Motor hidráulico: dispositivo, finalidade, princípio de funcionamento

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Mecanismos hidráulicos têm sido utilizados pela humanidade desde a antiguidade na solução de vários problemas econômicos e de engenharia. O uso da energia dos fluxos de fluidos e pressão é relevante hoje. O dispositivo padrão do motor hidráulico é calculado para a conversão da energia convertida em uma força que atua no elo de trabalho. O próprio esquema de organização desse processo e as nuances técnicas e estruturais da execução da unidade apresentam muitas diferenças em relação aos motores elétricos usuais, o que se reflete nos prós e contras dos sistemas hidráulicos.

Dispositivo de mecanismo

O projeto do motor hidráulico é baseado na carcaça, unidades funcionais e canais para fluxos de fluidos em movimento. A carcaça geralmente é montada em pés de apoio ou fixada por meio de dispositivos de travamento com capacidade giratória. O principal elemento de trabalho é o bloco de cilindros, ondeum grupo de pistões é colocado, fazendo movimentos alternativos. Para garantir a estabilidade desta unidade, o dispositivo motor hidráulico é dotado de um sistema de pressão constante para o disco de distribuição. Esta função é realizada por uma mola com pressão efetiva do meio de trabalho. O eixo de trabalho que conecta o motor hidráulico com o controle de saída é implementado na forma de um conjunto estriado ou chavetado. Válvulas anti-cavitação e de segurança podem ser conectadas ao eixo como acessórios. Um canal separado com uma válvula fornece a drenagem do líquido e, em sistemas fechados, são fornecidos circuitos especiais para lavagem e troca de meios de trabalho.

O princípio do motor hidráulico

A principal tarefa da unidade é garantir o processo de conversão da energia do fluido circulante em energia mecânica, que, por sua vez, é transmitida através do eixo para os órgãos executivos. No primeiro estágio de operação do motor hidráulico, o fluido entra na ranhura do sistema de distribuição, de onde passa para as câmaras do bloco de cilindros. À medida que as câmaras se enchem, a pressão nos pistões aumenta, resultando na formação de torque. Dependendo do dispositivo específico do motor hidráulico, o princípio de funcionamento do sistema na fase de conversão da força de pressão em energia mecânica pode ser diferente. Por exemplo, o torque em mecanismos axiais é gerado pela ação de cabeçotes esféricos e mancais hidrostáticos sobre os mancais axiais, através dos quais se inicia a operação do bloco de cilindros. Na fase final terminaum ciclo de injeção e deslocamento do meio líquido do grupo cilíndrico, após o qual os pistões começam a reverter a ação.

Conexão da tubulação ao motor hidráulico

No mínimo, o dispositivo principal do mecanismo deve prever a possibilidade de conexão às linhas de alimentação e drenagem. As diferenças em como essa infraestrutura é implementada dependem em grande parte das técnicas de ajuste da válvula. Por exemplo, o dispositivo do motor hidráulico da escavadeira EO-3324 oferece a possibilidade de dividir fluxos com uma válvula de derivação. Para controlar os carretéis da válvula, é utilizado um sistema de controle servo-acionado com uma fonte de alimentação de acumulador pneumático.

Nos circuitos convencionais é utilizada uma linha hidráulica de drenagem, cuja pressão é regulada através de uma válvula de descarga. Um carretel de distribuição (também chamado de limpeza e lavagem) com válvula de transbordamento é usado em acionamentos hidráulicos com fluxos fechados para a troca de fluidos de trabalho dentro do circuito. Um trocador de calor especial e um tanque de resfriamento podem ser usados como complemento para regular o regime de temperatura do meio líquido durante a operação do motor hidráulico. O dispositivo do mecanismo com regulação natural concentra-se na injeção constante de líquido a baixa pressão. A diferença de pressão nas linhas de trabalho do sistema de distribuição hidráulica faz com que o carretel de controle se mova para uma posição em que o circuito de baixa pressão se comunique com o tanque hidráulico através da válvula de transbordamento.

Motores hidráulicos de engrenagens

Talos motores têm muito em comum com as unidades de bomba de engrenagem, mas com uma diferença na forma de remoção do fluido da área do mancal. Quando o meio de trabalho entra no motor hidráulico, a interação com a engrenagem começa, o que cria um torque. O projeto simples e o baixo custo de implementação técnica popularizaram tal dispositivo de motor hidráulico, embora o baixo desempenho (eficiência da ordem de 0,9) não permita sua utilização em tarefas críticas de fornecimento de energia. Este mecanismo é frequentemente usado em circuitos de controle de acessórios, em sistemas de acionamento de máquinas-ferramenta e na função de corpos auxiliares de várias máquinas, onde a velocidade nominal da rotação de trabalho está dentro de 10.000 rpm.

