Kako dimenzionirati hidrauličku pogonsku jedinicu?

Osnove dimenzioniranja hidrauličke pogonske jedinice

Za pravilnu veličinu a hidraulički agregat (HPU), prvo morate definirati mehaničke izlazne zahtjeve svoje aplikacije. Proces se ne odnosi na odabir generičkog motora; to je precizan slijed određivanja potrebne sile, brzine rada i rezultirajućih zahtjeva za protokom i tlakom. Temeljni odgovor leži u tri primarna izračuna: Radni tlak (PSI/bar) , Brzina protoka (GPM/LPM) , i Ulazna konjska snaga (KS/kW) .

Neusklađeno hidraulički agregat dovodi ili do ekstremnog rasipanja energije i stvaranja topline (ako je predimenzioniran) ili do neuspjeha u izvršavanju mehaničkog zadatka (ako je premalen). Cilj je uravnotežiti rad hidrauličke pumpe, kapacitet spremnika i snagu elektromotora ili motora.

Korak 1: Određivanje zahtjeva za silu i pritisak

Pritisak koji stvara hidraulički agregat izravna je posljedica otpora opterećenja. Pritisak ne birate proizvoljno; izračunavate na temelju površine vašeg aktuatora (cilindra ili motora).

Formula sile cilindra

Za izračun potrebnog tlaka upotrijebite formulu: Tlak = sila / površina . Na primjer, ako vam je potreban hidraulički cilindar za guranje a Opterećenje od 20.000 funti a vi koristite cilindar s a 4-inčni provrt (površina = 12,57 sq. in.), potrebni tlak je približno 1,591 PSI . Obično biste trebali dodati a 10-20% sigurnosne granice na račun trenja i gubitaka u vodovima, što znači vaše hidraulički agregat trebao biti sposoban za barem 2000 PSI .

• Odredite maksimalno opterećenje s kojim će se sustav susresti.
• Odredite veličinu provrta hidrauličkih cilindara.
• Uzmite u obzir silu "odvajanja", koja je često veća od sile kretanja.

Korak 2: Izračun brzine protoka za željenu brzinu

Brzina protoka, mjerena u galonima po minuti (GPM) ili litrama po minuti (LPM), diktira koliko se brzo vaš stroj kreće. The hidraulički agregat mora premjestiti određeni volumen ulja u cilindar kako bi ga produžio kroz određeno vrijeme.

Primjer: Ako to isto 4-inčni provrt cylinder ima Hod od 24 inča i mora se proširiti unutra 5 sekundi , prvo morate izračunati volumen. Volumen je otprilike 1,3 galona . Za pomicanje 1,3 galona u 5 sekundi, hidraulički agregat treba pumpu sposobnu za otprilike 15,6 GPM .

Korak 3: Izračunavanje konjskih snaga elektromotora

Nakon što odredite tlak i protok, možete izračunati potrebnu ulaznu snagu za hidraulički agregat . Standardno pravilo je pravilo "1 HP za 1 GPM pri 1500 PSI", ali za učinkovitost je potreban točniji izračun.

Koristite formulu: HP = (GPM × PSI) / (1714 × učinkovitost) . Većina hidrauličnih pumpi ima ocjenu učinkovitosti između 0,85 i 0,90 . Ako vaš sustav zahtijeva 10 GPM na 2500 PSI , izračun bi bio (10 × 2500) / (1714 × 0,85), što bi rezultiralo zahtjevom od otprilike 17,16 KS . U ovom slučaju, odabrali biste standard Motor od 20 KS za tvoju hidraulički agregat .

Korak 4: Određivanje veličine hidrauličkog spremnika (spremnika za ulje)

Rezervoar je kritična komponenta hidraulički agregat koji se često zanemaruje. Mora biti dovoljno velik da omogući toplinsko širenje, hlađenje i taloženje onečišćenja.

Pravilo 3 prema 1

U standardnim industrijskim primjenama, spremnik bi trebao izdržati tri puta GPM izlaz pumpe . Ako vaš hidraulički agregat koristi a Pumpa od 10 GPM , spremnik bi trebao idealno držati 30 galona tekućine. To osigurava da ulje provede dovoljno vremena "miruje" da rasprši toplinu prije nego što se usisa natrag u pumpu.

Međutim, ako je prostor ograničen ili je radni ciklus isprekidan, možete koristiti a Omjer 1 prema 1 ili 2 prema 1 , pod uvjetom da dodate hladnjak ulja za upravljanje temperaturom. Pretjerana toplina primarni je ubojica hidrauličkih brtvi i dugovječnosti tekućine.

Korak 5: Radni ciklus i upravljanje toplinom

Vaš radni ciklus hidraulički agregat dramatično utječe na njegov dizajn. Jedinica koja radi 10 sekundi svaki sat drugačije je veličine od one koja neprekidno radi u tvornici.

• Povremeni rad: Manji spremnici i veća opterećenja motora mogu se tolerirati jer sustav ima vremena da se ohladi između ciklusa.
• Kontinuirana dužnost: Zahtijeva precizno dimenzioniranje izmjenjivača topline. Morate izračunati toplinsko opterećenje (otprilike 20-30% ulaznog HP-a) i osigurati hidraulički agregat može raspršiti tu energiju bez prekoračenja 140°F (60°C) .

Praktični popis za određivanje veličine HPU-a

Prije dovršetka kupnje ili izgradnje a hidraulički agregat , provjerite sljedeće okolišne i mehaničke čimbenike:

1. Temperatura okoline: Ekstremna hladnoća zahtijeva grijače; ekstremne vrućine zahtijevaju veće hladnjake.
2. Vrsta tekućine: Viskoznost utječe na učinkovitost pumpe i pokretački moment motora.
3. Napon i faza: Uvjerite se da je električni motor uključen hidraulički agregat odgovara opskrbi električnom energijom vašeg objekta (npr. 230V jednofazno u odnosu na 460V trofazno).
4. Filtriranje: Filtri veličine temeljeni na najosjetljivijoj komponenti (obično ventili).

Striktno slijedeći ove korake izračuna, osiguravate da vaš hidraulički agregat pruža pouzdanu, učinkovitu uslugu tijekom cijelog životnog vijeka bez nepotrebnih troškova energije ili mehaničkih kvarova.