هیدروموتور
اگر تا به حال از هر نوع ماشینی استفاده کرده باشید، احتمالاً با هیدروموتور آشنایی دارید. هیدروموتور ها تقریباً در همه ماشین آلات و دستگاه ها یافت می شوند و یکی از اجزای حیاتی هستند که باعث می شوند تجهیزات آنطور که باید کار کنند.
هیدروموتور وسیله ای می باشد که فشار هیدرولیک یا انرژی سیال را به نیروی چرخشی و حرکت زاویه ای تبدیل می کند. نقش هیدروموتور تامین نیرو و حرکت مورد نیاز برای جابجایی یک بار خارجی است. آنها می توانند قدرت قابل توجهی تولید کنند و معمولاً در هر برنامه ای که به تغییرات سرعت ثابت با حرکت چرخشی آهسته یا سریع نیاز دارد، استفاده می شود.
در این مقاله به بررسی دقیق نحوه انجام این کارها توسط هیدروموتور و تفاوت بین انواع آنها می پردازیم.
طرز کار هیدروموتور
هیدروموتور ها اساساً محرک های مکانیکی هستند که برای تبدیل نیروی سیال به انرژی مکانیکی مورد نیاز برای تامین انرژی یک ماشین استفاده می شوند.
قدرت سیال، نیروی محرکه همه عملیات های هیدرولیکی از جمله نحوه کار هیدروموتورها است.
هیدروموتور از سیالات تحت فشار پمپ هیدرولیک برای تولید نیرویی مانند جابجایی زاویه ای و گشتاور استفاده می کند. هنگامی که سیال به هیدروموتور منتقل می شود، به چرخ دنده ها، پره ها یا پیستون های هیدروموتور فشار وارد می کند و در نتیجه شفت خروجی آن را می چرخاند.
شفت دوار از جریان و فشار هیدرولیک برای ایجاد گشتاور چرخشی استفاده می کند، بنابراین قدرت و نیروی مورد نیاز برای حرکت بار خارجی را تولید می کند. سپس چرخه تکرار می شود.
سرعتی که یک هیدروموتور در آن کار می کند با مقدار روغن و فشار عرضه شده توسط پمپ تعیین می شود.
هیدروموتور ها برای چه مواردی استفاده می شوند؟
هیدروموتور ها نقش مهمی در زندگی روزمره ما دارند و نیاز به آنها روز به روز در حال افزایش است. آنها را می توان در طیف گسترده ای از کاربردها از جمله ساخت و ساز، کشاورزی و تولید یافت.
هیدروموتور ها به گونه ای طراحی شده اند که در برابر حرارت مقاوم باشند و می توانند شرایط محیطی شدید مانند گرمای بیش از حد را تحمل کنند. این باعث می شود که آنها به ویژه برای کاربردهای صنعتی مانند نوار نقاله، میکسر، دکل حفاری و غیره مناسب باشند.
با توجه به توانایی آنها در ارائه گشتاورهای فوق العاده بالا در یک طراحی جمع و جور، آنها را می توان به طور معمول برای وسایلی مانند بولدوزر و بیل مکانیکی به کار برد.
انواع هیدروموتور
چهار نوع اصلی هیدروموتور وجود دارد که هرکدام دارای ویژگی های متفاوتی هستند که یکی را برای کاربردهای خاص مناسب تر از دیگری می کند.
هیدروموتور دنده ای:
هیدروموتور های دنده ای در دو نوع خارجی (external) و داخلی (internal) خلاصه می شوند:
هیدروموتور دنده ای خارجی:
این هیدروموتور دارای دو دنده است: دنده عملگر و دنده هرزگرد. چرخ دنده عملگر به شفت خروجی متصل می شود. روغن پرفشار در اطراف نوک دنده درون موتور گردش می کند و از طرفین وارد می شود و از درگاه خروجی خارج می شود. همانطور که چرخ دنده ها مشبک می شوند، از برگشت روغن از خروجی به سمت ورودی جلوگیری می کنند.
مقدار کمی از این روغن برای روانکاری چرخ دنده ها استفاده می شود. این روغن از طریق بلبرینگ ها (هیدرودینامیک) تخلیه می شود و روغن از سمت فشار چرخ دنده ها وارد می شود. اگر چرخ دنده ها طبق استاندارد ساخته نشده باشند، ممکن است در معرض ارتعاش قرار گیرند و ممکن است در حین کار موتور نویز داشته باشند.
ویژگی های هیدروموتور دنده ای خارجی
- توانایی کار در فشار بالا
- تحمل فشار تا 200 بار
- دارای چرخ دنده های کم هزینه با عمر طولانی
کاربرد های هیدروموتور دنده ای خارجی
- ماشین آلات موبایل
- نوار نقاله
- تجهیزات کشاورزی
- فن ها
هیدروموتور دنده ای داخلی:
موتورهای دنده داخلی شباهت زیادی با هیدروموتور های دنده ای خارجی دارند، اما با عملکرد روان تر، خود را متمایز می کنند. برخلاف هیدروموتورهای دنده ای خارجی که می توانند لرزش و صدا ایجاد کنند، هیدروموتورهای دنده ای داخلی بی صداتر عمل می کنند. آنها معمولاً شامل یک چرخ دنده خارجی هستند که با یک دنده داخلی بزرگتر مشبک می شود.
