Motor Gerotor vs Geroller: Seleção de Acionamento Hidráulico de Baixa Velocidade

Motor gerotor vs geroller a comparação foca-se no conjunto de desmultiplicação orbital inserido num motor hidráulico de baixa velocidade e binário elevado. Um conjunto gerotor utiliza contacto direto por deslizamento entre uma estrela interior com lóbulo externo e um anel exterior com lóbulo interno. Um geroler — também frequentemente grafado como Geroler na indústria — adiciona rolos em redor das posições de contacto do anel exterior, transformando o contacto por deslizamento em contacto por rolamento. O design dos rolos pode melhorar a eficiência mecânica, o comportamento no arranque, a suavidade a baixa velocidade e a durabilidade sob cargas exigentes, mas o motor completo continua a determinar a classificação. A cilindrada, a temporização da válvula, o design do eixo e dos rolamentos, a pressão da carcaça, o diferencial de pressão, a velocidade, o ciclo de trabalho e a proteção do circuito importam mais do que o nome por si só.

Princípio do motor orbital partilhado

A estrela interior tem menos um lóbulo do que a geometria exterior circundante e funciona numa trajetória excêntrica. À medida que o óleo hidráulico é direcionado para câmaras selecionadas, a pressão atua sobre as áreas variáveis das câmaras e faz com que a estrela orbite. Um acoplamento converte o movimento orbital numa rotação concêntrica do eixo de saída. Uma válvula distribuidora liga repetidamente as câmaras em expansão ao lado de baixa pressão e as câmaras em contração ou acionadas ao lado de alta pressão, dependendo do sentido do motor.

Como o conjunto de desdobramento encerra um volume relativamente grande por rotação do veio, os motores orbitais conseguem produzir binário útil a baixa velocidade sem uma caixa redutora separada em muitas aplicações. São motores de deslocamento positivo: a velocidade teórica segue o caudal dividido pelo desdobramento, enquanto o binário teórica segue a diferença de pressão e o desdobramento. As fugas e a fricção reduzem o desempenho real.

O que é um motor gerotor?

Num conjunto gerotor, os perfis da estrela interior e do anel exterior entram em contacto direto. As câmaras entre eles expandem-se e contraem-se à medida que a estrela orbita. O mecanismo é compacto e económico, tornando-o adequado para muitas transmissões de baixa velocidade para trabalhos leves e médios. O contacto direto significa que o esforço de deslizamento e de contacto deve ser gerido através da geometria, do acabamento superficial, da película de fluido, do material e dos limites de funcionamento.

A geometria geral do gerotor também é usada em bombas. Uma revisão de investigação aberta da Universidade Politécnica da Catalunha abrange tecnologia gerotor em bombas e motores orbitais, incluindo geometria, modelação e investigação de desempenho. O Maha Fluid Power Research Center da Universidade de Purdue também lista trabalhos revistos por pares sobre gerotores e eficiência de motores hidráulicos orbital.

O que é um motor geroller?

Um conjunto geroller coloca rolos cilíndricos nas posições do anel exterior. A estrela interior atua contra esses rolos à medida que orbita. Os elementos rolandos reduzem o deslizamento nessa interface e podem melhorar a eficiência e o comportamento ao desgaste, particularmente sob cargas mais elevadas ou baixas velocidades. As peças adicionais e as exigências de fabrico mais rigorosas tornam habitualmente o conjunto de deslocamento mais complexo.

Os rolos não eliminam a fricção nem a fuga. O distribuidor, o acoplamento, os rolamentos do veio, os vedantes, as folgas das extremidades e a carcaça continuam a contribuir para a perda. Um conjunto geroller também não consegue compensar um circuito incorreto, um caminho de retorno inadequado, pressão excessiva na caixa, carga lateral ou óleo contaminado.

