هیدروموتور

هیدروموتور

هیدروموتور یا موتور هیدرولیک دستگاهی است که تمامی انرژی روغن هیدرولیک تحت فشار را دریافت می کند و به گشتاور و حرکت چرخشی (دورانی) تبدیل می کند.

به عبارت ساده تر، هیدروموتور ها برعکس عمل و واکنشی را که پمپ هیدرولیک انجام می دهد را به روی سیال (روغن هیدرولیک) اعمال می کند. هیدروموتور ها تجهیزاتی دوار هستند (تجهیزات دوار به دسته ای تجهیزات گفته می شود که دارای قطعات متحرک هستند و اطراف یک محور یا یک شفت در حال چرخش هستند.

این نوع تجهیزات در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاهی و … کاربرد بسیار گسترده ای دارند). هیدروموتور ها در تمام ماشین هایی که در آن ها نیاز به حرکت چرخشی دارند نیاز به هیدروموتور احساس می شود.

صنایعی مانند خودرو سازی، صنایع مربوط با سیمان، صنایع شیمیایی، صنایع معدن و … از جمله مواردی هستند که هیدروموتور ها در آن ها کاربرد گسترده ای دارند. موتور های هیدرولیک نقش بسیار مهمی در زندگی روزمره ما دارند و استفاده از آن ها به طور مداوم در حال افزایش است.

این دستگاه ها فشار سیال را حرکت دورانی تبدیل می کنند. در نتیجه هر جا که نیاز به این حرکت باشد می توان موتور های هیدرولیک را به کار برد که این ها می توانند گشتاور بسیار بالایی را ایجاد کنند و برای کار با سرعت تقریبا کم و فشار بالا، مناسب هستند. به طور کلی می توانیم بگوییم که موتور های هیدرولیک در سیستم ها مانند پمپ پیستونی هیدرولیک عمل می کنند.

آن ها برای طیف گسترده ای از صنعت های مختلف از جمله ساخت و ساز، کشاورزی، تولید و … قابل استفاده اند. هیدروموتور ها یا موتور های هیدرولیک به گونه ای طراحی شده اند تا در برابر حرارت مقاوم باشند و شرایط محیطی شدید مانند گرمای بیش از اندازه را تحمل کنند.

این ویژگی برای کاربرد های صنعتی مانند نوار نقاله و دکل حفاری مناسب هستند. ساختمان هیدروموتور ها بسیار شبیه به پمپ های هیدرولیکی است اما فرآیندی که در هیدروموتور ها ایجاد می شود متفاوت از پمپ ها می باشد.

هیدروموتور در واقع یک عامل چرخشی است که نحوه عملکرد آن تبدیل انرژی هیدرولیکی به انرژی مکانیکی می باشد. عملگر هایی که به طور پیوسته دوران ایجاد می کنند، هیدروموتور به حساب می آیند و در زمان دوران بار چرخشی به منظور ایجاد گشتاور مورد نیاز ازموتور های هیدرولیکی یا هیدروموتور ها استفاده می شود.

موتور هیدرولیکی که به آن هیدروموتور گفته می شود یک عملگر (اکچویتور) مکانیکی می باشد که امکان حرکت دورانی را برای سیستم مکانیکی فراهم می کند. سیال به کار افتاده توسط پمپ و فشار توسط الکتروموتور را دریافت می کند و حرکت چرخشی و دورانی را برای سیستم مکانیکی را ایجاد می کند.

در واقع این حرکت شبیه به جک هیدرولیکی ولی نه با حرکت خطی، بلکه با حرکت چرخشی اطراف محور شافت خود دارد. کاربرد هیدروموتور ها با دوران محدود بسیار محدود است و در دستگاه های صنعتی بیش تر هیدروموتور ها حرکت پیوسته دارند و توسط تجهیزات هیدرولیکی برای آن ها محدودیت حرکتی ایجاد می شود.

طرز کار هیدروموتور

این قطعه هیدرولیک دوار نقش مهمی در صنعت دارد و در تمام ماشین آلاتی که در آن ها نیاز به حرکت چرخشی است هیدروموتور و ترکیب آن ها با گیربکس مورد نیاز است. صنایعی مانند خودرو سازی، صنایع سیمان و خطوط وابسته، صنایع شیمیایی و پتروشیمی، انواع معدن و خطوط استخراج از مواردی هستند که هیدروموتور ها در آن ها کاربرد دارند.

