آشنایی با هیدروموتور یا موتور هیدرولیکی
قبل از بررسی کاربرد هیدروموتور باید ابتدا بدانیم هیدروموتور چیست؟ این موتور معروف انواع متفاوتی دارد که هر کدام کاربردهای خود را دارند. در ادامه با ما همراه باشید تا بیشتر درمورد آن بدانیم. گروه صنعتی سپیانی فعال در زمینه اتوماسیون صنعتی زیمنس، اتوماسیون صنعتی دلتا و نیز اتوماسیون صنعتی اشنایدر از اینکه در ادامه ما را همراهی میکنید سپاسگزار است.
حتما بخوانید:
الکتروموتور یا موتور الکتریکی چیست؟
هیدرو موتور یا موتور هیدرولیک چیست؟
این موتورها اساساً برای تبدیل انرژی سیال به انرژی مکانیکی دوار استفاده میشوند که معمولاً از طریق میل لنگ به بار اعمال میشود. بعبارت ساده، از اینها برای تبدیل انرژی جنبشی یا پتانسیل یک سیال به انرژی مکانیکی استفاده میشود. اگر بصورت مفهومی به آن نگاه کنیم، یک موتور هیدرولیک میتواند با یک پمپ هیدرولیک قابل تعویض باشد. اما آنها اهداف کاملا متفاوتی را دنبال میکنند. به همین دلیل، تفاوت های ساختاری زیادی بین آنها وجود دارد.
کاربرد موتورهای هیدرولیک چیست؟
موتورهای هیدرولیک با تبدیل فشار هیدرولیک به گشتاور و جابجایی زاویه‌ای کار میکنند. برخی از قطعات در داخل این موتورها برای توسعه موارد مورد نیاز کار میکنند. موتور هیدرولیک یک محرک مکانیکی است که فشار و جریان هیدرولیک را به گشتاور و جابجایی زاویه‌ای (چرخش) تبدیل میکند. بطور کلی، موتورهای هیدرولیک گاهی اوقات شامل دستگاه‌هایی میشود که با نیروی آبی کار میکنند. (یعنی موتورهای آبی) اما در اصطلاح امروزی این نام معمولاً بطور خاص به موتورهایی اطلاق میشود که از مایع هیدرولیک بعنوان بخشی از مدارهای هیدرولیک استفاده میکنند.
از نظر مفهومی، یک موتور هیدرولیک باید با یک پمپ هیدرولیک قابل تعویض باشد. زیرا عملکرد معکوس را انجام میدهد. با این حال، بسیاری از پمپ های هیدرولیک را نمیتوان بعنوان موتور هیدرولیک مورد استفاده قرار داد. زیرا نمیتوان آنها را به عقب هدایت کرد. همچنین، یک موتور هیدرولیک معمولاً برای فشار کاری در هر دو طرف موتور طراحی میشود. در حالی که بیشتر پمپ‌های هیدرولیک به فشار کم ارائه شده از مخزن در سمت ورودی متکی هستند و در صورت سوء استفاده بعنوان موتور، مایع نشت میکنند.
حتما بخوانید:
قسمت‌های مختلف هیدروموتور چیست؟
استاتور موتور هیدرولیک
استاتور با اعمال نیرویی به پیستون عمل میکند و این یک جزء مماسی ایجاد میکند. که باعث میشود پیستون و روتور بچرخند.
روتور موتور هیدرولیک
در موتورهای هیدرولیک، روتور قسمتی است که پس از راه اندازی توسط مکانیزمی در داخل موتور می‌چرخد. این مکانیسم‌ها بسته به نوع موتور متفاوت است. بعنوان مثال در یک موتور هیدرولیک نوع دنده، روتور پس از مش بندی چرخ دنده‌ها و جریان سیال شروع به چرخش میکند. در موتور هیدرولیک نوع پره‌ای، روتور با فشار دادن پره‌ها فعال میشود.