Comparação entre gerotor e geroller

Binário, velocidade e des deslocamento

A velocidade teórica do motor é o caudal dividido pelo deslocamento, utilizando unidades consistentes. A velocidade real é inferior porque parte do caudal de alimentação sofre fugas internas. O binário teórico é proporcional à diferença de pressão multiplicada pelo deslocamento e dividida por uma constante de rotação. O binário de saída real é inferior porque a fricção mecânica consome parte da entrada.

Não se baseie apenas em equações teóricas. O binário de arranque, a velocidade mínima estável, a eficiência mecânica e volumétrica, a contrapressão admissível, os picos de pressão, a exigência de libertação do travão e o regime térmico podem dominar a seleção. Analise os dados completos de velocidade-binário e eficiência à viscosidade e temperatura pretendidas do óleo. O nosso artigo relacionado explica binário e velocidade do motor hidráulico evidência.

Binário de arranque e funcionamento a velocidades muito baixas

A fricção estática, a transição do distribuidor, o arrasto do vedante, a variação da carga e o equilíbrio da pressão na câmara influenciam o binário de arranque. Uma máquina que necessite de reiniciar com carga pode requerer mais do que o cálculo do binário de funcionamento contínuo. Solicite dados de binário de arranque e defina a velocidade de funcionamento mais baixa, a inércia da carga, a posição de paragem prevista e as alterações de direção necessárias.

A uma velocidade muito baixa, a fuga e os eventos de deslocamento individual tornam-se mais visíveis. A saída pode apresentar ondulação de velocidade mesmo quando a rpm média está correta. Um mecanismo geroller pode ajudar, mas a temporização da válvula e a construção completa do motor continuam a ser importantes. Se for necessário um movimento preciso a baixa velocidade, registe a variação de velocidade admissível e valide o motor com a válvula de controlo e a carga reais.

Diferencial de pressão, pressão de retorno e dreno de caixa

O binário do motor responde à diferença de pressão entre a entrada e a saída, e não apenas à pressão de entrada. Uma linha de retorno restritiva, uma válvula a jusante, um motor ligado em série ou um circuito de travagem aumentam a pressão de saída e reduzem o diferencial útil para uma dada pressão de alimentação. Pode também aumentar as cargas nas vedações e no corpo.

Alguns motores orbitais drenam a fuga interna através de uma porta principal de baixa pressão; outros exigem ou permitem uma linha de drenagem da caixa dedicada sob condições definidas. A capacidade do vedante do eixo e a pressão admissível da caixa variam. Nunca tape, adicione ou desvie uma drenagem com base noutra série. Confirme se o motor pode funcionar em série, com travagem de centro fechado ou sob alta pressão de retorno.

Cargas axiais e radiais e mecânica de aplicação

O conjunto de desfasamento produz binário, mas o eixo de saída e os rolamentos também devem suportar cargas externas. Acionamentos de rodas, carretos de corrente, polias, sem-fins e acoplamentos criam diferentes forças radiais e axiais. A carga em balanço depende da magnitude, direção e distância a partir da face de montagem. Um motor com binário hidráulico adequado pode ainda assim falhar se a disposição dos seus rolamentos for inadequada.

Forneça o diâmetro primitivo do carreteto ou polia, a tensão da corrente ou correia, o desvio da roda, o tipo de acoplamento, a carga axial, a orientação de montagem e a condição de choque. Se um rolamento externo ou uma caixa de engrenagens suportar a carga, defina o alinhamento e o movimento do acoplamento. Não utilize o eixo do motor como um eixo estrutural, a menos que a série esteja dimensionada para esse tipo de serviço.

Proteção de circuitos e travagem

A inércia pode acionar um motor hidráulico após a comutação da válvula direcional. Uma carga também pode fazer passar o motor em excesso de velocidade numa inclinação ou função de descida. Podem ser necessárias válvulas de alívio cruzadas, retenções anti-c(a)vitação, válvulas de contrabalanceamento ou de travão, alimentação de carga e travões mecânicos. A disposição correta depende de a carga ser resistente, em excesso de velocidade, reversível ou crítica para a segurança.

