Гидродинамический двигатель что это

Магнитогидродинамический двигатель.

Это очень простой , но все-таки электродвигатель. Многие конечно знают что такое магнитогидродинамический двигатель(МГД). Суть его в том , что при протекании постоянного электрического тока через проводник , расположенный поперек силовых линий магнитного поля , на этот проводник действует сила (Лоренца) , направление которой определяется по правилу левой руки и пр. Таким образом работают насосы для расплавленного металла в металлургии а также довольно экзотические двигатели для судов. Работа такого двигателя (или генератора — ведь это обратимая машина) ясна из рисунка:

Я предлагаю совсем немногое : свернуть МГД в кольцо. Получается очень простая конструкция , приведенная ниже и собранная из первых попавшихся под руку материалов.

Любой желающий тоже может изготовить такой двигатель за несколько минут. Материалы мной использованные: поллитровая стеклянная банка , полиэтиленовая крышка , гвоздь , кусок жести свернутый в кольцо, магнит от динамика , диод КД202 , кусок провода , немного воды. При включении конструкции в сеть 220 вольт , ток течет через воду между гвоздем и кольцом , всегда перпендикулярно пересекая силовые линии магнита , лежащего под банкой и вода (плохой , но все-таки проводник) начинает медленно вращаться. Для получения более заметного эффекта воду надо просто посолить. Правда при этом уже сильно заметна реакция диссоциации и оседание всякой гадости на электродах . Но все это работает и по сути дела является настоящим двигателем , ротором которого в данном случае является соленая вода.Чтобы не связываться с промышленной сетью — можно питать устройство и от обычной батареи(я использовал в другом варианте аккумуляторную батарею 12 вольт — конструкция на мой взгляд вполне достойная для демонстрации на уроках физики в школе). Практической пользы из данной конструкции вроде бы никакой , но пока не будем торопиться. Кстати ротором может быть не только вода : жидкий натрий , а еще лучше ртуть(интересно куда меня сейчас пошлют экологи?). При высоком напряжении на электродах ротором может быть и воздух. Или холодная плазма (обыкновенное пламя) при определенных условиях. Когда- то и не помню где , я читал , что нашими конструкторами в недрах Минатома был создан МГД генератор , который вырабатывал энергию при сгорании обычного жидкого топлива и прохождении сгораемого пламени через магнитное поле постоянного магнита .Так для увеличения проводимости плазмы , с целью увеличения мощности , они добавляли некую присадку к топливу, которая увеличивала проводимость этого пламени в десятки тысяч раз. Интересно это топливо с присадкой случайно не было скажем так: соленым керосином? Итак вы наверно чувствуете к чему я клоню. Кольцевой МГД генератор с ротором из чего-то горящего и проводящего. Корпус — уже конечно не стеклянная банка , а открытая керамическая плошка. Центробежная сила которая любезно предоставляет порции свежего воздуха и способствует интенсивному горению. В общем смахивает на некую керосинку , которая очень интенсивно потребляет окружающий воздух. А в этом состоит суть турбореактивного двигателя: перерабатывать как можно больше воздуха. Предлагаемое устройство занимается именно этим , только в отличии от настоящей турбины не имеет никаких механических движущихся частей.

Источник

Корабли, в машинных отделениях которых нет двигателей

Кадр из фильма «Охота за «Красным Октябрём»» выложен мною неспроста — помните, как приводилась в движение неуловимая советская подводная лодка? Давайте поговорим о принципах её устройства более подробно.

Но для начала вопрос — можно ли получать электрическую энергию, достаточную для движения корабля, без движущихся механизмов? Солнечные батареи отметаем, как явно нереальный способ. Оказывается, такие устройства существуют, они называются магнитогидродинамическими генераторами (МГД-генераторами). Как всегда, я попробую изложить всё в наиболее упрощённом виде. Вот посмотрите на рисунок ниже, проще не придумаешь:

Слева обычный турбогенератор, справа МГД. Движущихся деталей в нём нет. Принцип действия основан на известном явлении, заключающемся в том, что при пересечении проводником магнитных силовых линий, в нём наводится электродвижущая сила. Сильно ионизированный газ при достаточно большой электропроводности его и высокой температуре как раз таким проводником и является.

