptation nécessaire entre le dispositif de distribution de débit du composant hydraulique du piston et le mécanisme d'entraînement du piston, on pense généralement que la distribution de la face d'extrémité a une meilleure adaptabilité aux composants ayant une pression de service plus élevée.La plupart des pompes à pistons axiaux et des moteurs à pistons largement utilisés utilisent désormais une distribution de débit par face frontale.Les pompes et moteurs à pistons radiaux utilisent une distribution de débit sur arbre et une distribution de débit sur face d'extrémité, et il existe également des composants hautes performances avec distribution de débit sur arbre.D'un point de vue structurel, le dispositif de distribution de débit à commande numérique haute performance est plus adapté aux composants à pistons radiaux.Quelques commentaires sur la comparaison des deux méthodes de distribution du flux en bout et de distribution du flux axial.Pour référence, les moteurs hydrauliques à engrenages cycloïdaux y sont également mentionnés.D'après les données de l'échantillon, le moteur hydraulique à engrenages cycloïdaux avec distribution d'extrémité a des performances nettement supérieures à celles de la distribution par arbre, mais cela est dû au positionnement de ce dernier en tant que produit bon marché et adopte la même méthode dans la paire d'engrènement, supportant l'arbre et autres Composants.La simplification de la structure et d'autres raisons ne signifie pas qu'il existe un écart aussi grand entre les performances de la distribution du débit sur la face d'extrémité et la distribution du débit dans l'arbre lui-même.
Heure de publication : 21 novembre 2022