شفت محرک موتور هیدرولیک
میل محرک (همچنین به عنوان پروانه شناخته میشود) بخشی از یک موتور هیدرولیک است که وظیفه انتقال گشتاور ایجاد شده در داخل موتور را به محیط بیرونی دارد. جایی که میتوان از آن برای بلند کردن بارها و سایر کاربردها استفاده کرد. بیشتر میلهای محرک از فلز ساخته شده‌اند و در انتهای خود دندانه‌های دنده دارند.
شیر کنترل جهت موتور هیدرولیک (DCV)
موتورهای هیدرولیک با دستکاری جریان سیال داخل موتور کار میکنند. شیرهای کنترل جهت کنترل جریان سیال در داخل موتور طراحی شده‌اند. در اکثر سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک، این شیرها به سیالاتی مانند روغن، آب، هوا اجازه می‌دهند تا با توجه به الگوها و مکانیسم های کنترلی سیستم، از قسمت های مختلف جریان پیدا کنند.
بدنه موتور هیدرولیک
موتورهای هیدرولیک دارای بدنه‌ای هستند که از قطعات محافظت میکند و قطعات را در خود جای میدهد. آنها از مواد مختلفی مانند فولاد ضد زنگ، تیتانیوم، چدن، فولاد کم کربن، نیکل و غیره ساخته میشوند. کیس‌ها یا بدنه‌ها با توجه به بر اساس چیدمان اجزای داخل موتور به اشکال مختلفی هستند.
حتما بخوانید:
تعمیر و نگهداری تجهیزات هیدرولیک
یونیت یا پاور پک هیدرولیک چیست؟ کاربرد آن
میله پیستون موتور هیدرولیک
میله پیستون میلهای است که برای انتقال نیروی ایجاد شده، در یک سیستم هیدرولیک یا پنوماتیک به جزء ماشینی که کار را انجام میدهد استفاده میشود. در موتورهای هیدرولیک، میله‌های پیستون عمدتاً در موتورهای نوع پیستونی برای ایجاد حرکت چرخشی استفاده میشوند.
سیال موتور هیدرولیک
موتورهای هیدرولیک از سیالات برای انتقال انرژی از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده میکنند. اکثر موتورهای هیدرولیک از سیالات پایه آب، نفتی و مصنوعی استفاده میکنند. بطور گسترده مورد استفاده بر پایه نفت است که بعنوان پایه معدنی نیز شناخته میشود. این محصول بر پایه مواد معدنی بسته به مواد افزودنی مورد استفاده و کیفیت نفت خام مورد استفاده، در اشکال مختلفی تولید میشود. افزودنی‌های رایج سیال عبارتند از عوامل ضد خوردگی، عوامل فشار شدید، زنگ زدگی، بازدارنده های اکسیداسیون و مواد ضد کف.
سیالات مبتنی بر آب عمدتاً برای کاربردهای مقاومت در برابر آتش استفاده میشوند زیرا محتوای آب بالایی دارند. هنگام استفاده از این مایعات باید از دماهای بالا اجتناب شود زیرا منجر به تبخیر آب می شود. آنها باید به دقت نظارت شوند زیرا اگر آب تبخیر شود، احتمالاً چالش های روانکاری ایجاد می شود. روان کننده‌های مصنوعی نیز بعنوان روان کننده‌های دست ساز شناخته میشوند. آنها خواص عالی دارند ولی گران تر هستند.
بلبرینگ موتور هیدرولیک
بلبرینگ‌ها اجزای مکانیکی هستند که با کاهش اصطکاک و نگه داشتن بار، چرخش قطعات را امکان پذیر میکنند. در موتورهای هیدرولیک یاتاقان عمدتاً روی میل محرک استفاده میشود تا چرخش صاف و کارآمد شفت را امکان پذیر کند. انواع زیادی از یاتاقان‌ها در محورهای دوار استفاده میشود و انتخاب یکی از آنها به عوامل زیادی مانند سرعت شفت، میزان بار، جهت بار، نوع سیال مصرفی و غیره بستگی دارد.
