Silniki hydrauliczne wolnoobrotowe typu L (rys. nr 1) o dużym momencie napędowym mają następującą budowę: w obudowie z kołnierzem do mocowania silnika są nawiercone cylindry współpracujące z tłokami 2 zaopatrzonymi z jednego końca w trzony prowadzące, a z drugiej strony stopki 3 opierające się o tarczę pochyloną do osi wału napędowego o kąt g. Tarcza ta w kształcie czaszy jest osadzona obrotowo na łożyskach rolkowych osiowym i promieniowym a na tarczy stałej 4 tworzącej całość z wałem napędowym 5. Wał 5 jest osadzony w pokrywie 6 korpusu na łożyskach rolkowych. Obrotowy wał rozrządczy 7 jest sprzęgnięty z wałem napędowym 5.
Olej doprowadzony rurociągiem przez złącze 11 i jedno z wytłoczeń pierścieniowych 10 dostaje się na przykład do kanału 9, powodując wypchnięcie tłoka, a zatem i obrót wału 5 na skutek wystąpienia w nim składowej siły obrotowej. W cylindrach po drugiej stronie płaszczyzny zachodzić będzie równocześnie cykl wypychania cieczy do kanału 8. Przy zmianie kierunku doprowadzonej podciśnieniem cieczy nastąpi zmiana funkcji kanałów i zmiana kierunku obrotu silnika.
Silniki te odznaczają się: prostą budową, małymi wymiarami, dużą jednostkową chłonnością i momentem napędowym, równą pracą, jednakową zdolnością pracy w obu kierunkach obrotu, rozruchem pod obciążeniem.
13
Pompy i silniki typu DERI (rys. nr 2) są specjalnej budowy. Na wale 1 napędzanym lub napędowym osadzone są pod kątem 90° do siebie dwie krzywki obracające się w dwóch pierścieniowych obudowach 3. Wał jest osadzony w łożyskach tocznych w pokrywie tylnej 4 i pokrywie przedniej 5, która jest również rozdzielaczem.
W obudowach pierścieniowych 3 nawiercone są wzdłuż osi dwie pary kanałów 6 i 8 położone przeciwlegle. Są to kanały dopływowe i odpływowe zakończone promieniowymi kanałami wyjściowymi międzywzdłużnymi, osiowymi kanałami dopływowymi i odpływowymi są osadzone w promieniowych wycięciach 7 obudowy pierścieniowej 3 promieniowe łopatki zbierające 9, dociskane w czasie pracy ciśnieniem oleju do krzywek 2, a także mechanicznie po przez sprężyny 10 za pomocą śrub 11. Kształt krzywek 2 jest tak dobrany, że suma przenoszonej lub zassanej cieczy we wszystkich komorach podczas jednego obrotu jest jednakowa. W ten sposób powstaje regularny strumień oleju.
Do zalet konstrukcji pomp i silników typu DERI należą: duża wydajność przy małych wymiarach, duża sprawność, ciągły (nie pulsujący) strumień cieczy, prosta konstrukcja, pełne wyrównanie sił dla wszystkich stanów napędu i bieg bezszmerowy.
W produkcjach silników hydraulicznych wyróżnia się firma DUSTERLOH. Wytwarza ona silniki wielotłokowe promieniowe o dużym momencie napędowym. Silnik w wykonaniu jednoszeregowym przedstawia rysunek nr 3.
Produkowane są również silniki 14- i 21-cylindrowe typu KM 20/7 i KM 21/21. Na szczególną uwagę zasługuje silnik dwurzędowy o dużym momencie napędowym typu KM 115/14 K. Są to silniki czternastocylindrowe z połączeniem (przełączalnym) równoległym lub szeregowym. Połączenie równoległe daje dwukrotnie większy moment przy dwukrotnie mniejszej nominalnej prędkości obrotowej.
Silnik ten poza dużym momentem otrzymywanym przy połączeniu równoległym ma bardzo małą prędkość obrotową, a zatem spełnia wymagania stawiane dużym jednostką napędowym nie mającym przekładni mechanicznych.
W krajach anglosaskich bardzo są rozpowszechnione hydrosilniki typu STAFFA, produkowane przez fabryki należące do firmy Chamberlein-Industries Ltd.
Silniki te produkowane są masowo i stosowane w różnych gałęziach przemysłu, między innymi znalazły również szerokie zastosowanie w przemyśle okrętowym (napęd maszyn i mechanizmów okrętowych).
Na rysunku nr 4.1 przedstawiona jest wciągarka ładunkowa napędzana pojedynczym silnikiem, a na rysunku nr 4.2 wieloma silnikami przekazującymi moment na jedno koło przybębnowe (napęd wielosilnikowy). Rozwiązanie napędu wielosilnikowego jest stosowane dość często i w innych urządzeniach przemysłowych, jak na przykład w przenośniku łańcuchowym kopalnianym – napęd dwusilnikowy, bezpośredni, obustronny.
Konstrukcja silników STAFFA jest podobna do silników DUSTERLOCH, są to silniki promieniowo tłokowe jednoszeregowe (rys. nr 4.3) lub dwuszeregowe wolnoobrotowe o dużym momencie napędowym, nadające się do bezpośredniego połączenia z wałem maszyny roboczej. Bezstopniową regulację prędkości obrotowej uzyskuje się przy zastosowaniu pompy o zmiennej wydajności.
