عملگرهای دورانی
عملگرهای دورانی ROTARE ACTUATOR یا همان هیدروموتورها
در طراحی‌ها معمولاً جهت چرخاندن قطعه یا به حرکت درآوردن آن، مکانیزمی به کار می‌برند. مثلاً در دستگاه‌های تزریق پلاستیکی جهت جلو بردن ماردون تزریق یا در سیستم‌های خودکششی جهت چرخاندن چرخ‌های یک خودرو نظیر تانک یا دستگاه‌های راه‌سازی، مجبور به استفاده از ابزاری می‌گردند که بتواند این مهم را برای ما انجام دهد که این‌گونه ابزار را عملگرهای دورانی بدون محدودیت در چرخش می‌نامند که ازاین‌پس به نام عملگرهای چرخشی نام‌برده می‌شوند.
عملگرهای چرخشی ازنظر مکانیزم داخلی با اندکی تفاوت مانند پمپ‌های هیدرولیکی و عکس عمل آن می‌باشند. که اگر از طرف محور خروجی به مولدی دورانی نصب گردند می‌توانند مانند یک پمپ عمل نمایند ولی قبل از استفاده به‌عنوان پمپ می‌بایست به توصیه‌های سازنده در مورد امکان استفاده مانند پمپ توجه گردد.
به‌صورت کلی ازنظر شکل ظاهری مجرای ورودی پمپ‌ها همیشه بزرگ‌تر از مجرای خروجی پمپ می‌باشد ولی در عملگرهای چرخشی ( هیدروموتورها ) مجرای ورودی و خروجی معمولاً با یکدیگر برابر می‌باشند.
هر سازنده با توجه به نوع انتظار از عملکرد این‌گونه موتورها آن را به‌صورت قابل چرخش در یک‌طرف طراحی و تولید می‌کند.
به عملگرهای چرخشی، هیدروموتور ( HYDRO MOTOR ) نیز می‌گویند.
اکثر قریب به‌اتفاق هیدروموتورها توانایی چرخش به چپ و راست را دارا می‌باشند.
علامت مداری هیدروموتورها به‌صورت زیر می‌باشند.
به‌طورکلی عملگرهای هیدرولیکی (هیدروموتورها ) به پنج دسته اصلی تقسیم می‌گردند.
- هیدروموتورهای دنده‌ای
- هیدروموتورهای پره‌ای
- هیدروموتورهای ژیروتور
- هیدروموتورهای پیستونی
- هیدروموتورهای شعاعی
مکانیزم و ساختمان داخلی این‌گونه هیدروموتورها شبیه به پمپ‌های دنده‌ای بوده و سرعت دورانی این‌گونه پمپ‌ها بستگی مستقیم به میزان حجم ورودی سیال ( روغن ) داشته و با تغییر در میزان این جریان سرعت آن تغییر پیدا می‌کند ( جهت کنترل سرعت چرخش از این امکان می‌توان استفاده نمود.)
هر چه سطح مقطع دنده‌ها بزرگ‌تر باشد یا به عبارتی دنده‌ها بزرگ‌تر باشد، نیروی گشتاور موتور بیشتر گردیده و سرعت آن کم می‌گردد که عکس این عمل نیز صادق می‌باشد.
این‌گونه هیدروموتورها در توان‌های مختلف ( توان‌های هیدروموتورها را برحسب hp اسب بخار یا kw کیلووات می‌سنجند) در دسترس می‌باشد. معمولاً اکثر چرخش برحسب دور بر دقیقه‌ی این‌گونه هیدروموتورها 1000rpm بوده که جهت تبدیل به نیروهای بیشتر، شاقت خروجی این‌گونه هیدروموتورها مستقیماً به گیربکس‌های کاهش‌دهنده سرعت و افزاینده قدرت نصب و از خروجی گیربکس جهت حرکت‌های چرخشی مورداستفاده می‌گردد.
درصورتی‌که بخواهیم بالانس هیدرولیکی ازنظر فشار در یک هیدروموتور ایجاد گردد معمولاً مسیری از قسمت خروجی به قسمت ورودی باز نموده که به این وسیله نیروهای فشاری قسمت کم‌فشار و پرفشار را در مقابل یکدیگر قرار داده که توسط آن بالانس هیدرولیکی ایجاد نموده و بتوان سرعت و قدرت یکنواخت ایجاد نمود.
عملکرد این‌گونه هیدروموتورها ( شکل زیر) تا حدود بسیار زیادی مشابه پمپ‌های پره‌ای می‌باشد که صفحه‌ای دارای چندین شیار ( با توجه به نوع طراحی سازنده تعداد شیارها مشخص می‌گردد) که داخل هر شیار تیغه‌هایی ( Blads ) که در پست آن‌ها فنرهایی جهت هدایت تیغه‌ها همیشه به سمت بیرون به‌صورت خارج از مرکز داخل محفظه‌ای نصب گردیده است، می‌باشد.