ویژگی های هیدروموتور دنده ای داخلی
- وزن و اندازه مناسب
- طراحی ساده
- فشار متوسط
- هزینه کم
- محدوده دمایی گسترده
- دامنه ویسکوزیته بالا
کاربرد های هیدروموتور دنده ای داخلی
- فن ها
- هیدرولیک موبایل
- نوار نقاله
- ماشین آلات کشاورزی
هیدروموتور پره ای:
هیدروموتور ها با ایجاد عدم تعادل از طریق فشار عمل می کنند که باعث چرخش شفت می شود. در هیدروموتورهای پره ای، این عدم تعادل به دلیل تغییرات در فشار هیدرولیکی اعمال شده بر ناحیه های پره رخ می دهد. گشتاور تولید می شود زیرا اختلاف فشار روغن را از پمپ به داخل موتور می راند.
هیدروموتورهای پره ای معمولا از نوع کارتریجی هستند و طراحی مشابهی با پمپ های پره ای دارند. در داخل محفظه استوانه ای یک هیدروموتور پره ای، حلقه ای با شکاف های شعاعی نصب شده است که پره های کشویی را نگه می دارد. این پره ها به دیواره داخلی محفظه استوانه ای فشار می آورند و با فشار دادن پره ها به بیرون توسط نیروی گریز از مرکز، حلقه می چرخد.
ویژگی های هیدروموتور پره ای
- سر و صدای کم
- نصب عمودی
- طراحی کاربردی
- فشار متوسط
- گشتاور بالا در سرعت های پایین
کاربرد های هیدروموتور پره ای
- ماشین آلات کشاورزی
- دستگاه تزریق پلاستیک
- کاربرد های صنعتی
- ماشین آلات موبایل
هیدروموتور پیستونی:
هیدروموتور های پیستونی به دو نوع کلی تقسیم می شوند:
هیدروموتور پیستونی شعاعی:
هیدروموتور پیستونی شعاعی فشار سیال را به چرخش مکانیکی تبدیل می کند. مرکز طراحی آن یک شیر جهت دار با دو خط سیال است: یکی برای ورودی و دیگری برای تخلیه. روتور درون شیر جهت دار دارای سوراخ های شعاعی است که پیستون ها را قادر می سازد آزادانه شناور شوند و حرکت کنند.
هنگامی که پیستون ها با مسیر ثابتی که توسط روتور می چرخد تماس پیدا می کنند، یک حرکت رفت و برگشتی نسبت به روتور ایجاد می کنند.
هنگامی که سیال هیدرولیک تحت فشار از پمپ وارد سوراخ ها می شود، پیستون ها را برای تقریباً نیمی از چرخش در مقابل استاتور قرار می دهد. در نیمه دوم چرخش، سیال به سمت خط تخلیه هدایت می شود. اگر هیدروموتور تحت فشار قرار گیرد، استاتور به پیستون‌ها نیرو وارد می‌کند و باعث چرخش پیستون و روتور می‌شود. این عمل شفت خروجی هیدروموتور را به حرکت در می آورد.
ویژگی های هیدروموتور پیستونی شعاعی
- گشتاور بالا در سرعت کم
- کارایی بسیار بالا
- عمر طولانی مدت
- کنترل دقیق
- سرعت روان
کاربرد های هیدروموتور پیستونی شعاعی
- دستگاه تزریق پلاستیک
- پرس ها
- تجهیزات ساختمانی
- ماشین آلات با فشار بالا
هیدروموتور پیستونی محوری:
هیدروموتور پیستونی محوری، هیدروموتور هایی هستند که می توانند یا دبی ثابت باشند و یا دبی متغیر. این هیدروموتور ها در دو نوع سواش پلیت (swash plate) و محور خمیده (bent-axis) خلاصه می شوند. هیدروموتور های پیستونی محوری بر اساس اصل پمپ پیستونی محوری ساخته شده اند و ویژگی اصلی آن ها، آرایش محور موازی پیستون ها در یک سیلندر حول محور چرخشی می باشد.
ویژگی های هیدروموتور پیستونی محوری
- سرعت بالاتر
- چگالی توان بالا
- محدوده گسترده ای از سرعت ها
- می تواند دبی متغیر یا دبی ثابت باشد.
- راندمان بالا
کاربرد های هیدروموتور پیستونی محوری
- صنایع دریایی
- جرثقیل ها
- وینچ
- تجهیزات ساختمانی
هیدروموتور اوربیتالی:
هیدروموتور اوربیتالی از آن دسته هیدروموتور هایی می باشد که می تواند گشتاور زیادی را در سرعت پایین تولید کند و بر اساس اصل مدار کار کند. این اصل بر اساس یک روتور است که در یک چرخ دنده خارجی (استاتور) می چرخد.
