Kuinka hydraulinen voimayksikkö toimii: täydellinen opas

Kuinka hydraulinen voimayksikkö toimii: lyhyt vastaus

A hydraulinen voimayksikkö (HPU) toimii käyttämällä sähkömoottoria tai polttomoottoria hydraulipumpun ohjaamiseen, joka imee nestettä säiliöstä ja paineistaa sen. Tämä paineistettu neste ohjataan sitten ohjausventtiilien kautta toimilaitteisiin - sylintereihin tai hydraulimoottoreihin -, jotka muuttavat nesteen energian mekaaniseksi voimaksi tai liikkeeksi. Kun neste on suorittanut työnsä, se palaa säiliöön, jossa se suodatetaan ja jäähdytetään ennen kuin sykli toistuu.

Tämä suljetun silmukan prosessi mahdollistaa sen, että kompakti yksikkö tuottaa valtavan voiman. Normaali teollinen HPU, joka toimii osoitteessa 3000 PSI (207 bar) voi tuottaa kymmeniä tuhansia kiloja työntö- tai vetovoimaa suhteellisen pienen sylinterin läpi, minkä vuoksi hydraulijärjestelmät ovat edelleen hallitseva valinta raskaissa laitteissa, valmistuspuristimissa, ilmailun maatuessa ja merisovelluksissa.

A.:n ydinkomponentit Hydraulinen voimayksikkö

Hydraulisen voimayksikön toiminnan ymmärtäminen alkaa siitä, että tiedät, mitä kukin pääkomponentti tekee. Jokainen HPU – 1 gallonan työpöytäyksiköstä 500 gallonan teollisuusvirtalähteeseen – sisältää samat perusrakennuspalikat.

Säiliö (hydraulisäiliö)

Säiliö varastoi hydraulinesteen syöttöä. Se ei ole vain passiivinen säiliö. Hyvin suunniteltu säiliö mahdollistaa mukana kulkeutuneen ilman poistumisen palautuvasta nesteestä, tarjoaa riittävästi pinta-alaa lämmön haihduttamiseksi ja käyttää sisäisiä ohjauslevyjä erottamaan paluulinja pumpun imuaukosta. Tämä erotus estää kuumaa, ilmastettua paluunestettä pääsemästä välittömästi takaisin pumppuun. Säiliön koon peukalosääntöjen mukaan nestetilavuus on yhtä suuri kuin kolmesta viiteen kertaa pumpun minuuttivirtausnopeus , vaikka korkean käyttöjakson järjestelmät vaativat usein enemmän.

Prime Mover (sähkömoottori tai moottori)

Voimakone tuottaa mekaanisen energian, joka käyttää pumppua. Teollisissa ja kiinteissä sovelluksissa a kolmivaiheinen AC-sähkömoottori on vakiona, tyypillisesti 1 hevosvoimasta pienten myymäläpuristimien yli 200 hevosvoimaan suuriin hydraulisiin puristuslinjoihin tai ruiskupuristuskoneisiin. Siirrettävät laitteet - kaivinkoneet, liukuohjaukset, nosturit - käyttävät ajoneuvon dieselmoottoria voimanlähteenä, jonka voimanotto (PTO) yhdistää sen hydraulipumppuun.

Hydraulipumppu

Pumppu on hydraulisen voimayksikön sydän. Se ei luo painetta - se luo virtauksen. Paine kehittyy vain, kun tämä virtaus kohtaa vastuksen (kuorman). Kolme pumpputyyppiä hallitsee:

• Hammaspyöräpumput: Yksinkertainen, edullinen ja likaa sietävä. Kiinteä siirtymä. Yleinen puunhalkaisukoneissa, kippiautoissa ja edullisissa tehoyksiköissä. Tyypillinen hyötysuhde: 80–85 %.
• Siipipumput: Hiljaisempi toiminta ja hyvä tilavuushyötysuhde. Käytetään työstökoneissa ja teollisuuslaitteissa, jotka vaativat tasaista, hiljaista suorituskykyä.
• Mäntäpumput: Korkeapainekyky (jopa 6 000 PSI ja enemmän), vaihtelevat syrjäytysvaihtoehdot ja korkea hyötysuhde (90–95 %). Vakiovalinta vaativiin sovelluksiin, kuten hydraulipuristimet, ruiskuvalu ja ilmailu.