حتما بخوانید:
سیلندر هیدرولیک چیست؟ کاربرد آن
ویژگی‌های مختلف یک هیدروموتور چیست؟
جابجایی موتور
جابجایی موتور حجم سیالی است که برای روشن کردن شفت خروجی موتور در یک دور لازم است. اینچ مکعب و سانتی متر مکعب در هر دور واحدهای رایجی هستند که برای جابجایی موتور استفاده میشوند. بسته به نوع موتور مورد استفاده و کاربرد، جابجایی ممکن است یک مقدار ثابت یا متغیر باشد. در یک موتور با جابجایی ثابت گشتاور ثابت است. هنگام کنترل مقدار جریان ورودی که وارد موتور می شود سرعت موتور را میتوان تغییر داد. اگر موتور مورد استفاده یک موتور با جابجایی متغیر باشد، گشتاور و سرعت متغیر را میتوان بدست آورد.
گشتاور خروجی
گشتاور خروجی یک موتور را میتوان بر حسب فوت پوند یا اینچ پوند بیان کرد. این تابعی از فشار در یک سیستم و جابجایی موتور است. افت فشار خاص در یک موتور را میتوان بر اساس درجه بندی گشتاور موتور ارائه شده توسط سازنده ارزیابی کرد.
گشتاور شروع
در اصل گشتاور راه اندازی، توانایی یک موتور هیدرولیک برای شروع حرکت است. گشتاور راه‌اندازی مقدار گشتاوری را نشان میدهد که یک موتور هیدرولیک میتواند برای شروع چرخش بار ایجاد کند. میتوان آن را به صورت کسری یا درصدی از گشتاور نظری بیان کرد. معمولا گشتاور راه اندازی برای موتورهای پیستونی، پره ای و دنده معمولی معمولاً بین 70 تا 80 درصد مقدار تئوری است.
گشتاور شکست
گشتاور ترمز، گشتاور مورد نیاز برای شروع چرخش یا چرخش بار ثابت است. برای شروع حرکت بار به گشتاوری بیشتر از حرکت بار نیاز دارد.
بازده یا راندمان مکانیکی
بازده مکانیکی اثربخشی موجود در یک ماشین یا یک سیستم مکانیکی را اندازه گیری میکند. این را میتوان از متغیرهای مختلفی بدست آورد و در موتورهای هیدرولیک معمولاً از گشتاور استفاده میشود. در موتورهای هیدرولیک، راندمان مکانیکی بمعنی نسبت گشتاور واقعی به گشتاور تئوری است.
حتما بخوانید:
انواع محرک های صنعتی (هیدرولیک، الکترونیک و پنوماتیک)
انواع هیدروموتور چیست؟
موتورهای پره‌ای
یک موتور پره‌ای از محفظه‌ای با سوراخ خارج از مرکز تشکیل شده است که در آن یک روتور با پره‌هایی در آن کار میکند داخل و خارج میشوند. اختلاف نیروی ایجاد شده توسط نیروی نامتعادل سیال تحت فشار روی پره‌ها باعث میشود روتور در یک جهت بچرخد. یک عنصر حیاتی در طراحی موتور پره، نحوه ماشین‌کاری نوک پره‌ها در نقطه تماس بین نوک پره و محفظه موتور است. انواع مختلفی از طرح‌های “لپ” در این موتورها استفاده میشود و هدف اصلی ایجاد یک مهر و موم محکم بین داخل محفظه موتور و پره و در عین حال به حداقل رساندن سایش و تماس فلز با فلز است.
موتورهای دنده‌ای
یک موتور دنده‌ای از دو چرخ دنده تشکیل شده است، و شامل دنده محرک (که از طریق یک کلید به شفت خروجی و… متصل میشود) و چرخ دنده هست. روغن فشار قوی به یک طرف چرخ دنده ها منتقل میشود، جایی که در اطراف چرخ دنده‌ها، بین نوک چرخ دنده‌ها و محفظه‌های دیواری که در آن قرار دارد، جریان می‌یابد. سپس چرخ دنده‌ها مشبک میشوند و اجازه نمی‌دهند روغن از سمت خروجی به سمت ورودی برگردد.