ساختار و طرز کار هیدروموتور شبیه پمپ هیدرولیکی است اما فرآیندی که در هیدروموتور ها رخ می دهد دقیقا معکوس پمپ است. انرژی موجود در سیال هیدرولیک که تحت فشار است به وسیله هیدروموتور دریافت شده و تبدیل به گشتاور و حرکت چرخشی و دورانی اطراف محور یک می شود.

انواع هیدروموتور

• هیدروموتور دنده ای

هیدروموتور دنده ای از لحاظ ساختمان داخلی مانند پمپ های دنده ای است و در آنها چرخ دنده ها به صورت داخلی یا خارجی با یک دیگر درگیر هستند. هر چه چرخ دنده ها زرگ تر باشند، گشتاور خروجی بیش تر شده و در نهایت سرعت هیدروموتور یا موتور هیدرولیک کمتر خواهد شد.

نکته حائز اهمیت این است که در صورت کوچک بودن چرخ دنده ها، گشتاور کمتر و در نتیجه سرعت هیدروموتور افزایش می یابد و بیش تر می شود. ماکزیمم مقدار سرعت در هیدروموتور های دنده ای 1000 دور بر دقیقه است.

در دنیای امروزه نیاز به هیدروموتور به عنوان یک عملگر هیدرولیک، بسیار دیده می شود. هیدروموتور دنده ای دارای عمده ترین مصرف در صنعت هستند و به عنوان تجهیزی برای ایجاد حرکت چرخشی و دورانی شناخته می شوند.

هیدروموتور های دنده ای دارای مزیت های بسیار زیادی هستند، تعدادی از این مزیت ها عبارت اند از؛

• مهم ترین ویژگی این هیدروموتور ها داشتن بازدهی بسیار بالا است.
• یاتاقان موتور های هیدرولیک دنده ای در برابر نیرو های محوری و شعاعی استحکام بالا و خوبی دارند.
• ابعاد آن ها جمع و جور هستند و نسبت به سایر هیدروموتور ها فضای کمتری را اشغال می کنند.
• این نوع هیدروموتور ها نسبت به سایر هیدروموتور ها سرعت بالا تری داشته و عملکرد آن ها نرم و آرام است.
• هیدروموتور پیستونی

ساختمان داخلی این دسته از هیدروموتور ها بسیار شبیه به پمپ های پیستونی است؛ از این رو است که تعدادی پیستون روی سیلندر نصب شده است و این پیستون ها یه کمک فشاری که سیال به آن ها وارد می کند به صورت رفت و برگشت باعث چرخش سیلندر می شود.

هیدروموتور های پیستونی ساختمان فشرده ای دارند و از گشتاور بالا، شتاب بسیار زیاد و هم چنین عمر مناسبی برخوردار هستند.

• هیدروموتور پره ای

موتور های پره ای از لحاظ ساختمانی بسیار شبیه به پمپ های پره ای با سیستم بالانس هستند. ساختار داخلی این گروه از هیدروموتور ها به طوری طراحی شده است که مجموعه ای از پیستون ها که معمولا تعداد آن ها فرد است، روی شفت خروجی و بدنه هیدروموتور نصب شده اند.

از این رو گشتاور باعث وارد کردن فشار روی قسمت انتهایی پیستون ها، که حرکت رفت و برگشتی دارند، شده و در نهایت این فشار باعث دوران شفت خروجی هیدروموتور خواهد شد. در اصل گشتاور خروجی آن ها از وارد شدن فشار بر روی پره ها ایجاد می شود. هم زمان با چرخش روتور، پره ها از سطح رینگ بادامکی پیروی می کنند.

حرکت لغزشی پره ها روی سطح رینگ بادامکی، محفظه را آب بندی کرده و سیال را از ورودی به خروجی هدایت می کند. به دلیل این که هنگام شروع به کار موتور، نیروی عقب نشینی از مرکز وجود ندارد، در راستای برقراری تماس پره ها با رینگ بادامکی از نیروی فنر یا فشار سیال استفاده می شود.