Ohjausventtiilit

Ohjausventtiilit säätelevät, minne neste menee, kuinka nopeasti se liikkuu ja kuinka paljon painetta on sallittu. Kolme pääluokkaa ovat:

• Suuntasäätöventtiilit (DCV:t): Määritä, mikä toimilaitteen portti vastaanottaa paineistettua nestettä ja mikä palaa säiliöön. Solenoidikäyttöiset DCV:t mahdollistavat kauko- tai automaattisen ohjauksen.
• Paineensäätöventtiilit: Sisältää varoventtiilit (joka asettavat järjestelmän enimmäispainerajan), painetta alentavat venttiilit ja järjestysventtiilit. Varoventtiili on kriittinen turvalaite – ilman sitä tukkeutunut toimilaite voi nostaa painetta, kunnes jokin epäonnistuu katastrofaalisesti.
• Virtauksen säätöventtiilit: Säädä toimilaitteen nopeutta rajoittamalla tai mittaamalla nestevirtausta. Näin käyttäjät ohjaavat sylinterien ulos- ja sisäänvetonopeutta.

Toimilaitteet

Toimilaitteet ovat lähtölaitteita, jotka muuttavat hydraulinesteen tehon takaisin mekaaniseksi työksi. Hydraulisylinterit tuottaa lineaarista voimaa ja liikettä — sauvan pidentämistä tai sisäänvetämistä. Hydrauliset moottorit tuottaa pyörivää liikettä ja vääntömomenttia. Valinta riippuu täysin siitä, millaista liikettä sovellus vaatii.

Suodatusjärjestelmä

Likaantuminen on suurin syy hydraulikomponenttien vioittumiseen – toimialatutkimukset osoittavat johdonmukaisesti 70–80 % hydraulihäiriöistä nesteen saastumiseen. Suodattimet on sijoitettu imu- (suojatakseen pumppua), paine (suojatakseen alavirran osia) ja paluu (puhtaakseen nesteen ennen kuin se tulee takaisin säiliöön). Suodattimen arvot ilmaistaan ​​mikroneina; useimpien järjestelmien puhtaustason tavoite on ISO 4406 Class 16/14/11 tai parempi.

Lämmönvaihdin tai jäähdytin

Hydraulijärjestelmät tuottavat lämpöä – karkeasti 25–30 % syöttötehosta häviää tyypillisesti lämpönä vakiojärjestelmässä. Yli 82 °C:n lämpötilassa toimiva neste hajoaa nopeasti ja nopeuttaa tiivisteiden kulumista ja hapettumista. Ilmapuhallusjäähdyttimet tai vesijäähdytteiset lämmönvaihtimet pitävät nesteen lämpötilan tyypillisesti suositellulla käyttöalueella 100 °F - 140 °F (38 °C - 60 °C) .

Hydraulisen voimayksikön vaiheittainen käyttöjakso

Käyttösyklin erittely tekee selväksi, kuinka hydraulinen voimayksikkö toimii alusta loppuun:

1. Moottori käynnistyy, pumppu pyörii: Voimakone pyörittää pumppua. Pumpun sisäinen geometria – hammaspyörän hampaat, pyörivät männät tai liukuvat siivet – luo laajenevia ja supistuvia kammioita, jotka imevät nestettä säiliöstä imuputken kautta.
2. Nesteen paineet: Pumppu pakottaa nestettä painelinjaan virtausnopeudella, joka määräytyy pumpun tilavuuden ja kierrosluvun mukaan. Paine kasvaa, kun neste kohtaa vastuksen – kuorman painon, suljetun venttiilin tai toimilaitteen liikuttamiseen tarvittavan voiman.
3. Ylipaineventtiili ylläpitää järjestelmän rajaa: Jos paine ylittää varoventtiilin asetuksen (esim. 3 000 PSI), venttiili avautuu ja ohittaa ylimääräisen virtauksen takaisin säiliöön suojaten kaikkia komponentteja.
4. Suuntaventtiili ohjaa nestettä: Käyttö- tai ohjausjärjestelmä aktivoi solenoidin ja siirtää suuntaventtiiliä. Paineneste ohjataan sylinterin tai moottorin yhteen porttiin.
5. Toimilaitteen liikkeet: Männän alueelle vaikuttava nestepaine luo voimaa (voima = paine × pinta-ala). 4 tuuman sylinteri 2500 PSI:n paineella tuottaa noin 31 400 lbf työntövoimaa .
6. Paluuneste virtaa takaisin: Toimilaitteen vastakkaiselta puolelta syrjäytynyt neste kulkee takaisin suuntaventtiilin ja paluulinjan kautta säiliöön ja kulkee paluusuodattimen läpi.
7. Neste jäähdytetään ja suodatetaan: Säiliössä neste laskeutuu, vapauttaa mukana kulkeutunutta ilmaa ja jäähtyy. Sen jälkeen se on valmis vedettäväksi takaisin imulinjaan seuraavaa sykliä varten.