برای روانکاری، موتور دنده‌ای از مقدار کمی روغن برای چرخ دنده‌ها استفاده میکند، این روغن را از طریق یاتاقان‌های هیدرودینامیکی (معمولا) تخلیه میکند و همان روغن را به سمت فشار پایین چرخ دنده‌ها یا از طریق یک تخلیه اختصاصی تخلیه میکند. یکی از ویژگی‌های مثبت موتور دنده این است که خرابی فاجعه بار کمتر از سایر انواع موتورهای هیدرولیک رایج است. این به این دلیل است که چرخ دنده‌ها به تدریج محفظه و/یا بوش‌های اصلی را فرسوده میکنند و بازده حجمی موتور را به تدریج کاهش میدهد تا زمانی که کاملاً بی‌فایده شود. این اغلب قبل از اینکه سایش باعث گرفتگی یا خرابی دستگاه شود، اتفاق می‌افتد.
موتورهای ژروتور
موتور ژروتور در اصل یک روتور با دندانه‌های N-1 است که در روتور/استاتور با دندانه‌های N از مرکز می‌چرخد. به طور معمول سیال تحت فشار با استفاده از یک دریچه توزیع کننده از نوع صفحه محوری به داخل مجموعه هدایت میشود. به طور معمول، موتورهای ژروتور دارای سرعت کم تا متوسط و گشتاور متوسط به بالا هستند.
موتورهای پیستون محوری
برای سیستم‌های محرک دوار با کیفیت بالا معمولاً از موتورهای پیستونی استفاده میشود. در حالی که سرعت پمپ های هیدرولیک بین 1200 تا 1800 دور در دقیقه است، ماشین هایی که باید توسط موتور رانده شوند اغلب بسرعت بسیار کمتری نیاز دارند. این بدان معنی است که وقتی از یک موتور پیستون محوری (حجم جارو حداکثر 2 لیتر) استفاده میشود، معمولاً به یک گیربکس نیاز است.
مانند پمپ‌های پیستونی (رفت و برگشتی)، متداول‌ترین طراحی موتور پیستونی، محوری است. این نوع موتور بیشترین کاربرد را در سیستم‌های هیدرولیک دارد. این موتورها مانند پمپ‌های مشابه خود در دو طرح جابجایی متغیر و ثابت موجود هستند. محدوده سرعت چرخشی معمولی (در بازده قابل قبول) از زیر 50 دور در دقیقه تا بالای 14000 دور در دقیقه است. راندمان و حداقل/حداکثر سرعت چرخش شریدا به طراحی گروه دوار بستگی دارد.
موتورهای پیستونی شعاعی
موتورهای پیستونی شعاعی در دو نوع اصلی موجود هستند: پیستون‌هایی که به داخل فشار می‌دهند و پیستون‌هایی که به بیرون فشار می‌دهند.
پیستون‌هایی که به سمت داخل فشار می‌آورند.
نوع میل لنگ (مثلاً موتورهای هیدرولیک Staffa یا SAI) با یک بادامک و پیستون‌هایی که به سمت داخل فشار می‌آورند. اساساً این نوع موتور پیستونی یک طراحی قدیمی است. اما دارای ویژگی‌های گشتاور راه‌اندازی بسیار بالایی است. آنها در جابجایی از 40 سی‌سی در دور تا حدود 50 لیتر در دور در دسترس هستند. اما گاهی اوقات میتوانند در توان خروجی محدود شوند. موتورهای پیستونی شعاعی نوع میل لنگ میتوانند در سرعت‌های خزشی کار کنند و برخی میتوانند بدون درز تا 1500 دور در دقیقه کار کنند در حالیکه ویژگی‌های گشتاور خروجی تقریباً ثابتی را ارائه می‌دهند. این باعث میشود که هنوز هم بهترین نوع طراحی باشند.
