هیدروموتور دنده ای
هیدروموتور دنده ای هیدرولیک چیست؟
هیدروموتور های دنده ای از لحاظ ظاهری شباهت زیادی با پمپ های دنده ای دارند و به صورت یک واحد با جابه جایی ثابت عمل می کنند. میزان حجم سیال ورودی به هیدروموتور های دنده ای تاثیر مستقیم در میزان سرعت دورانی می گذارد و در اصل می توان گفت که سرعت دوران در این هیدروموتور ها با توجه به حجم سیال ورودی تغییر می کند.
به منظور کنترل سرعت چرخش می توان از هیدروموتور دنده ای استفاده کرد. معمولا ماکزیمم سرعت دوران برای هیدروموتور های دنده ای 1000 rpm است و درصورتی که طراح تمایل به نیرو های بیشتر داشته باشد، شفت خروجی این دسته از هیدروموتور ها را به گیربکس مناسبی متصل می کند و به این ترتیب به کمک گیربکس حرکت های چرخشی هیدروموتور کنترل شده و در نهایت سرعت کاهش یافته و قدرت افزایش خواهد یافت. هرگاه بخواهیم بالانس هیدرولیکی را از نظر فشار در هیدروموتور دنده ای ایجاد کنیم، کافیست تا راهگاه هایی بین مجاری ورودی و خروجی ایجاد شود تا نیرو های فشاری محفظه های کم فشار و پر فشار را نظیر به نظیر مقابل هم قرار داد تا توسط آن بالانس هیدرولیک برقرار شود.
مشخصات فنی هیدروموتور دنده ای
شکل زیر نمای شماتیکی از هیدروموتور دنده ای را نشان می دهند. اصول کار یک موتور دورانی با دنده های خارجی به این ترتیب است که در قسمت ورودی دو دندانه در اثر نیروی وارد شده از سمت روغن پرفشار، چرخ دنده های هیدروموتور را در جهت نشان داده شده می چرخانند و به این ترتیب با درگیر شدن دو دندانه با هم، گشتاور تولید می شود. حین عبور روغن از فضای بین پوسته و دندانه ها، فشار در دو جهت وارد شده و تاثیری در گشتاور خروجی نخواهد گذاشت و در نهایت فشار مخالف حرکت مخزن روی دو دندانه آخر وارد می شود.
می دانیم که در هیدروموتور های دنده ای، گشتاور در نتیجه عملکرد لحظه ای فشار سیال روی دندانه ها ایجاد می شود که آن خود وابسته به وضعیت درگیری دندانه ها می تواند تغییر کند. طبق آنچه بیان شد واضح است که با افزایش تعداد دندانه ها در یک موتور، کاهش تغییرات گشتاور را داشته و در نهایت قدرت خروجی هیدروموتور پایین خواهد آمد.
در هیدروموتور ها حداقل سرعت به منظور رسیدن به عملکردی یکنواخت و آرام محدود می شود. با توجه به نوع طراحی و ابعاد هیدروموتور برای عملکرد آرام در محدوده 400 تا 1000 rpm پیشنهاد می شود؛ البته لازم به تاکید است که برای دست یافتن به سرعت های کمتر می توان هیدروموتور را به جعبه دنده کاهنده متصل نمود.
هیدروموتور های دنده خارجی را می توان برای کار در یک جهت یا دو جهت طراحی کرد. توجه به این نکته حائز اهمیت است که معکوس شدن جهت دوران موتور یک جهته، به آببند ها آسیب وارد می کند. هیدروموتور های دنده ای در سرعت های بالا و گشتاور های پایین راه اندازی می شوند و هنگام پایین بودن راندمان کلی اشکالی ایجاد نمی کند (بازده ای حدود 90 درصد)، مورد استفاده قرار می گیرند.
نحوه انتخاب هیدروموتور های دنده ای
پارامتر های موثر برای انتخاب هیدروموتور های دنده ای درست مانند انتخاب همه هیدروموتور ها است و شامل مشخص کردن دور، توان و گشتاور می شود، البته مشخص کردن موارد زیر هم برای انتخاب هیدروموتور دنده ای کارآمد است:
- مشخص کردن حجم جا به جایی روغن برحسب سانتی متر مکعب.