Hydraulisten voimayksiköiden tyypit ja niiden toimintaerot

Kaikki hydrauliset voimayksiköt eivät toimi samalla tavalla sisäisesti. Suunnitteluvalinnat vaikuttavat merkittävästi suorituskykyyn, tehokkuuteen ja sovellusten soveltuvuuteen.

Muuttuvan tilavuuden pumppujärjestelmät

Vaihtuvatilavuuksisessa HPU:ssa pumppu säätää automaattisesti ulostulovirtauksensa järjestelmän tarpeiden mukaan. Kun toimilaite pitää asennossaan eikä liikettä tarvita, pumppu laukeaa ja tuottaa vain tarpeeksi virtaa paineen ylläpitämiseksi. Tämä vähentää dramaattisesti lämmöntuottoa ja energiankulutusta verrattuna kiinteätilavuusjärjestelmiin, jotka ohittavat jatkuvasti ylimääräisen virtauksen varoventtiilin yli. Hyvin toteutetut muuttuvan syrjäytysjärjestelmän järjestelmät voivat vähentää energiankulutusta 30–50 % verrattuna vastaaviin kiinteän siirtymän malleihin.

Variable Speed Drive HPU:t

Pumpun iskutilavuuden muuttamisen sijaan VSD-hydraulivoimayksikkö muuttaa moottorin nopeutta taajuusmuuttajan (VFD) avulla. Kun kysyntä laskee, moottori hidastuu sen sijaan, että pumppu ohittaisi virtauksen. Nämä järjestelmät ovat yhä suositumpia nykyaikaisissa teollisuuslaitoksissa, koska ne vähentävät sekä energiakustannuksia että melutasoa – VSD-ohjattu HPU voi toimia tyhjäkäynnillä alle 65 dB(A) , verrattuna 75–80 dB(A) perinteiseen laitteeseen täydellä nopeudella.

Hydrauliikkaneste: Väliaine, joka saa kaiken toimimaan

Hydraulineste tekee paljon enemmän kuin siirtää painetta. Se voitelee jokaisen sisäisen pumpun ja moottorin komponentin, kuljettaa lämmön pois kitkakohdista, estää korroosiota ja tiivistää liikkuvien osien väliset välykset. Oikean nesteen valinta ja huolto on yhtä tärkeää kuin oikean pumpun valinta.

Viskositeetti ja sen vaikutus

Viskositeetti on nesteen tärkein yksittäinen ominaisuus hydraulijärjestelmässä. ISO VG 46 Mineraaliöljy on yleisin valinta normaaleissa lämpötiloissa toimiville teollisille HPU:ille. Liian alhainen viskositeetti lisää pumpun sisäistä vuotoa ja nopeuttaa kulumista. Liian korkea viskositeetti lisää vastusta, tuottaa enemmän lämpöä ja voi vaurioittaa pumppua kylmäkäynnistyksessä. Useimmat järjestelmät määrittävät viskositeettialueen 25–54 cSt käyttölämpötilassa .

Hydraulisissa voimayksiköissä käytetyt nestetyypit

• Mineraaliöljy: Vakiona useimpiin teollisuus- ja mobiilisovelluksiin. Hyvä voitelevuus, laajalti saatavilla, kustannustehokas. Ei sovellu kohteisiin, joissa palovaara on merkittävä.
• Palonkestävät nesteet (HFA, HFB, HFC, HFD): Vaaditaan terästehtaissa, painevalutoiminnoissa ja muissa korkeissa lämpötiloissa. Vesi-glykoli ja synteettiset esterityypit ovat yleisimpiä.
• Biohajoavat nesteet: Kasvisesteri- tai polyalkyleeniglykoli (PAG) -pohjainen. Valtuutettu ympäristön kannalta herkissä sovelluksissa – metsäkoneet, offshore-lautot, vesiväylien rakentaminen.
• Fosfaattiesterinesteet: Käytetään kaupallisissa ilmailun hydraulijärjestelmissä niiden erinomaisen palonkestävyyden ja vakauden vuoksi korkeissa käyttöpaineissa (jopa 3000 PSI lentokonejärjestelmissä).