О технических проблемах, связанных с реализацией его создания немного ниже, а пока посмотрим на явление с обратной стороны.

Если в магнитное поле поместить проводник и пропустить по нему электрический ток, то на проводник начнёт действовать сила, стремящаяся его переместить в направлении, определяемом всем известным «правилом левой руки», а кому оно неизвестно, то вот его иллюстрация:

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, зависит как от тока в проводнике, так и от интенсивности магнитного поля.

Является ли морская вода проводником? Ещё каким! Значит, создаём конструкцию, в которой сможем получать направленный поток воды, приводимый в движение взаимодействием пропускаемого через неё тока в мощном магнитном поле.

А как использовать такой поток — давно известно на примере водомётных двигателей. Только там струя воды создаётся специальными насосами, насосы приводятся в действие электротоком, получаемым от дизель- или турбогенераторов. Но если объединить в одной схеме МГД-генератор и МГД-движитель, то ничего, кроме потока воды двигаться не будет.

А значит, шум будет минимальный, что особенно важно для подводных лодок. И ничего не будет выступать из корпуса — ни винты, ни рули, каковое обстоятельство бесценно например для ледоколов.

Теперь рассмотрим проблемы, возникающие при реализации этих замечательных задумок.

В качестве рабочего тела в МГД-генераторе могут быть использованы, например, продукты сгорания топлива. Но температура этих раскалённых газов, а кое-кто называет их и плазмой, должна находиться в промежутке 2000-3000 градусов. В первом американском МГД-генераторе в качестве топлива использовался аргон, что в промышленных масштабах слишком затратно. Для того, чтобы повысить ионизацию рабочего тела, а следовательно, его токопроводимость, необходимо в камеру сгорания непрерывно добавлять присадки, в основном щелочные металлы.

Эти присадки вызывают сильную коррозию токосъёмных электродов, требуют высокого качества обмуровочных материалов. Само собой понятно, что ток получается только постоянный, поэтому необходимо применение инверторов для превращения его в переменный для различных потребителей. В любом случае не обойтись без воздухонагнетателей, топливоподкачивающих насосов и устройств, подающих и нормирующих присадки.

Читайте также:  Какие проблемы у контрактного двигателя

А нельзя ли использовать для питания электротоком МГД-движителей скажем ядерную установку? Наверно, можно, но это же добавочно паровые турбины, турбозубчатые агрегаты, электрогенераторы и масса механизмов, эту технику обслуживающих. И всё шумит ничуть не хуже, чем на обычной атомной подводной лодке, разве что будет отсутствовать шум винтов.

Зато будет присутствовать. перейдём теперь к проблемам МГД-движителя. Аккумуляторные батареи на машине заряжали? Что происходит при прохождении тока через электролит? Выделяются газовые пузырьки, конечно. И под конец зарядки даже можно услышать, как они лопаются при «кипении» элетролита. Так то батарея, а что будет при работе мощного МГД-движителя, морская вода ведь тоже электролит? Но помимо шума, за лодкой будет тянуться след этих пузырьков. Для надводных кораблей это не проблема, но для подводной лодки надо предусмотреть способ избавиться от такого явления. Уже созданы специальные пористые электроды, улавливающие выделяемые хлор и водород, которые дожигаются в топливных элементах.

Но даже это не главное. Чтобы достичь необходимой силы магнитного поля при ограниченях, накладываемых размерами судна и его полезной нагрузки, без применения сверхпроводимых материалов не обойтись. А это значит, что необходима мощная криогенная установка, рабочим телом которой является гелий, обладающий сверхтекучестью в жидком состоянии, что предъявляет особые требования к герметичности.