Motores hidráulicos Gerotor

Uma versão modificada dos mecanismos de engrenagem, cuja diferença está na possibilidade de obter alto torque com pequenas dimensões da estrutura. O meio líquido é servido através de um distribuidor especial, como resultado do qual o rotor dentado é colocado em movimento. Este último funciona em um rolo de rodagem e começa a fazer um movimento planetário, que determina as especificidades do motor hidráulico gerotor, o dispositivo, o princípio de funcionamento e a finalidade desta unidade. Seu alcance é determinado pelo alto consumo de energia em condições de operação a uma pressão de cerca de 250 bar. Esta é a configuração ideal para máquinas carregadas de baixa velocidade, que também impõem requisitos de engenharia de energia em termos de compacidade e otimização de design emgeral.

Motores de pistão axial

Uma das variantes da máquina hidráulica de pistão rotativo, que na maioria das vezes prevê a colocação axial dos cilindros. Dependendo da configuração, eles podem estar localizados ao redor, paralelos ou com uma ligeira inclinação em relação ao eixo de rotação da unidade do grupo de pistão. O dispositivo do motor hidráulico de pistão axial assume a possibilidade de um curso reverso, portanto, em layouts com unidades em manutenção, é necessário conectar uma linha de drenagem separada. Quanto ao equipamento alvo que opera esses motores, inclui acionamentos de máquinas hidráulicas, prensas hidráulicas, unidades de trabalho móveis e vários equipamentos operando com torque de até 6000 Nm a uma alta pressão de 400-450 bar. O volume do ambiente atendido em tais sistemas pode ser constante e ajustável.

Motores de pistão radial

Motor hidráulico mais flexível e balanceado em termos de controle de alto torque. Mecanismos de pistão radial estão disponíveis com ação simples e múltipla. Os primeiros são utilizados em linhas helicoidais para movimentação de líquidos e suspensões soltas, bem como em unidades rotativas de transportadores de produção. O dispositivo de pistão radial e o princípio de funcionamento de um motor hidráulico de ação simples podem ser refletidos no seguinte ciclo funcional: sob alta pressão, as câmaras de trabalho começam a atuar no punho de acionamento, iniciando assim a rotação do eixo,transmitindo esforço para o link executivo. Um elemento estrutural obrigatório é o distribuidor para drenagem e fornecimento de líquido, acoplado às câmaras de trabalho. Os sistemas de ação múltipla são distinguidos apenas por uma mecânica mais complexa e desenvolvida da interação de câmaras com um eixo e canais para distribuição de líquido. Neste caso, há uma clara coordenação dividida dentro da função do sistema de distribuição para blocos de cilindros individuais. A regulação individual nos circuitos pode ser expressa tanto nos comandos mais simples para ligar/desligar válvulas, quanto em uma mudança pontual nos parâmetros de pressão e volume do meio bombeado.

Motor hidráulico linear

Uma variante de um motor hidráulico de deslocamento positivo que gera apenas movimentos de entrada. Tais mecanismos são frequentemente usados em máquinas autopropelidas móveis - por exemplo, em uma colheitadeira, um motor hidráulico suporta a função das unidades executivas devido à energia de um motor de combustão interna. Do eixo de saída principal da usina, a energia é direcionada para o eixo da unidade hidráulica, que, por sua vez, fornece energia mecânica aos órgãos para a colheita de grãos. Em particular, o motor hidráulico linear é capaz de desenvolver forças de tração e impulso em uma ampla faixa de pressões e áreas de trabalho.

Conclusão

Máquinas hidráulicas possuem muitos pontos de operação positivos, que se manifestam de diferentes formas dependendo do projeto específico da unidade. Então seo dispositivo gerotor do motor hidráulico é simples e não requer sérios custos de manutenção, então os projetos axial e radial em novas versões são mais projetados para atingir altos torques e manter indicadores de potência adequados, mas são mais caros de manter. Para vários indicadores universais, existem vantagens gerais das máquinas hidráulicas sobre os dispositivos a bateria, elétricos e a diesel, mas também apresentam fraquezas, expressas em eficiência relativamente baixa e dependência de fatores indiretos do processo de trabalho. Isso diz respeito à sensibilidade do sistema hidráulico às mudanças de temperatura, viscosidade do meio de trabalho, poluição, etc.