3. Гидравлические исполнительные механизмы

Гидравлические исполнительные механизмы обычно выполняются поршневыми или шестеренчатыми. Поршневые исполнительные механизмы выполняются однопоршневыми и многопоршневыми. Однопоршневые механизмы, в свою очередь, разделяются на механизмы одностороннего и двустороннего действия с поступательным и вращательным движением. Принцип действия поршневых исполнительных механизмов основан на том, что создаваемая разность усилий, действующих с двух сторон на поршень, вызывает соответствующее перемещение поршня.

На рис. 3 α показан разрез и общий вид поршневого исполнительного механизма без регулирующего органа.

На рис. 3 б показан поршневой исполнительный механизм с кривошипной передачей и общий вид исполнительного механизма с регулирующим органом.

На рис. 3 в показан исполнительный механизм с вращательным движением поршня двустороннего действия без регулирующего органа. В поршневых исполнительных механизмах, работающих при больших давлениях, следует обращать особое внимание на уплотнение в местах трения.

Существенной характеристикой исполнительного механизма является время полного хода, т. е. время, в течение которого поршень серводвигателя переместится из одного крайнего положения в другое при полностью открытом подводе рабочей жидкости к двигателю.

Время полного хода механизма можно определить из выражения

(1)

где — максимальное проходное сечение трубопровода, подводящего рабочую жидкость к механизму, см²;

— максимальный рабочий ход поршня серводвигателя, см; F—площадь поршня серводвигателя, см²;

— удельный вес рабочей среды, кг/см³;

P - рабочее давление, кгс/см²;

Q — суммарная нагрузка на серводвигатель, кг;

g — ускорение силы тяжести.

Рис. 3. Гидравлические исполнительные механизмы: а — поршневой без регулирующего органа; б — поршневой с кривошипной передачей; в — поршневой с вращательным движением поршня двухстороннего действия без регулирующего органа.

Многопоршневые исполнительные механизмы

На рис. 4 изображен многопоршневой исполнительный механизм, принцип действия которого сводится к следующему. К нескольким цилиндрам 1, размещенным по периферии в теле массивного ротора 2, который вращается в корпусе 3, подводится по каналу 4 поочередно масло под давлением. Поршни 5, перемещаясь под давлением масла через шарнирные сочленения 6, воздействуют на наклонно расположенный диск 7. Усилие, с которым действует каждый поршень на диск, разлагается на нормальное к плоскости диска, гасящееся упором, и тангенциальное, создающее вращающий момент на диск относительно его оси вращения. Диск, вращаясь, поворачивает ротор и тем самым подводит очередной поршень к каналу 4. При обратном холостом ходе поршня масло свободно выливается наружу по каналу 8.

Рис. 4. Многопоршневой исполнительный механизм.

Изменением наклона диска можно изменить рабочий ход поршней, а следовательно и мощность двигателя. Количество рабочих цилиндров обычно колеблется в пределах от 5 до 9. Рабочий угол α наклона диска 7 к вертикальной плоскости изменяется обычно в пределах 12—15°.

Исполнительные механизмы данной конструкции позволяют получить большой крутящий момент в небольших габаритах. Инерционность исполнительного двигателя в переходном режиме весьма незначительна.

Шестеренчатые исполнительные механизмы

Принцип действия шестеренчатого исполнительного механизма, изображенного на рис. 5, состоит в следующем. Рабочая жидкость под давлением подводится к отверстию в корпусе 1 механизма и, воздействуя на зубцы шестерен 2 и 3, заставляет последние вращаться. Жидкость под давлением создает соответствующий вращающий момент на валу шестерни 3. С помощью регулировки давления рабочей жидкости можно менять вращающий момент механизма. Шестеренчатый механизм в динамическом режиме обладает весьма малой инерционностью.

Рис. 5. Шестеренчатый исполнительный механизм.