Что такое поршневая машина?
Поршневая машина — это механическое устройство, в котором основным рабочим элементом служит поршень или группа поршней. Эти машины преобразуют энергию рабочей жидкости (гидравлической или пневматической) в механическую энергию вращательного или поступательного движения. Классическим представителем данного класса является радиально-поршневой гидромотор. В его конструкции оси поршней расположены перпендикулярно оси вращения блока цилиндров или образуют с ней угол, превышающий 45 градусов.
Классификация и устройство поршневых гидромоторов
По принципу действия поршневые гидромоторы делятся на два основных типа: однократного и многократного действия. В первом случае за один оборот выходного вала в каждой рабочей камере происходит только один рабочий цикл. Во втором — два и более циклов, что повышает плавность хода и эффективность. Конструктивно такие моторы представляют собой корпус, в котором симметрично расположены несколько рабочих цилиндров.
Рабочий процесс выглядит следующим образом: под давлением жидкость поступает в цилиндры, заставляя поршни совершать возвратно-поступательное движение. Через шатуны это движение передается на эксцентриковый или кривошипный вал, который является выходным звеном и начинает вращаться. Подача жидкости в цилиндры осуществляется последовательно, через специальный гидрораспределитель, вращающийся вместе с валом.
Особенности работы и регулировка
Важной характеристикой работы любой поршневой гидромашины является неравномерность хода, вызванная пульсацией подачи рабочей жидкости. Это связано с цикличностью процесса наполнения и опорожнения цилиндров.
Объем жидкости, перекачиваемой или потребляемой за цикл, часто зависит от такого параметра, как эксцентриситет. Во многих конструкциях предусмотрена возможность регулировки этого параметра, что позволяет изменять рабочий объем и, как следствие, мощность или скорость машины. В некоторых моделях регулировка осуществляется путем поворота корпуса относительно неподвижной опоры.
Существуют и более сложные конструкции. Например, в некоторых гидромоторах на поршни устанавливают ролики, которые взаимодействуют с кулачковым механизмом. Это позволяет одному поршню совершать до восьми рабочих циклов за один оборот вала, причем количество циклов определяется конструкцией кулачка, а не числом поршней.
Сфера применения и другие примеры
Поршневые машины нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Помимо радиально-поршневых гидромоторов, к этому классу относятся аксиально-поршневые гидромоторы (где поршни расположены параллельно оси вращения вала) и радиально-поршневые пневмомоторы, работающие на сжатом воздухе. Последние активно используются в автоматических линиях металлообрабатывающих станков благодаря своей надежности и способности работать во взрывоопасных средах.