Yleiset sovellukset, jotka perustuvat hydraulisiin voimayksiköihin

Syy, miksi hydraulisia voimayksiköitä käytetään niin monilla teollisuudenaloilla, on yksi keskeinen etu: mikään muu tekniikka ei tarjoa vastaavaa voimatiheyttä samoilla kustannuksilla . 10 hv:n hydraulinen voimayksikkö voi tuottaa yli 50 000 lbf voimaa vaatimattomalla sylinterillä. Sähköinen lineaarinen toimilaite, jolla on vastaava voimakapasiteetti, maksaisi useita kertoja enemmän ja vie paljon enemmän tilaa.

Teollinen valmistus

Hydrauliset puristuskoneet ovat metallin leimaamisen, takomisen ja muovauksen selkäranka. 500 tonnin hydraulipuristimessa käytetään HPU:ta, joka tuottaa 3 000–5 000 PSI:n virtauksen teräskomponenttien muodostamiseen tarvittavan tonnimäärän kehittämiseksi. Ruiskuvalukoneet käyttävät HPU:ita puristusvoiman luomiseen - yleensä 100-6000 tonnia — joka pitää muotin puolikkaat yhdessä muoviruiskutuksen aikana.

Rakennus- ja mobiililaitteet

Jokainen kaivinkone, puskutraktori ja nosturi luottaa hydrauliikkaan. Keskikokoisessa kaivukoneessa (20 tonnin luokka) on tyypillisesti HPU 50-80 gallonaa minuutissa 5 000 PSI:n jännitteellä puomi-, varsi-, kauha- ja kääntötoimintoihin samanaikaisesti. HPU:n kompakti paketti mahdollistaa kaiken tämän tehon pakamisen koneen kääntörunkoon.

Ilmailu ja puolustus

Kaupalliset lentokoneet käyttävät lentokoneessa olevia hydraulisia voimayksiköitä - joita usein kutsutaan hydraulisiksi voimanlähteiksi - ohjaamaan lennonohjauspintoja, laskutelineitä ja työntövoiman suunnanvaihtolaitteita. Boeing 737:n hydraulijärjestelmä toimii klo 3000 PSI ja käyttää kahta itsenäistä moottorikäyttöistä pumppujärjestelmää sekä sähköisiä varapumppuja. Sotilasajoneuvot käyttävät HPU:ita tornin pyörittämiseen, jousituksen tasaamiseen ja asejärjestelmän paikantamiseen.

Meri ja offshore

Laivojen ohjausjärjestelmät (hydrauliset mäntätyyppiset ohjauslaitteet), kansinosturit, ankkurituulettimet ja offshore-blowout-estojärjestelmät (BOP) käyttävät kaikki erityisiä HPU:ita. Merenalaiset BOP-ohjausjärjestelmät käyttävät HPU:ita, jotka voivat toimia 5000 PSI , jossa akkupankit varmistavat hätäsulkemisen, vaikka päävirtalähde katkeaisi.

Materiaalinkäsittely ja nosto

Telakkatasoittimet, saksinostimet, ajoneuvonostimet ja roska-autojen puristimet käyttävät pieniä ja keskisuuria HPU:ita. Kaksipylväinen autonostin, jonka nimellispaino on 10 000 paunaa, käyttää tyypillisesti a 2 HP, 2 gallonan HPU toimii 2 500–3 000 PSI:llä - osoittaa, kuinka vaatimaton yksikkö pystyy käsittelemään suuria kuormia, kun sylinterin mitoitus on oikea.

Paine, virtaus ja teho: Hydraulisen voiman taustalla oleva fysiikka

Käytännöllinen käsitys taustalla olevasta fysiikasta auttaa käyttäjiä ja insinöörejä mitoittamaan järjestelmät oikein ja diagnosoimaan ongelmia tehokkaasti.

Pascalin laki on perusperiaate: suljettuun nesteeseen kohdistettu paine välittyy tasaisesti kaikkiin suuntiin läpi nesteen. Tämä mahdollistaa sen, että pieni pumppu tuottaa valtavan voiman suurireikäisen sylinterin läpi – paine on sama pumpun ulostulossa ja sylinterin männän pinnassa, mutta voima kerrotaan suuremmalla alueella.

