Шестерни и лопастные гидродвигатели Гидродвигател конструкций

Мембранные пневмомоторы можно использовать для получения шагового вращения исполнительного органа. На рис. 2.10 показан пневмомотор, в котором сжатый воздух, подводимый к каналу А распределительного устройства 7, проходит через выточки золотника 2 в рабочую камеру. Мембрана 4 перемещается вправо и воздействует на толкатель 6, который проворачивает зубчатое колесо 7. Вместе с мембраной перемещается связанный с ней шток 3 и золотник 2. В конце хода мембраны золотник перекрывает канал А подачи воздуха и открывает выходной канал Б, происходит выхлоп воздуха. Мембрана усилием пружины 5 возвращается в исходное положение, переключая золотник на подачу сжатого воздуха. Цикл повторяется. Мембранные моторы характеризуются высоким крутящим моментом при низкой скорости.

Рис. 2.10. Мембранные пневмомотор
Винтовые пневмомоторы представляют собой корпус с расточкой в виде «восьмерки», двух торцовых крышек, в которых на подшипниках качения смонтированы винты. Два (или более) винта, находящихся в зацеплении, оси которых расположены параллельно, синхронизируются шестернями. Шестерни имеют зубья специального профиля. Однако если в шестеренных моторах сжатый воздух перемещается по окружности зубчатых колес, то в винтовых он движется в осевом направлении вдоль спиральных зубьев к полости выхлопа. Выступы одного винта плотно входят во впадины другого и в нескольких местах (в зависимости от того, насколько длина винта больше его шага) отделяют полость давления от полости выхлопа. Давление сжатого воздуха воздействует на зубья и создает крутящий момент.
Турбинные пневмомоторы отличаются от объемных тем, что в них кинетическая энергия потока воздуха непосредственно превращается в механическую работу. В турбинных моторах сжатый воздух входит в суживающееся сопло с начальным давлением, затем при расширении выходит из сопла с большой скоростью прямо на рабочие лопатки мотора. Направление струи воздуха, проходящего по каналам между рабочими лопатками, изменяется, в результате чего развивается сила, приложенная к лопаткам и создающая крутящий момент, Таким образом сжатый воздух отдает часть своей энергии турбинному колесу. Турбинные моторы применяют, если требуется высокая частота вращения и длительный режим работы.

Рис. 2.11. Турбинный пневмомотор
На рис. 2.11 показан турбинный пневмомотор, предназначенный для встраивания в качестве привода в ручные шлифовальные машины. Турбинное колесо 3 с выходным валом 2 вращается на двух шарикоподшипниках, встроенных в корпус 1. Лопатки колеса 3 охватываются бандажным кольцом 4. Сжатый воздух подается через сопла А на лопатки колеса и выходит через отверстие Б [ 1 ].
Выбор типа пневмомотора. Каждый из рассмотренных типов пневмомоторов имеет свои достоинства и недостатки, и выбор мотора в каждом конкретном случае должен сопровождаться всесторонней оценкой особенностей этого типа. Рабочее давление для всех моторов типов примерно одинаково: 0,3—0,6 МПа.
Самую большую частоту вращения способны развивать турбинные моторы, меньшую пластинчатые, винтовые и шестеренные. Мембранные и радиально-поршневые моторы являются самыми тихоходными. Радиально-поршневые моторы рекомендуется применять при рабочих скоростях вращения ниже 25—30 % скорости холостого вращения, так как при этой скорости лучше производить регулирование и меньше потребление воздуха.
Пластинчатые, винтовые и турбинные моторы развивают стабильный крутящий момент, а мембранные, поршневые и шестеренные моторы имеют пульсирующий момент.
Наименьшие утечки сжатого воздуха происходят в поршневых и мембранных моторах; в результате КПД пластинчатых и шестеренных моторов гораздо ниже из-за значительных утечек, КПД турбинных моторов высок лишь при больших мощностях. Расход воздуха на единицу мощности меньше у тех моторов, которые работают с частичным расширением сжатого воздуха, поэтому расход воздуха для прямозубых и косозубых шестеренных моторов превышает расход для моторов других типов. Велик расход воздуха для турбинных моторов малой мощности.
Масса на единицу мощности наиболее низкая у пластинчатых, турбинных и аксиально-поршневых моторов, вследствие чего они используются для привода ручного инструмента.
Турбинные и пластинчатые моторы отличаются от мембранных, поршневых, шестеренных и винтовых минимальными размерами. Регулирование крутящего момента можно осуществлять в мембранных, поршневых и турбинных моторах: в первых двух — изменением степени наполнения; в последнем — изменением числа сопел.
Все моторы, кроме мембранных и шестеренных с шевронными зубьями, могут быть выполнены реверсивными. Моторы с реверсированием менее мощны и потребляют больше воздуха, но характеризуются лучшим пусковым крутящим моментом и более быстрым достижением полной скорости [1].
Поворотные пневмодвигатели применяются во многих механизмах, когда требуется поворот выходного звена исполнительного органа на заданный угол, значение которого находится, как правило, в диапазоне от 0 до 360°.
Поворотные пневмодвигатели различных конструкций показаны на рис. 2.12.