II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

В современном машиностроении часто приходится решать проблемы обеспечения «ползучих»  скоростей  рабочих органов  в условиях больших нагрузок. Известно, что гидропривод неплохо справляется с поставленной задачей, однако из-за таких факторов как постоянно растущие цены на производственные площади, которые может занимать гидросистема, а также трудоемкость ее изготовления и обслуживания, гидропривод теряет свои позиции из-за неэкономичности.

На кафедре «Мехатроника» Уральского государственного университета путей сообщения разработаны устройства, которые решают указанные проблемы и позволяют получить компактные самодостаточные  управляемые приводы, не нуждающиеся в гидросистеме. Действие этих устройств основано на температурном расширении жидкости. Данный принцип работы может быть использован как для двигателей поступательного движения типа гидроцилиндров, так и для двигателей вращательного движения. Предметом нашей работы стал именно роторно-поршневой гидродвигатель, работающий на преобразованиях электричество - тепло - тепловое расширение рабочей жидкости - механическое движение и реализующий вращательное движение на небольших скоростях,  управление которым можно осуществлять на базе хорошо изученных, высокоэффективных и динамично развивающихся  электронных схем управления.

Двигатель содержит ротор в виде блока цилиндров с выходным валом, емкости, заполненные рабочей жидкостью, в которых размещаются нагреватели, и хвостовик с токосъемником, содержащим кольца и щетки, включенные в коммутирующую систему. Емкости  соединены каналами  с полостями цилиндров.  Поршни цилиндров своими сферическими головками контактируют с поверхностью расточки статора. Статор и торцевые крышки образуют корпус гидродвигателя. Ротор установлен на подшипниках. Коммутирующая система включает в себя управляющий контроллер, силовой преобразователь и датчик угла поворота ротора.

Включение гидродвигателя осуществляется подачей напряжения от силового преобразователя по сигналу управляющего контроллера на нагреватель. Вращение ротора, выполненного в виде блока цилиндров, происходит за счет контакта поступательно движущихся поршней с профилированной поверхностью статора двигателя, который также является его корпусом. Поршни же в свою очередь движутся под действием расширяющейся под воздействием тепла рабочей жидкости и ее последующим охлаждением, которые происходят прямо в емкостях с электронагревателями.  Вал двигателя снабжен датчиком угла поворота. Сигнал с датчика подается на управляющий контроллер, и в зависимости от установленной программы с определенной периодичностью происходит подача сигнала на силовой преобразователь.

Результатом разработки двигателя стало резкое упрощение и уменьшение габаритов приводного устройства. По конструкции гидродвигателя оформлена заявка на выдачу патента.

Код для цитирования: Скопировать