Ну и защита пресонала и прочего судового оборудования от от могучих магнитных полей.

Были ли созданы рабочие МГД-генераторы? Береговые — да. В США, СССР дошли до создания опытно-промышленных установок. Но как-то это дело подзаглохло. Камнем преткновения является отсутствие материалов для стенок генератора и электродов, способных работать при возникающих запредельных температурах достаточно долгое время.

А суда с МГД-движителями существовали. В 90-х годах японцы построили вот такого красавца с громким названием «Ямато-1»

Развивал скорость до 8 узлов. Но большего пока добиться не удалось, да и дорого всё это оказалось. Название «Ямато» видимо несчастливое для японских кораблей. Новинка теперь служит экспонатом в музее.

Китайцы тоже не дремали. Китайская корпорация CSIC в середине октября 2017 года провела первые успешные испытания прототипа магнитогидродинамического двигателя, «тихого» движителя без подвижных частей для перспективных подводных лодок. Согласно заявлению CSIC, во время испытаний корабль с новой установкой смог достичь расчетной скорости. На каком именно корабле проводились испытания и какой конкретно скорости он смог достичь, не раскрывается.

На то они и китайцы. Что творится в этой области у нас — покрыто не меньшей тайной. Если творится.

Ещё о разных направлениях развития кораблестроения:

Источник

Гидродвигатели. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

3. Гидродвигатели. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

1. Шестеренные гидромоторы

Шестеренные гидромоторы конструктивно схожи с шестеренными насосами (см. статья 2), отличие состоит в наличии линии отвода рабочей жидкости из зоны подшипников. Это необходимо для обеспечения реверсивности гидромотора. При подаче в гидромотор, рабочая жидкость воздействует на шестерни, создавая при этом крутящий момент на валу.
Шестеренные гидромоторы часто применяются в гидроприводах навесного оборудования мобильной техники, в качестве привода вспомогательных механизмов различных машин, в станочных гидроприводах. Столь широкое распространение они получили благодаря простоте конструкции и сравнительно низкой стоимости.
Шестеренные гидромоторы применяются на частотах вращения до 5000об/мин и давлениях до 200 bar (в специальном исполнении до 10000 об/мин и до 300 bar). Коэффициент полезного действия (КПД), как правило, не превышает 0,9.
Конструкция шестеренного гидромотора показана на рис. 1
Конструктивный вид шестеренного гидромотора и насоса аналогичны, ознакомиться с ним можно в статье 2.
Крутящий момент создаваемый гидромотором определяется как:


где:
∆p – перепад давлений на гидромоторе,
b – ширина шестерен,
m – модуль зацепления,
z – количество зубьев шестерни


Достоинства и недостатки шестеренных гидромоторов:

  • • Простота конструкции.
  • • Частоты вращения до 10000 об/мин
  • • Низкая стоимость

2. Героторные гидромоторы

Одной из разновидностей шестеренных гидромашин являются героторные гидромоторы. Благодаря своей особенности, получения высоких крутящих моментов при небольших габаритных размерах, эти гидромоторы довольно часто применяются в приводах тихоходных и вместе с тем сильно нагруженных механизмов. Рабочая жидкость подается в рабочие полости гидромотора через специальный распределитель. В рабочих полостях создается крутящий момент, приводящий во вращение зубчатый ротор, который начинает совершать планетарное движение, обкатываясь по роликам. Героторные гидромо­торы отличаются высокой энергоемкостью, возможностью работы при давлениях до 25 МПа. Рабочий объем таких машин достигает 800 см3, а развиваемый момент — до 2000 Н∙м.

Существует две конструктивных разновидности героторных гидромоторов: Героторные и героллерные.

Крутящий момент, создаваемый гидромотором определяется по специальным диаграммам, имеющимся в документации на гидроагрегат.