هنگامی سیال هیدرولیک تحت فشار، وارد محفظه می شود، عدم تعادل فشار را ایجاد می کند و گشتاوری را تولید می کند که توسط چرخ دنده داخلی به شفت خروجی موتور منتقل می شود و باعث چرخش مدار می شود.
ویژگی های هیدروموتور اوربیتالی
- وزن مناسب
- نصب آسان
- هزینه پایین
- طراحی جمع و جور
کاربرد های هیدروموتور اوربیتالی
- تجهیزات ساختمانی
- ماشین آلات کشاورزی
- صنایع معدن
- تجهیزات ماهیگیری
نکات قابل توجه قبل از خرید هیدروموتور
هنگام انتخاب یک هیدروموتور، چندین فاکتور باید در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که سیستم به طور موثر عمل می کند. هیدروموتور انتخابی باید نیاز های سیستم را برآورده کند. در غیر این صورت، می تواند بر عملکرد کلی سیستم شما تأثیر بگذارد. در زیر عوامل کلیدی و سوالاتی که ممکن است پیش بیاید آورده شده است:
نوع موتور:
انواع مختلف هیدروموتور بر اساس کاربردشان، ویژگی های عملیاتی متفاوتی دارند. انتخاب هیدروموتور مناسب مستلزم درک کلی آن ها و مشخصات ارائه شده توسط سازنده است. به عنوان مثال، استفاده از هیدروموتوری با سرعت‌های بالا در کاربردهای با سرعت پایین، سبب می شود که هیدروموتور تحت فشار قرار بگیرد و به طور بالقوه طول عمر آن را کاهش دهد.
دبی ثابت یا متغیر:
هیدروموتورها بسته به کاربردشان، یا دبی ثابت هستند و یا دبی متغیر (واریابل). درک کاربرد این دو نوع، انتخاب هیدروموتور مناسب را برای شما آسان تر می کند. علاوه بر این، فشار عملیاتی و جریان را در نظر بگیرید، زیرا فشارهای بالا باعث گشتاور بیشتر می شوند.
میزان نشتی:
نشتی به خروج مایع از شکاف ها، سوراخ ها یا ترک ها مربوط می شود. هیدروموتوری با میزان نشتی بالا خطراتی را به همراه دارد و به دلیل افزایش احتمال خرابی، برای کار مناسب نیست.
سطح صدای تولید شده:
هیدروموتورها در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند و مواد بر پاسخ آنها به شرایط عملیاتی تأثیر می گذارند. برخی از موتورها به اندازه کافی قوی هستند که بتوانند ارتعاشات و شرایط سخت را تحمل کنند و برای استفاده صنعتی مناسب باشند.
میزان قابل اعتماد بودن هیدروموتور:
طراحی هیدروموتورها متفاوت است، برخی از آنها می توانند شرایط سختی را متحمل شوند، در حالی که برخی دیگر از نظر فشار، سرعت و دما خاص هستند. درک این جنبه ها به طراحی سیستم و انتخاب هیدروموتور کمک می کند.
خدمات تعمیر و نگهداری مورد نیاز:
در حالی که برخی از هیدروموتورها بسیار کارآمد هستند، ممکن است به تعمیر و نگهداری قابل توجهی نیاز داشته باشند. به عنوان مثال، هیدروموتورهای پیستونی محوری معمولاً برای حفظ طول عمر خود در مقایسه با هیدروموتورهای دنده ای نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر دارند.
آلودگی های موجود:
آلاینده هایی مانند خاک، گرد و غبار، مواد شیمیایی یا آب می توانند بر عملکرد هیدروموتور تأثیر بگذارند. هیدروموتورهایی که در معرض آب قرار دارند ممکن است زنگ بزنند و آلاینده ها می توانند منجر به نشت، ترک خوردن یا لرزش های ناخواسته شوند.
تعمیر و نگهداری هیدروموتور
نگهداری مناسب کلید عملکرد بهینه هیدروموتور است. در زیر ملاحظاتی برای نگهداری موتورهای هیدرولیک آورده شده است:
- تمیز کردن فیلتر ها
- تعویض کردن سیال (روغن)
- بررسی مکرر درجه ویسکوزیته سیال
- اکسیداسیون – معمولاً با تغییر رنگ مایع یا بوی بد مشخص می شود.
- آب: اگر سیال روغنی باشد نباید آب در روغن وجود داشته باشد و این کار با نمونه برداری از روغن و بررسی وجود آب انجام می شود.
- درجه آلودگی: آلودگی منجر به احتمال سایش بیشتر می شود و در صورت وجود آلودگی، تعویض مایع توصیه می شود.
کلام آخر
هیدروموتور نقش حیاتی در مهندسی و اتوماسیون بسیاری از سیستم ها در زندگی روزمره ما دارد. اگرچه برخی از آنها پیچیده هستند، اکثر این هیدروموتورها از اصول عملیاتی ساده ای استفاده می کنند که به راحتی قابل درک و کاربر پسند هستند.
نظرات کاربران