 

 

• هیدروموتور ژیروتوری (اوربیتالی)

عملکرد این گونه هیدروموتور ها به نحوی است که به صورت تئوری دو چرخ دنده به صورت خارج از مرکز داخل یک دیگر درگیر شده که ابتدا سیال ورودی وارد شده و موجبات چرخش شافت متصل به چرخ دنده داخلی را ایجاد می کند.

با توجه به این که گشتاور تولید شده ی دنده ی داخلی نسبت به دنده خارجی دارای تغییرات کم تری می باشد این گونه هیدروموتور ها را برای سرعت پایین مناسب است که از مشخصات این گونه هیدروموتور ها گشتاور نبستا بالا و سرعت پایین بوده که در انتخاب و جایگزینی در مدار های مورد نظر می بایست مورد توجه قرار بگیرد.

هیدروموتور پیستونی هیدرولیک هیدروموتور پیستونی هیدرولیک به دو دسته تقسیم می شوند:

• هیدروموتور های پیستونی با جا به جایی ثابت
• هیدروموتور های پیستونی با جابه جایی متغیر

هیدروموتور های پیستونی با جا به جایی ثابت ساختمان داخلی آن ها به گونه ای است که تعدادی پیستون معمولا تعداد پیستون ها فرد می باشد بر روی بلوک سیلندر نصب گردیده میزان گشتاور به وسیله ی اعمال فشار سیال روی انتهای پیستون ها که به صورت رفت و برگشت بر روی صفحه که با زاویه ای زیر آن نصب شده وارد می شود و موجب چرخش بلوک سیلندر می گردد.

این گشتاور همیشه به نسبت زاویه ی صفحه زاویه دار تغیر می کند. ساختمان داخلی این گونه هیدروموتور نسبتا پیچیده و دقیق هست جهت باز و تعمیر کردن آن، گذراندن دوره های نخصوص لازم به نظر می آید.

از قابلیت های بارز این گونه هیدروموتور ها امکان چرخش موتور های هیدرولیک در دو سمت چپ و راست با تعویض جریان عبوری سیال به راحتی امکان پذیر هست.معمولا این نوع هیدروموتور ها تعداد پیستون ها 9 عدد بوده که بر روی صفحه زاویه دار با زاویه 15 درجه حرکت می کنند.

هیدروموتور های پیستونی با جا به جایی متغیر عملکرد مطابقا با هیدروموتور های پیستونی با جا به جایی ثابت بوده با این تفاوت که امکان تغییر زاویه صفحه زاویه دار زیر پیستون ها وجود دارد که این زاویه معمولا با تلورانس 30 درجه (15+ درجه) نسبت به سطح افق قابل تغییر می باشد.

با تغییر زاویه صفحه ی زاویه دار، امکان تغییر سرعت که معمولا این سرعت قابل کنترل است تا حداکثر دور هیدروموتور یعنی 500RPM می باشد وجود دارد. همیشه این چرخش با گشتاوری پایدار و قابل اطمینان که شتاب بسیار خوبی به همراه دارد و هم چنین قابلیت تغییر جهت از چپ به راست را برخوردار است در دسترس می باشند.

هیدروموتور هیدرولیک بر اساس دوران

هیدروموتور ها با دوران محدود، هیدروموتور های دوران محدود به کمک قدرت سیال تحت فشار و هم چنین در زاویه های محدود و ثابتی چرخش کند. این دسته از عملگر ها دارای ابعاد کوچک و هم چنین نصب بسیار آسان برای وارد کردن گشتاور های زیاد و در هر جهت مناسب است.

گشتاور در خروجی، متناسب بامقدار فشار سیال قابل تغییر کردن است. نحوه عملکرد این هیدروموتور ها به این ترتیب است که سیال وارد محفظه هیدروموتور شده و به صفحه متحرکی که در داخل محفظه است فشار وارد می کند؛ این صفحه هم چنین به یک شفت خروجی اتصال داشته که باحرکت خود آن شفت را به گردش در می آورد.

هیدروموتور با چرخش پیوسته، همان طور که از نام آن مشخص است قادر هستند به طور دائم چرخش و دوران داشته باشند. می دانیم که هیدروموتور ها به کمک سیال به کار انداخته می شوند و به کمک فشار سیال، گشتاور ایجاد شده و در نهایت به کمک گشتاور حرکت چرخشی پیوسته ای ایجاد می کنند.