Устройство героторного гидромотора схематично представлено на рис.2.

Внешний вид героторного гидромотора представлен на рис. 3.

Устройство героллерного гидромотора схематично представлено на рис.4.

Внешний вид героллерного гидромотора представлен на рис. 5.

Достоинства и недостатки героторных гидромоторов:

  • • Простота конструкции.
  • • Большие крутящие моменты
  • • Малые габариты
  • • Малые частоты вращения
  • • Невысокие давления до 21МПа

3. Пластинчатые гидромоторы.

Пластинчатые гидромоторы по конструкции аналогичны насосам, при этом в отличие от насосов они всегда снабжены механизмом прижима рабочих пластин. Гидромоторы данного типа, как и насосы, могут быть однократного и двукратного действия. Моторы однократного действия – как правило, реверсивные и могут быть регулируемыми, а моторы двукратного действия всегда нерегулируемые и преимущественно нереверсивные. Ввиду ряда конструктивных особенностей моторы данной конструкции широкого распространения не получили.

Гидромоторы данного типа работают на давлениях до 20МПа и частотах вращения до 1500 об/мин. КПД может достигать 0,8.

Крутящий момент создаваемый пластинчатым гидромотором определяется как:

∆p – перепад давлений на гидромоторе,

q – рабочий объем гидромотора,

Конструкция пластинчатого гидромотора однократного действия схематично показана на рис. 6, конструкция гидромотора двухкратного действия — на рис. 7.

Читайте также:  Как провернуть двигатель вручную за колесо

Конструктивный вид пластинчатого гидромотора и насоса аналогичны, ознакомиться с ним можно в статье 2.

Достоинства и недостатки пластинчатых гидромоторов:

  • • Низкий уровень шума
  • • Низкая по сравнению поршневыми моторами стоимость.
  • • Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.
  • • Большие нагрузки на подшипники ротора.
  • • Сложность уплотнения торцов пластин
  • • Низкая ремонтопригодность
  • • Невысокий КПД

4. Радиально-поршневые гидромоторы

Радиально поршневые гидромоторы идентичны по конструкции насосам данной компоновочной схемы. Наиболее часто эти гидромоторы применяются в механизмах для получения высоких моментов. Радиально-поршневые гидромоторы можно условно разделить на две группы:

  • • Гидромоторы однократного действия
  • • Гидромоторы многократного действия

Гидромоторы однократного действия

Моторы однократного действия применяются, например, как привода шнеков для перекачки малотекучих жидкостей и взвесей (бетон, глинистые смеси) или поворотных механизмах, где требуется большие крутящие моменты. Развиваемые моменты достигают 32000 Нм при давлениях до 35МПа, частоты вращения вала до 2000 об/мин. Рабочие объемы моторов достигают 8500 см3/об.

На рисунке 8 изображен конструктивный вид радиально-поршневого гидромотора однократного действия с неподвижным корпусом.


Принцип действия гидромотора, изображенного на рис. 8 следующий: Рабочие камеры под действием высокого давления воздействуют на кулачек приводя во вращение вал мотора. На валу имеется механизм распределения (на схеме не показан), который соединяет рабочие камеры в определенном порядке с линиями высокого давления и слива. На рис. 8 жидкость от распределителя к рабочим камерам подводится по каналам в корпусе. Наряду с этой существует конструкция мотора с подводом жидкости к рабочим камерам через вал.

Крутящий момент создаваемый радиально-поршневым гидромотором определяется как:

∆p – перепад давлений на гидромоторе,

q – рабочий объем гидромотора,

Гидромоторы многократного действия

Моторы многократного действия часто применяются в приводах конвейеров, в гидропередачах маршевого хода мобильных машин, а также в других нагруженных механизмах. Развиваемый моторами данного типа момент может достигать 45000 Нм при давлении до 45 МПа, частоты вращения вала до 300 об/мин. Рабочие объемы моторов достигают 8000 см3/об.

