Bau & Handwerk

Drehmoment und Drehzahl des Hydromotors

Geben Sie Schluckvolumen, Druckdifferenz zwischen Zu- und Ablauf, Ölstrom und Wirkungsgrade ein. Der Rechner ermittelt Drehmoment, Drehzahl und Leistung an der Welle.

Motordaten
Geometrisches Volumen je Umdrehung laut Datenblatt.
Betriebsdruck minus Gegendruck im Rücklauf.
Orbitmotoren etwa 85 bis 95 %, Axialkolbenmotoren 95 bis 98 %.
Typisch 85 bis 95 %. Beim Anfahren deutlich niedriger.
Ergebnis

So arbeitet ein Hydromotor

Ein Hydromotor ist die Umkehrung der Hydraulikpumpe. Das zuströmende Drucköl dreht Zahnräder, ein Rotorsatz oder Kolben und gibt dabei Drehmoment an die Welle ab. Hydromotoren treiben Förderbänder, Winden, Fahrantriebe, Mischer und Anbaugeräte an, vor allem dort, wo hohe Momente bei kleiner Baugröße gefragt sind.

Das Drehmoment hängt nur vom Schluckvolumen und der Druckdifferenz ab. Ein Motor mit 100 cm³ je Umdrehung entwickelt bei 100 bar theoretisch knapp 160 Newtonmeter. Die Drehzahl dagegen bestimmt der Ölstrom: Je mehr Öl je Minute hindurchfließt, desto schneller dreht der Motor. Lecköl, das am Rotor vorbei in den Rücklauf oder die Leckleitung fließt, trägt nicht zur Drehung bei; das erfasst der volumetrische Wirkungsgrad.

Reibung in Lagern und Dichtungen mindert das nutzbare Moment, ausgedrückt durch den hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad. Das Produkt beider Wirkungsgrade ist der Gesamtwirkungsgrad, mit dem aus der zugeführten hydraulischen Leistung die Abgabeleistung an der Welle wird.

n=Q⋅1.000⋅η volV (1 / min); M=V⋅Δ p⋅η hm(20⋅π) (Nm); P=Δ p⋅Q⋅η ges600 (kW)n = \frac{Q \cdot 1.000 \cdot η\,\text{vol}}{V\,\left(1\,/\,\text{min}\right)};\ M = \frac{V \cdot \Delta\,p \cdot η\,\text{hm}}{\left(20 \cdot \pi\right)\,\left(\text{Nm}\right)};\ P = \frac{\Delta\,p \cdot Q \cdot η\,\text{ges}}{600\,\left(\text{kW}\right)}

Beispiel: Hydromotor mit 100 cm³/U, Druckdifferenz 160 bar, Ölstrom 60 l/min, ηvol 95 %, ηhm 92 %: Drehzahl 60 · 1.000 · 0,95 ÷ 100 = 570 1/min. Theoretisches Moment 100 · 160 ÷ (20 · π) = 254,6 Nm, nutzbar 234,3 Nm. Aufgenommen werden 160 · 60 ÷ 600 = 16 kW, abgegeben 13,98 kW bei 87,4 % Gesamtwirkungsgrad.

Hinweise zur Auslegung

Wird ein bestimmtes Lastmoment verlangt, lösen Sie die Momentengleichung nach dem Druck auf und prüfen, ob die Pumpe diesen Druck liefern kann. Rechnen Sie dabei mit dem Anlaufmoment: Aus dem Stillstand ist der mechanische Wirkungsgrad bei vielen Motoren um 10 bis 20 Prozentpunkte geringer als im Lauf.

Bei der Druckdifferenz zählt der Gegendruck im Rücklauf mit. Ein Rücklauffilter, lange Leitungen oder ein nachgeschaltetes Ventil können einige bar Gegendruck erzeugen, die dem Motor an Moment fehlen. Bei Fahrantrieben in Reihe geschalteter Motoren teilt sich die Druckdifferenz auf.

Die Wirkungsgrade im Formular sind Richtwerte. Verbindlich ist das Datenblatt des Herstellers, das häufig Kennlinien für Moment und Drehzahl über dem Druck enthält. Beachten Sie auch die zulässige Höchstdrehzahl und den höchsten Dauerdruck des Motors.

Den passenden Förderstrom der Pumpe berechnen Sie mit dem Hydraulikpumpe-Rechner. Wie Drehmoment, Drehzahl und Leistung allgemein zusammenhängen, zeigt der Drehmoment-Leistung-Rechner, Verluste in Ketten aus mehreren Komponenten der Wirkungsgrad-Rechner.

Tipps und typische Fehler

Motor auslegen.

  • Anlauf: Weniger Moment.
  • Gegendruck: Abziehen.
  • Leckleitung: Anschließen.
  • Grenzwerte: Beachten.

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Häufige Fragen

Wie berechne ich das Drehmoment eines Hydromotors?

Schluckvolumen in cm³/U mal Druckdifferenz in bar, geteilt durch 20 · π, mal mechanischem Wirkungsgrad.

Wovon hängt die Drehzahl eines Hydromotors ab?

Vom zugeführten Ölstrom und dem Schluckvolumen; der Druck ändert die Drehzahl kaum.

Warum ist das Anlaufmoment kleiner?

Weil im Stillstand die Haftreibung in Lagern und Dichtungen höher ist als im Lauf.

Was ist ein Orbitmotor?

Ein langsam laufender Hydromotor mit hohem Drehmoment, häufig an Förderbändern und Anbaugeräten.

Kann ich die Drehzahl regeln?

Ja, über ein Stromregelventil oder eine verstellbare Pumpe.

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