- ماکزیمم دبی خروجی و ماکزیمم سرعتی که از هیدروموتور انتظار می رود.
- ثابت گشتاور و ماکزیمم گشتاوری که سیستم برای آن طراحی شده است.
گفته شد که گشتاور هیدروموتور ها یک عامل مهم برای انتخاب آنهاست. آنچه در یک مدار هیدرولیکی رخ می دهد به این ترتیب است که سیلندر ها با وارد کردن فشار به سطح پیستون، نیرو تولید می کنند و سپس این هیدروموتور ها هستند که فشار سیال را به سطح پره ها، چرخ دنده ها و پیستون ها وارد کرده و گشتاور تولید می کنند و در نتیجه خروجی یک موتور به اندازه موتور یا همان حجم جابه جایی و فشار سیال در سیستم بستگی دارد. اگر بخواهیم این موضوع را از روش محاسباتی مورد بررسی قرار دهیم. معادله ای به فرم زیر خواهیم داشت:
TT = (VM - ΔP) / (2 × π)
در رابطه بالا با ضرب حجم جابه جایی موتور (با واحد m3⁄rev) در اختلاف فشار ایجاد شده بین اتصالات ورودی و خروجی موتور (با واحد N⁄m2) و تقسیم آن به عدد ذکر شده می توان مقدار گشتاور تئوری را محاسبه کرد. نکته قابل توجه در این است که همواره گشتاور مقداری کمتر از گشتاور تئوری محاسبه شده است و دلیل این امر افت های ایجاد شده به دلیل اصطکاک های موجود در موتور است. البته نمودار هایی برای گشتاور های واقعی هر هیدروموتور توسط شرکت سازند ترسیم شده و در کاتالوگ مربوط به آنها قرار داده می شود که اطلاعات دقیقی از نحوه عملکرد هیدروموتور ها بدست می دهد.
عامل مهم دیگری که برای انتخاب هیدروموتور ها قید شد، سرعت موتور های هیدرولیکی است. می دانیم که سرعت دورانی یک هیدروموتور به دو عامل مهم شدت جریان ورودی و حجم جا به جایی موتور وابسته است. واضح است که هرچه موتور بزرگتر باشد، سرعت آن در شدت جریان ثابت، کمتر است. شدت جریان لازم برای بدست آوردن یک سرعت گردشی خاص در یک موتور را می توانیم به کمک رابطه زیر محاسبه کنیم.
QT= VM ×N
در این رابطه با ضرب کردن سرعت گردشی مورد نظر (برحسب rev⁄min) در حجم جا به جایی هیدروموتور (برحسب m3⁄rev) می توان شدت جریان تئوریک مورد نیاز هیدروموتور را محاسبه کرد. البته لازم به یادآوری است که با توجه به نشتی هایی که داخل موتور هست، باید شدت جریان واقعی را بیشتر در نظر گرفت.
برندهای مطرح هیدروموتور دنده ای
- هیدروموتور دنده ای دانفوس دانمارک و لهستان
- هیدروموتور دنده ای M+S بلغارستان
- هیدروموتور دنده ای M+W چینی
- هیدروموتور دنده ای BHM چین
- هیدروموتور دنده ای TRW آمریکایی
- هیدروموتور دنده ای پارکر آمریکا
- هیدروموتور دنده ای بوندیولی ایتالیا
- هیدروموتور دنده ای ایتون چارلاین آمریکایی
کاربرد هیدروموتور اوربیتالی
- یونیت های هیدرولیک صنعتی برای انتقال توان
- صنایع نظامی
- صنایع معدن
- نفت و گاز و پتروشیمی
- داروسازی
- سایر تجهیزاتی که از هیدرولیک برای انتقال توان استفاده می شود.
مزایای هیدروموتور اوربیتالی
- قیمت مناسب
- قابل کوپل با انواع گیربکس های کرانویل، هلیکال و خورشیدی
- کیفیت بالا
- تنوع در انتخاب
- محدوده گشتاری مناسب با توجه به حجم
- نیاز به فضای بسیار کم نسبت به سایر هیدروموتورهای شعاعی