На рисунке 9 изображен конструктивный вид радиально-поршневого гидромотора многократного действия с неподвижным корпусом

Основным отличием от моторов однократного действия состоит в том, что за один оборот вала вытеснитель (плунжер) каждой рабочей камеры совершает несколько рабочих циклов. Количество циклов определяется рабочим профилем корпуса. Соединение рабочих камер с линиями высокого давления и слива происходит с помощью системы распределения (на схеме не показана).

В моторах многократного действия конструктивно может быть реализована система ступенчатого управления рабочим объемом. Она реализуется подключением или отключением рабочих камер с помощью специального распределителя, при этом отключенные рабочие камеры соединяются со сливом.

Так как гидромоторы данного типа часто используются в приводах мобильных машин как мотор-колесо, в них может быть реализован режим свободного вращения. Он заключается в подаче в дренажную линию мотора небольшого давления 2…5 bar (в зависимости от конструкции) и соединении рабочих камер с линией слива. Плунжера гидромотора при этом втягиваются в цилиндры и отходят от рабочего профиля, обеспечивая свободное вращение.

Достоинства и недостатки радиально-поршневых гидромоторов:

  • • Высокие создаваемые моменты
  • • Принципиальная возможность регулировки рабочего объема
  • • Возможность реализации режима свободного вращения
  • • Сложность конструкции.
  • • Высокая пульсация расхода рабочей жидкости
  • • Высокая стоимость

5. Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным блоком

Аксиально-поршневые гидромоторы — это разновидность роторно-поршневых гидромашин с аксиальным расположением цилиндров (т.е. располагаются вокруг оси вращения блока цилиндров, параллельны или располагаются под небольшим углом к оси). Моторы и насосы данного типа имеют аналогичную конструкцию.

Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным блоком используются в приводах мобильных машин, станочных гидроприводах, прессах и способны работать на давлениях до 450 бар, развиваемый крутящий момент при этом достигает 6000 Нм. Частоты вращения достигают 5000 об/мин.

Гидромоторы данного типа как правило реверсивные, и в обязательном порядке требуют подключения дренажной линии.

На рис. 10 показана конструктивная схема аксиально-поршневого мотора с наклонным блоком. Из линии высокого давления рабочая жидкость поступает в рабочие камеры через серповидное окно распределителя. Под действием давления поршни выходят и цилиндров и создают крутящий момент. Из цилиндров, соединенных с серповидным окном на противоположной половине распределителя, поршни вытесняют рабочую жидкость в линию слива.

Конструктивно аксиально-поршневые гидромоторы могут иметь постоянный и регулируемый рабочий объем.

Крутящий момент аксиально-поршневого гидромотора определяется из зависимости:

∆p – перепад давлений на гидромоторе

z – число поршней

dп – диаметр поршня

Dц– диаметр расположения цилиндров

γ – угол наклона блока цилиндров

q – рабочий объем гидромотора,

Достоинства и недостатки аксиально-поршневых гидромоторов с наклонным блоком:

  • • Работа при высоких давлениях
  • • Принципиальная возможность регулировки рабочего объема
  • • Высокие частоты вращения
  • • Высокий КПД
  • • Сложность конструкции
  • • Высокая стоимость
  • • Высокие пульсации расхода

6. Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным диском

Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным диском конструктивно повторяют насосы данного типа.

Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным диском используются в приводах мобильных машин, станочных гидроприводах, прессах и способны работать на давлениях до 450 бар, развиваемый крутящий момент немного ниже, чем у моторов с наклонным блоком и ограничен значением в 3000Нм. Частоты вращения достигают 5000 об/мин.

Гидромоторы данного типа реверсивные, и в обязательном порядке требуют подключения дренажной линии.