موتور پیستونی شعاعی نوع تک بادامک در طرح‌های مختلف وجود دارد. معمولاً تفاوت در نحوه توزیع سیال به پیستون‌ها یا سیلندرهای مختلف و همچنین طراحی خود سیلندرها است. برخی از موتورها دارای پیستون‌هایی هستند که با استفاده از میله‌ها به بادامک متصل میشوند (مثل موتور احتراق داخلی)، در حالی که برخی دیگر از سیلندرهای تلسکوپی کروی مانند نوع پارکر دنیسون کالزونی استفاده میکنند. هر طرح دارای مجموعه ای از مزایا و معایب خاص خود است، مانند توانایی چرخش آزاد، راندمان حجمی بالا، قابلیت اطمینان بالا و غیره.
پیستون هایی که به سمت بیرون فشار می‌آورند.
انواع حلقه‌های بادامک چند لوبی دارای یک حلقه بادامک با چندین لوب هستند و غلتک‌های پیستون به سمت بیرون در برابر حلقه بادامک فشار می‌آورند. این یک خروجی بسیار نرم با گشتاور راه اندازی بالا ایجاد میکند. اما آنها اغلب در محدوده سرعت بالا محدود میشوند. این نوع موتور در محدوده بسیار وسیعی از حدود 1 لیتر در دور تا 250 لیتر در دور موجود است. این موتورها به ویژه در کاربردهای با سرعت کم خوب هستند و میتوانند قدرت بسیار بالایی تولید کنند.
حتما بخوانید:
انواع پمپ های الکتریکی و کاربردشان
تعمیر و نگهداری پمپ هیدرولیک رکسروت
نقش ترمز در هیدروموتور چیست؟
موتورهای هیدرولیک معمولاً دارای یک اتصال تخلیه برای نشتی داخلی هستند، به این معنی که وقتی واحد برق قطع میشود، موتور هیدرولیک در سیستم محرک به آرامی حرکت میکند. بنابراین، برای کاربردهایی مانند جرثقیل یا وینچ با بار معلق، همیشه نیاز به ترمز یا دستگاه قفل وجود دارد.
حتما بخوانید:
کاربرد اصلی هیدروموتور چیست؟
اینها معمولاً برای تولید نیروی چرخشی که معمولاً به عنوان گشتاور شناخته میشود استفاده میشود. چرخ دنده‌ها، پره‌ها یا پیستون‌های متصل به میل لنگ موتور هیدرولیک برای تبدیل انرژی هیدرواستاتیک به انرژی مکانیکی استفاده میشود. سرعت و جابجایی چرخش این موتورها ظرفیت آنها را دیکته میکند. انواع مختلف موتور هیدرولیک در کاربردهای صنعتی متنوعی از جمله نوار نقاله، مارپیچ و میکسر استفاده میشود. اینها در برابر گرما بسیار مقاوم هستند و از نظر طبیعت قوی هستند و آنها را به یک راه حل مناسب برای کار در دست تبدیل میکند.
یکی دیگر از ویژگی‌های این نوع موتورها این است که صرف نظر از شرایط محیطی، موتورهای هیدرولیک میتوان بدون هیچ مشکلی از آنها حتی در موتورهای الکتریکی بدون برق استفاده کرد. موتورهای هیدرولیک به طور ایده آل برای هر ماشین آلات متحرکی طراحی شده‌اند. علاوه بر این، سیستم‌های درایو هیدرواستاتیک برای انتقال قدرت از موتور به چرخ‌ها با قابلیت اطمینان و تطبیق بی‌نظیر طراحی شده‌اند.
بنابراین، اکثر لودرهای بکهو، لودرهای چرخدار، لودرهای مفصلی و حتی لودرهای اسکید-گولر از موتورهای چرخ هیدرولیک استفاده میکنند. دلیل این امر برگشت پذیری یکپارچه موتورها است که آنها را برای کاربردهای مذکور ایده‌آل میکند. در این مقاله پی بردیم هیدروموتور چیست، کاربرد هیدروموتور چیست و نیز انواع آن کدامند.
توجه: گروه صنعتی سپیانی در زمینه خط تولید و ساخت هیدرو موتور فعالیتی ندارد.