در هنگام ورود سیال از مجرای ورودی سیال، تیغه‌ها را حول محور صفحه حرکت داده و هر چه صفحه در محفظه‌ای که خارج از مرکز با صفحه هست، چرخش می‌نماید نیروی بیشتری به پره‌ها وارد گردیده و موجب چرخش سریع‌تر می‌گردد.
—-
این‌گونه هیدروموتورها معمولاً فقط به یک سمت ( در جهت عقربه‌های ساعت و یا خلاف آن) تولید می‌گردند و درصورتی‌که بخواهیم از دو طرف استفاده نماییم برای حفظ لوازم آب‌بندی می‌بایست به توصیه‌های سازنده‌ی آن توجه نماییم.
هیدروموتور ژیروتور
عملکرد این‌گونه هیدروموتورها به‌گونه‌ای است که ( به‌صورت تئوری) دو چرخ دنده به‌صورت خارج از مرکز داخل یکدیگر درگیر شده که ابتدا سیال ورودی وارد گردیده و موجبات چرخش شافت متصل به چرخ‌دنده داخلی را ایجاد می‌نماید.
با توجه به اینکه گشتاور تولیدشده‌ی دنده‌ی داخلی نسبت به دنده خارجی دارای تغییرات کمتری می‌باشد ، این‌گونه هیدروموتورها را برای سرعت‌پایین مناسب نموده که از مشخصات این‌گونه هیدروموتورها گشتاور نسباتا بالا و سرعت‌پایین بوده که در انتخاب و جایگزینی در مدارهای موردنظر می‌بایست موردتوجه قرار بگیرد.
این هیدروموتورها به دودسته زیر تقسیم می‌شوند:
- هیدروموتورهای پیستونی با جابجایی ثابت
- هیدروموتورهای پیستونی با جابجایی متغیر
- هیدروموتورهای پیستونی با جابجایی ثابت
ساختمان داخلی این‌گونه هیدروموتورها به‌گونه‌ای است که تعدادی پیستون ( معمولاً تعداد پیستون‌ها فرد می‌باشد) بر روی بلوک سیلندر نصب گردیده میزان گشتاور به‌وسیله‌ی اعمال فشار سیال روی انتهای پیستون‌ها که به‌صورت رفت‌وبرگشت بر روی صفحه که با زاویه‌ای زیر آن نصب گردیده واردشده و موجب چرخش بلوک سیلندر می‌گردد.
این گشتاور همیشه به نسبت زاویه‌ی صفحه زاویه‌دار تغییر می‌یابد.
این هیدروموتورها دارای گشتاورهای بالا ( توان خروجی بالا) و سرعت حداکثر 5000RPM و همچنین شتاب اولیه بالا با عمر نسبتاً بالا که به نسبت قیمت بالایی آن قابل توجیه اقتصادی هست، طراحی و ساخته می‌شود.
افزاش تعداد پیستون‌ها در این هیدروموتورها باعث بالا رفتن گشتاور و کم شدن سرعت و همچنین نرم و یکنواخت شدن سرعت می‌گردد.
با توجه به اینکه ساختمان داخلی این‌گونه هیدروموتور نسباتا پیچیده و دقیق هست جهت باز و تعمیر نمودن آن، گذراندن دوره‌های مخصوص لازم به نظر می‌آید.
از قابلیت‌های بارز این‌گونه هیدروموتورها امکان چرخش هیدروموتور در دو سمت چپ و راست با تعویض جریان عبوری سیال به‌راحتی امکان‌پذیر هست.
معمولاً در این‌گونه هیدروموتورها ، تعداد پیستون‌ها 9 عدد بوده که بر روی صفحه زاویه‌دار با زاویه 15 درجه حرکت می‌نمایند.
- هیدروموتورهای پیستونی با جابجایی متغیر (PROPORTIONAL )
عملکرد این‌گونه هیدروموتورها دقیقاً مطابق با هیدروموتورهای پیستونی با جابجایی ثابت بوده با این تفاوت که امکان تغییر زاویه صفحه زاویه‌دار زیر پیستون‌ها وجود دارد که این زاویه معمولاً با تلورانس 30 درجه ( 15+ درجه ) نسبت به سطح افق قابل‌تغییر می‌باشد.
با تغییر زاویه صفحه‌ی زاویه‌دار ، امکان تغییر سرعت که معمولاً این سرعت قابل‌کنترل تا حداکثر دور هیدروموتور یعنی 5000 RPM می‌باشد وجود دارد که همیشه این چرخش با گشتاوری پایدار و قابل‌اطمینان که شتاب بسیار خوبی را به همراه دارد و امکان تغییر جهت از چپ به راست را برخوردار و در دسترس می‌باشند.
عملگرهای دورانی یا هیدروموتور
برگرفته از کتاب : مقدمه‌ای بر هیدرولیک و پنوماتیک تالیف مهندس محسن طاهری قزوینی
نظرات کاربران