На рис. 11 показана конструктивная схема аксиально-поршневого мотора с наклонным диском. Из линии высокого давления рабочая жидкость поступает в рабочие камеры через серповидное окно распределителя. Под действием давления поршни выходят и цилиндров и создают крутящий момент. Из цилиндров, соединенных с серповидным окном на противоположной половине распределителя, поршни вытесняют рабочую жидкость в линию слива.

Конструктивно гидромоторы данного типа могут иметь постоянный и регулируемый рабочий объем.


Крутящий момент аксиально-поршневого гидромотора определяется из зависимости:

или

Где:

∆p – перепад давлений на гидромоторе

z – число поршней

dп – диаметр поршня

Dц– диаметр расположения цилиндров

γ – угол наклона диска

q – рабочий объем гидромотора,

Достоинства и недостатки аксиально-поршневых гидромоторов с наклонным диском:

  • • Работа при высоких давлениях
  • • Принципиальная возможность регулировки рабочего объема
  • • Высокие частоты вращения
  • • Высокий КПД
  • • Сложность конструкции
  • • Высокая стоимость
  • • Высокие пульсации расхода
Читайте также:  Как натянуть ремень на газели с двигателем уаз

7. Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы.

Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным валом.

Данные гидромоторы являются разновидностью роторно-поршневых гидромашин. Рабочие камеры многотактных гидромашин совершают несколько рабочих циклов за один оборот вала гидромашины. Количество этих циклов определяется профильным диском. Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным валом способны создавать крутящий момент до 4000 Нм при давлениях до 350 бар. Максимальная частота вращения не превышает 300 об/мин.

Отличительной особенностью моторов данного типа является высокая компактность, поэтому наиболее часто они находят применение в гидропередачах маршевого хода мобильных машин. Моторы при этом выполнены в виде мотор-колеса и устанавлены в ступице колеса.

Конструктивная схема многотактного аксиально-поршневого гидромотора с неподвижным валом представлена на рис. 12.

Из линии высокого давления рабочая жидкость через систему распределения, расположенную в неподвижном валу, поступает в рабочую камеру. Под воздействием давления рабочей жидкость плунжера выходят из рабочего цилиндра и огибая профиль диска создают крутящий момент.

Как и в радиально-поршневых гидромоторах многократного действия в аксиально-поршневых гидромоторах многократного действия может быть реализован режим свободного вращения. Он заключается в подаче в дренажную линию мотора небольшого давления 2…5 bar (в зависимости от конструкции) и соединении рабочих камер с линией слива. Плунжера гидромотора при этом втягиваются в цилиндры и отходят от рабочего профиля, обеспечивая свободное вращение.

Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным корпусом.

Рабочие камеры многотактных аксиально-поршневых гидромоторов с неподвижным корпусом совершают несколько рабочих циклов за один оборот вала гидромашины. Количество этих циклов определяется профильным диском. Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным корпусом способны создавать крутящий момент до 5000 Нм при давлениях до 350 бар. Максимальная частота вращения достигает 500 об/мин.

Наиболее часто моторы этого типа применяются в приводах мобильных машин и конвейеров. Так как многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с неподвижным корпусом довольно компактны, они могут применяться для создания высоких крутящих моментов в механизмах где установка радиально-поршневого гидромотора невозможна из-за больших габаритных размеров.

В гидромоторах может быть реализован режим свободного вращения, описанный выше.

Конструктивная схема многотактного аксиально-поршневого гидромотора с неподвижным корпусом представлена на рис. 13.

Рис. 13

Крутящий момент создаваемый аксиально-поршневыми гидромоторами с неподвижным валом и неподвижным корпусом определяется как:

∆p – перепад давлений на гидромоторе,

q – рабочий объем гидромотора,

Достоинства и недостатки аксиально-поршневых гидромоторов многократного действия:

  • • Работа на давлениях до 350 бар
  • • Высокий развиваемый момент
  • • Возможность реализации режима свободного вращения
  • • Высокий КПД
  • • Компактность
  • • Малые частоты вращения
  • • Сложность конструкции
  • • Высокая стоимость

8. Линейные гидродвигатели (гидроцилиндры).

