Jak dimenzovat hydraulickou jednotku?

Základní náležitosti dimenzování hydraulické pohonné jednotky

Pro správnou velikost a hydraulická pohonná jednotka (HPU), musíte nejprve definovat požadavky na mechanický výstup vaší aplikace. Tento proces není o výběru generického motoru; jde o přesnou sekvenci stanovení požadované síly, rychlosti provozu az toho vyplývajících nároků na průtok a tlak. Základní odpověď spočívá ve třech primárních výpočtech: Provozní tlak (PSI/Bar) , Průtok (GPM/LPM) a Vstupní výkon (HP/kW) .

Nesoulad hydraulická pohonná jednotka vede buď k extrémnímu plýtvání energií a generování tepla (pokud je předimenzován), nebo k selhání při dokončení mechanického úkolu (pokud je poddimenzován). Cílem je vyrovnat výkon hydraulického čerpadla, kapacitu nádrže a sílu elektromotoru nebo motoru.

Krok 1: Stanovení požadavků na sílu a tlak

Tlak generovaný hydraulická pohonná jednotka je přímým důsledkem zátěžového odporu. Tlak si nezvolíte svévolně; vypočítáte jej na základě plochy povrchu vašeho aktuátoru (válce nebo motoru).

Formule síly válce

Pro výpočet požadovaného tlaku použijte vzorec: Tlak = síla / plocha . Pokud například potřebujete hydraulický válec k tlačení a Náklad 20 000 liber a používáte válec s a 4palcový vývrt (plocha = 12,57 čtverečních palců), požadovaný tlak je přibližně 1 591 PSI . Obvykle byste měli přidat a 10-20% bezpečnostní rezerva zohlednit tření a ztráty vedení, což znamená vaše hydraulická pohonná jednotka by měl být schopen minimálně 2000 PSI .

• Identifikujte maximální zatížení, na které systém narazí.
• Určete velikost vrtání hydraulických válců.
• Počítejte s „odtrhávací“ silou, která je často vyšší než pohybová síla.

Krok 2: Výpočet průtoku pro požadovanou rychlost

Průtok, měřený v galonech za minutu (GPM) nebo litrech za minutu (LPM), určuje, jak rychle se váš stroj pohybuje. The hydraulická pohonná jednotka musí do válce přesunout určitý objem oleje, aby se prodloužil po určitou dobu.

Příklad: Pokud je to stejné 4palcový vývrt cylinder má a 24palcový zdvih a musí se protáhnout dovnitř 5 sekund , musíte nejprve vypočítat objem. Hlasitost je zhruba 1,3 galonu . Chcete-li přesunout 1,3 galonu za 5 sekund, hydraulická pohonná jednotka potřebuje čerpadlo schopné zhruba 15,6 GPM .

Krok 3: Výpočet výkonu elektromotoru

Jakmile určíte tlak a průtok, můžete vypočítat požadovaný příkon pro hydraulická pohonná jednotka . Standardním pravidlem je pravidlo „1 HP za 1 GPM při 1500 PSI“, ale pro efektivitu je nutný přesnější výpočet.

Použijte vzorec: HP = (GPM × PSI) / (1714 × účinnost) . Většina hydraulických čerpadel má účinnost mezi 0,85 a 0,90 . Pokud to váš systém vyžaduje 10 GPM při 2 500 PSI , výpočet by byl (10 × 2500) / (1714 × 0,85), což by vedlo k požadavku zhruba 17,16 HP . V tomto případě byste zvolili standard 20HP motor pro vaše hydraulická pohonná jednotka .

Krok 4: Dimenzování hydraulického zásobníku (olejové nádrže)

Nádrž je kritickou součástí hydraulická pohonná jednotka což je často přehlíženo. Musí být dostatečně velká, aby umožňovala tepelnou expanzi, chlazení a usazování nečistot.

Pravidlo 3 ku 1

Ve standardních průmyslových aplikacích by měl zásobník pojmout trojnásobek výkonu GPM čerpadla . Pokud váš hydraulická pohonná jednotka využívá a 10 GPM čerpadlo , nádrž by měla ideálně držet 30 galonů tekutiny. Tím je zajištěno, že olej stráví dostatek času „v klidu“, aby odvedl teplo, než je nasáván zpět do čerpadla.

Pokud je však omezený prostor nebo je pracovní cyklus přerušovaný, můžete použít a Poměr 1:1 nebo 2:1 , pokud přidáte chladič oleje k řízení teploty. Nadměrné teplo je hlavním zabijákem hydraulických těsnění a životnosti kapaliny.

Krok 5: Provozní cyklus a řízení tepla

Váš pracovní cyklus hydraulická pohonná jednotka výrazně ovlivňuje jeho design. Jednotka, která běží každou hodinu 10 sekund, má jinou velikost než jednotka, která běží nepřetržitě v továrně.

• Přerušovaná služba: Menší nádrže a vyšší zatížení motoru lze tolerovat, protože systém má čas na vychladnutí mezi cykly.
• Nepřetržitý provoz: Vyžaduje přesné dimenzování výměníků tepla. Musíte vypočítat tepelnou zátěží (zhruba 20-30 % vstupního HP) a zajistěte hydraulická pohonná jednotka může tuto energii rozptýlit bez překročení 140 °F (60 °C) .

Praktický kontrolní seznam pro dimenzování HPU

Před dokončením nákupu nebo sestavení a hydraulická pohonná jednotka , ověřte následující faktory prostředí a mechanické faktory:

1. Okolní teplota: Extrémní zima vyžaduje ohřívače; extrémní horko vyžaduje větší chladiče.
2. Typ kapaliny: Viskozita ovlivňuje účinnost čerpadla a rozběhový moment motoru.
3. Napětí a fáze: Ujistěte se, že elektromotor je na hydraulická pohonná jednotka odpovídá napájecímu zdroji vašeho zařízení (např. 230V jednofázové vs. 460V třífázové).
4. Filtrace: Velikost filtrů na základě nejcitlivější součásti (obvykle ventily).

Přísným dodržováním těchto kroků výpočtu zajistíte, že vaše hydraulická pohonná jednotka poskytuje spolehlivou a efektivní službu po celou dobu své životnosti bez zbytečných nákladů na energii nebo mechanických poruch.