Silniki hydrauliczne firmy HYDROLIK (rys. nr 5) mają jedną roboczą komorę 5, ręcznie sterowany suwak rozrządczy 2 i wirnik 3 z łopatkami 6 obracający się w obudowie 4. Komora robocza jest tak ukształtowana, że przy obciążeniu (gdy przestrzeń komory określona kątem a jest zamknięta łopatkami) łopatki nie wykonują ruchu promieniowego, a zatem na drodze określonej kątem a nie wyrabiają się w prowadnicach. Kierunek i prędkość obrotowa (chłonność) zależy od ustawienia suwaka rozdzielczego. Zawór zwrotny 1 umieszczony w suwaku powoduje, że ciśnienie w komorze nie spadnie w przypadku ciśnienia w rurociągu tłocznym, a zatem ciężar zawieszony na linie wciągarki nie opadnie, gdyż komora między łopatkami a zaworem zwrotnym pozostanie pod ciśnieniem. Przy tak rozwiązanym samoczynnym hamulcu lub hydraulicznym urządzeniu zapadkowym hamulec mechaniczny jest zbędny.
W celu częściowego usunięcia wad regulacji dławieniem (upustem), którą w tym układzie przyjęto, zastosowano automatyczne, w zależności od potrzebnej prędkości i obciążenia, włącznie do pracy jednego lub dwóch silników hydraulicznych. Zatem jest to napęd dwusilnikowy z regulacją dławieniem. W przypadku obciążenia wciągarki połową jej obciążenia nominalnego włączany jest jeden silnik, który może pracować w granicach maksymalnych prędkości przy wykorzystaniu pełnej wydajności pompy. Przy wzroście obciążenia o ponad połowę obciążenia nominalnego zawór automatyczny doprowadza (rozdzielając) ciecz do obu silników i wówczas moment napędowy wzrasta dwukrotnie przy jednoczesnym dwukrotnym spadku prędkości obrotowej silnika.
Zatem układ stosowany przez firmę HYDROLIK pozwala na regulację objętościową w dwóch zakresach prędkości oraz na regulację dławieniową.
Firma NORWINCH pierwsza wprowadziła do produkcji konstrukcję silników hydraulicznych z dwoma komorami roboczymi (rys. nr 6). W silnikach tych za pomocą suwaka 1 uruchamianego dźwignią 2 olej doprowadza się bądź do obu komór 3 i 4 (rys. nr 6a) i wówczas przy dużym momencie napędowym mamy małą prędkość obrotową (M;n), bądź przy ustawieniu górnym suwaka 1 (rys. nr 6b) olej jest doprowadzany tylko do jednej komory 4 i wówczas moment jest o połowę mniejszy, a prędkość obrotowa silnika dwa razy większa niż przy pracy obu komór. (M/2;2n). Suwak 5 przestawiany dźwignią 6 zmienia kierunek obrotu oraz bezstopniowo (płynie) przez upust oleju zmienia się prędkość obrotową silnika. W położeniu środkowym (pionowym) dźwigni 6 zamyka się dopływ i odpływ oleju do silnika, co zapobiega opadaniu ciężaru. W napędach firmy NORWINCH stosowany jest również system automatycznego sterowania prędkością obrotową w zależności od obciążenia.
Szwedzka firma AB HAGGLUNDS UND SONER produkuje hydrauliczne silniki wielotłokowe promieniowe. Są to silniki o dużym momencie napędowym i małej prędkości obrotowej. Na rysunku 7.1 jest pokazany silnik firmy HAGGLUNDS ze zdjętą pokrywą przednią i wyjętym z piast nieruchomego bloku cylindrowego rozdzielaczem walcowym. Tłoki zakończone są rolkami toczącymi się po krzywce wykonanej w ruchomej obudowie silnika. Na wspólnej osi z rolkami krzywkowymi są osadzone rolki prowadzące, które w prowadnicach promieniowych wykonanych w tarczy przymocowanej do bloku cylindrowego przejmują siły styczne. Przy braku rolek prowadzących siły styczne byłyby przenoszone przez tłoki, co wpływałoby na szybsze ich zużycie.
Na rysunku 7.2 widoczna jest droga przepływu oleju kanałami w nieruchomym bloku cylindrowym 1 i w ruchomym wale rozrządzczym 2 do cylindra pod tłok 3. Na skutek kolejnych wysuwań się tłoków z cylindrów bloku cylindrowego i wywieranych nacisków na krzywkę 4 powstaje siła styczna, powodująca obrót obudowy-krzywki, której zewnętrzna powierzchnia walcowa jest wykorzystana jako tarcza hamulcowa. Przeciwległe pary tłoków pracują jednakowo, co daje dobre wyważenie wirnika także przy najmniejszej prędkości obrotowej. Przez takie rozwiązanie uzyskano korzystne gabaryty silnika (wąski o dużej średnicy). Prędkość obrotowa silnika jest proporcjonalna do prędkości przepływu oleju przez silnik. Przez zastosowanie dwóch otworów dopływowych do silnika, otwieranych zaworem trójdrożnym lub dwudrożnym, zamontowanych na silniku, otrzymuje się dwa stopnie prędkości obrotowej. Każdy dopływ jest połączony z czterema cylindrami ustawionymi naprzeciw siebie, zatem połączenie jednego dopływu z przewodem tłocznym pompy zwiększa dwukrotnie jej prędkość obrotową i zmniejsza dwukrotnie moment w stosunku do przypadku połączenia dwóch otworów dopływowych do przewodu tłocznego i zasilania ośmiu cylindrów.
marcin0732