Линейные гидродвигатели (гидроцилиндры) – тип объёмных гидродвигателей создающих только поступательные движения. Сфера применения гидроцилиндров в мобильной технике очень широка. Они применяются как основные двигатели исполнительных механизмов автокранов, экскаваторов, гидравлических манипуляторов, коммунальных машин, сельскохозяйственной техники, широко используются в станочном оборудовании.

Гидроцилиндры могут развивать большие толкающие и тянущие усилия. Значения усилий зависят только от рабочего давления и активных рабочих площадей.

∆p – перепад давлений в полостях гидроцилиндра,

S – активная площадь ,

По принципу действия гидроцилиндры разделяют на:

  • • цилиндры одностороннего действия
  • • цилиндры двухстороннего действия

Следует отметить что давления в полостях гидроцилиндров показаны условно для одного из усилий тянущего или толкающего.

Гидроцилиндры по конструктивному исполнению подразделяют на:

  • • плунжерные
  • • поршневые
  • • телескопические

Плунжерные гидроцилиндры

Конструктивная схема плунжерного гидроцилиндра изображена на рис. 14.

При подаче рабочей жидкости в рабочую полость плунжер начинает смещаться под действием высокого давления, создавая усилие F. В исходное состояние цилиндр возвращается под действием внешнего усилия приложенного к торцу штока.

Усилие на гидроцилиндре можно определить из зависимости

p – значение давления в полости гидроцилиндра,

S – активная площадь ,

Конструктивно плунжерный цилиндр может иметь пружинный возврат см. рис. 15

Поршневые гидроцилиндры

это самый распространённый тип гидроцилиндров. В отличии от плунжерных, поршневые гидроцилиндры могут создавать как толкающее так и тянущее усилие.

Конструктивная схема поршневого гидроцилиндра двустороннего действия изображена на рис. 16. (Давления в полостях гидроцилиндра показано для усилия F1)

Толкающее усилие определяется как

p – значение давления в поршневой полости гидроцилиндра,

– активная площадь ,

Тянущее усилие определяется как

p – значение давления в штоковой полости гидроцилиндра,

Из-за разницы площадей S1 и S2 скорости и усилия при движения штока в прямом и обратном направлениях неравны. Если выбрать диаметры DЦ и dШТ таким образом что активные площади будут соотносится как S1=2∙S2, то при подключении гидроцилиндра по схеме рис. 17 скорости движения будут в прямом и обратном направлениях будут одинаковы. Такие гидроцилиндры называют дифференциальными. Усилия создаваемые дифференциальным цилиндром на прямом и обратном ходе будут равны:

p – значение давления в полостях гидроцилиндра,

DЦ – диаметр цилиндра

dШТ – диаметр штока

Поршневые гидроцилиндры могут использоваться как плунжерные см. рис. 18. Штоковая полость гидроцилиндра сообщается с атмосферой через сапун, который предотвращает попадание частиц пыли и грязи на рабочую поверхность гидроцилиндра. Толкающее усилие создаваемое гидроцилиндром определяется также как и для поршневого гидроцилиндра.

Распространение в технике получили цилиндры с проходным штоком см. рис 19. Их главным преимуществом является равенство скоростей и усилий при прямом и обратном ходе штока.

Тянущее и толкающее усилие определяется как

p – значение давление в полости гидроцилиндра,

– активные площади ,

Для обеспечения различных соотношений скоростей и усилий при прямом и обратном ходе штоков гидроцилиндров применяют гидроцилиндры с проходными штоками разного диаметра. Данный тип относится к цилиндрам специального исполнения. Такой гидроцилиндр схематично изображен на рис. 20.

Усилия создаваемые гидроцилиндром специального назначения рассчитываются как:

p – значение давление в полости гидроцилиндра,

и – активные площади

Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!

Источник

Adblock
detector