نحوه انتخاب صحیح هیدروموتور

برای داشتن انتخاب مناسبی از یک تجهیز صنعتی باید فاکتور ها و پاامتر هایی را در نظر داشت. انتخاب هیدروموتور ها هم دارای فاکتور های اساسی است که باید قبل از انتخاب هیدروموتور به آن ها دقت کرد.

سه فاکتور مهم و اساسی در انتخاب هیدروموتور:

• توان
• دور
• گشتاور
  در بعضی موارد به جای گشتاور، ریپل گشتاور بیان می شود که ریپل گشتاور همان اختلاف بین بیش ترین و کم ترین گشتاور ایجاد شده در یک سیکل هیدروموتور است که معمولا آن را به صورت درصد بیان می کنند.

تعدادی از پارامتر های مرتبط با عملکرد هیدروموتور به شکل زیر می باشد؛

• جابجائی حجمی موتور
• گشتاور خروجی
• گشتاور راه انداز
• نوسان گشتاور
• حداکثر سرعت
• حداقل سرعت

هیدروموتور یا موتور هیدرولیکی جهت تامین گشتاور در سیستم مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرد، یعنی هم باید سرعت چرخش و هم قدرت مورد نیاز برای چرخش را داشته باشد.موتور های هیدرولیکی از نظر سرعت چرخش (RPM – دور در دقیقه) به سه دسته تقسیم می شوند:

• سرعت پایین (Low Speed)
• سرعت متوسط (Medium Speed)
• سرعت بالا (High Speed)

هنگام خرید موتور هیدرولیک باید به ویژگی های اساسی و کاربردی آن و الزامات مورد نیاز سیستم توجه کرد بر همین اساس توصیه می شود مشخصات زیر را قبل از انتخاب در نظر بگیرید؛

• گشتاور عملیاتی: منظور گشتاوری است که موتور قادر به تحویل آن می باشد.
• فشار کاری: این شاخص، فشاری که توسط مایع به موتور وارد می شود را بیان می کند. فشار کاری بر گشتاور، سرعت و جریان موتور تاثیر می گذارد.
• سرعت: سرعت چرخش قطعات متحرک هیدرولیک را سرعت عملیاتی می نامند.
• جا به جایی: مقدار مایعی که درهر چرخش موتور جا به جا می شود را نشان می دهد.
• دمای عملیات: یعنی محدوده دمای سیال که موتور می تواند در آن قرار بگیرد و حداقل و حداکثر دمای عملیاتی به متریال اجزاء داخلی موتور بستگی دارد.

قیمت هیدروموتور

قیمت هیدروموتور ها بسیار متغییر است و تحت تاثیر بسیار از عوامل متغییر است، از جمله نوع و برند، ظرفیت، فشار کاری، سایز، کاربرد ها و بازار محلی، به عنوان مثال، در حالی که موتور های هیدرولیک بزرگ تر و قدرتمند تر که در کاربرد های صنعتی یا سنگین به کار می روند، قیمت های بالا تری دارند.

بعد از این که ساختار، نوع، سایز، فشار و … هیدروموتور مشخص شد با توجه کیفیت سیستم هیدرولیک و میزان بودجه و هزینه قابل تامین توسط مشتری، قیمت هیدروموتور تعیین می شود.

اولین نکته برای انتخای هیدروموتور در بین محصولات متنوع موجود در بازار، این است که شناخت درستی از نیاز های دستگاه صنعتی مد نظرتان را داشته باشید. همان طور که احتمالا تا کنون متوجه شده باشید، هیدروموتور های انواع بسیار زیادی از نظر عملکرد و توان عملیاتی دارند که در این میان مهم ترین فاکتور، توجه به حداکثر دبی مجاز است.

این شاخص تعیین می کند که موتور در واحد زمان چه حجمی از سیال را عبور می دهد. علاوه بر این بیش ترین سرعت ثابت گشتاور عامل تعیین کننده دیگری هنگام خرید هیدروموتور است. با توجه به این عامل می توان میزان گشتاور موتور هیدرولیک در فشار های مختلف را اندازه گیری کرد.

انواع هیدروموتور موجود در بازار

هیدروموتور دانفوس
هیدروموتور پارکر
هیدروموتور ini
هیدروموتور اتوس atos
هیدروموتور intemot
هیدروموتور calzoni
هیدروموتور sai
هیدروموتور staff
هیدروموتور ویکرز