Uma válvula fechada pode reter óleo em expansão à medida que a temperatura muda, e uma inversão abrupta pode criar picos de pressão. A proteção do circuito deve ser desenhada em torno da dinâmica da máquina, e não adicionada a partir de um diagrama genérico. O aviso da OSHA sobre modificações inseguras do sistema hidráulico ilustra o motivo pelo qual o aumento da pressão ou a alteração de componentes exige uma revisão de engenharia completa.

Evidências de contaminação e falha

As partículas podem riscar as superfícies do distribuidor, danificar os perfis do rotor e do anel, marcar os rolos e aumentar a fuga interna. Um óleo demasiado fino, sobreaquecido, arejado ou incompatível pode enfraquecer a lubrificação. Um motor que abranda sob carga pode ter caudal insuficiente, fuga excessiva, pressão de retorno elevada, arraste do travão, perda na válvula de controlo ou um mecanismo sobrecarregado.

Registe a pressão de entrada e de saída, o caudal, a temperatura do óleo, a velocidade, a posição comandada da válvula, o caudal de carcaça ou de drenagem, a condição de carga e o ruído. Inspecione o filtro e o óleo antes de abrir o motor. Conserve a orientação dos componentes e evidências da temporização. Substituir apenas o conjunto de cilindrada sem corrigir o óleo contaminado ou os transitórios do circuito corre o risco de recorrência.

Lista de verificação de seleção e consulta de preços (RFQ)

• Preferência por gerotor ou geroller e justificação para a aplicação
• Deslocamento e velocidade alvo ao longo da gama de caudal
• Requisitos de binário em funcionamento, de arranque, máximo e de bloqueio
• Diferencial de pressão contínuo e transitório
• Pressão de retorno, funcionamento em série e disposição da drenagem do cárter
• Inversão de frequência, carga em arrastamento e método de travagem
• Veio, flange, orifícios, rotação e espaço de instalação
• Cargas radiais, axiais e de flexão com dimensões
• Fluido, viscosidade, temperatura, limpeza e condições ambientais
• Código de modelo existente, circuito, ciclo de trabalho e evidência de falha

Analisar a Prance Hydraulic família de motores orbitais e mais amplo visão geral do motor hidráulico. As verificações complementares incluem Seleção de motor LSHT, revisão da linha de dreno do motor, e entradas de RFQ do motor.

Vídeo educativo: movimento da câmara do gerotor

Vê o princípio do gerotor no YouTube. A animação da câmara ajuda a explicar a geometria, mas não especifica a capacidade de carga de um motor.

FAQ

O Geroler é o mesmo que geroller?

Geroler é uma grafia industrial amplamente utilizada e um termo derivado de marca comercial; geroller é uma grafia descritiva. Ambos se referem habitualmente a um conjunto orbital com roletos no anel exterior.

Será que um motor geroller produz sempre mais binário?

Não automaticamente. O binário depende da cilindrada, do diferencial de pressão, da eficiência e dos limites completos do motor. O contacto de rolos pode melhorar o desempenho em condições exigentes.

Qual motor é melhor a velocidades muito baixas?

Os designs Geroller são frequentemente selecionados para um funcionamento mais suave em condições de carga pesada a baixa velocidade, mas compare a velocidade mínima estável, a ondulação, o binário de arranque e o desempenho da válvula de controlo.

Pode um motor orbital suster uma carga suspensa?

A fuga interna significa que o motor, por si só, não deve ser considerado um dispositivo de retenção de carga. Utilize um travão maquinado ou um circuito de controlo de carga adequado ao perigo.

Porque é que um motor orbital funciona lentamente sob carga?

As possíveis causas incluem um caudal de alimentação inadequado, fuga interna, alta pressão de retorno, perda na válvula, arrastamento dos travões, cilindrada inadequada ou carga mecânica excessiva.