Tärkeimmät hydrauliset kaavat, jotka ohjaavat hydraulisen voimayksikön toimintaa:

• Voima (lbf) = paine (PSI) × pinta-ala (in²): 5 tuuman reikäinen sylinteri (ala = 19,6 tuumaa²) 3 000 PSI:llä tuottaa 58 800 lbf työntövoimaa.
• Virtaus (GPM) = siirtymä (in³/kierros) × RPM ÷ 231: Hammaspyöräpumppu, jonka iskutilavuus on 1,5 tuumaa³/kierros nopeudella 1 800 RPM, tuottaa noin 11,7 GPM.
• Hydrauliset hevosvoimat = paine (PSI) × virtaus (GPM) ÷ 1 714: Järjestelmä, joka toimii 3 000 PSI:llä ja 10 GPM:llä, vaatii noin 17,5 hydraulista hevosvoimaa. Tyypillisillä pumpun ja moottorin hyötysuhteilla todellinen moottorin veto on noin 20–22 hv.
• Sylinterin nopeus (in/min) = virtaus (in³/min) ÷ Pinta-ala (in²): Suurempi virtaus tarkoittaa nopeampaa toimilaitteen liikettä; suurempireikäiset sylinterit liikkuvat hitaammin samalla virtausnopeudella.

Yleisimmät hydraulikoneisto-ongelmat ja niiden syyt

Jopa hyvin suunniteltu HPU kehittää ongelmia ajan myötä. Oireiden ja perimmäisten syiden tunteminen nopeuttaa diagnoosia ja vähentää seisokkeja.

Ylikuumeneminen

Nesteen lämpötila ylittää 180°F (82°C) on yleisin toiminnallinen ongelma. Syitä ovat alimitoitettu jäähdytin, tukkeutuneet jäähdyttimen rivat, liiallinen sisäinen vuoto kuluneiden osien välillä (joka muuntaa paineenergian lämmöksi) tai liian korkealle asetettu ylipaineventtiili jatkuvaa käyttöä varten. Jokainen 18°F (10°C) nousu suositellun lämpötila-alueen yläpuolelle noin kaksinkertaistaa nesteen hapettumisnopeuden ja tiivisteen hajoamisen.

Hidas tai heikko toimilaitteen suorituskyky

Hidas sylinterin pidentyminen yhdistettynä normaaliin järjestelmäpaineeseen viittaa yleensä virtausongelmaan – kuluneeseen pumppuun, tukkeutuneeseen imusuodattimeen tai osittain suljettuun imusulkuventtiiliin. Heikko voima normaalissa virtauksessa viittaa riittämättömään paineeseen – tarkista varoventtiilin asetus ja etsi sylinterin sisäinen ohitus (kuluneet männän tiivisteet). Pumppu toimittaa alle 85 % sen nimellisvirtauksesta käyttöpaineessa on yleensä vaihdettava tai rakennettava uudelleen.

Liiallinen melu

Kavitaatio – kun pumppu ei saa riittävästi nestettä – tuottaa erottuvan huutavan tai jauhavan äänen. Se aiheuttaa nopean pumpun vaurioitumisen. Syitä ovat tukkeutunut imusuodatin, olosuhteisiin nähden liian korkea nesteen viskositeetti (etenkin kylmäkäynnistyksessä) tai liian pieni tai liian pitkä imuputki. Ilmastus, jonka aiheuttaa imupuolen löystyneiden liitosten kautta sisään tuleva ilma, tuottaa erilaisen äänen - enemmän vinkumista tai kolinaa - ja aiheuttaa toimilaitteen sienimäisen käyttäytymisen.

Ulkoinen vuoto

Hydrauliöljyvuodot ovat sekä huoltoongelma että turvallisuusriski. Tiivisteet kovettuvat ja halkeilevat joutuessaan alttiiksi kuumuudelle ja saastuneelle nesteelle. Korkeapaineinen hydraulineste, joka ruiskutetaan ihon läpi letkun neulanreiästä, on a lääketieteellinen hätätilanne — se voi aiheuttaa vakavaa kudostuhoa, vaikka alkuperäinen haava näyttää pieneltä. Säännöllinen letkun tarkastus ja vaihto aikataulun mukaan (yleensä 4–6 vuoden välein ulkonäöstä riippumatta) on vakiokäytäntö vastuullisissa huolto-ohjelmissa.

Paine ei kasva asetuspisteeseen

Jos järjestelmä ei saavuta paineasetustaan, ylipaineventtiili voi olla juuttunut auki, asetettu väärin tai kulunut. Toinen yleinen syy on pumpun sisäinen kuluminen, joka aiheuttaa liiallisen ohituksen. Tarkista järjestelmällisesti ensin varoventtiili – eristä se ja testaa pumpun ulostulopaine suoraan. Hyvän pumpun pitäisi helposti saavuttaa 110–120 % järjestelmän nimellispaineesta kuollutpäätestissä ennen kuin varoventtiili avautuu.

Hydraulivoimayksikön huolto: mikä todella pidentää käyttöikää

Oikein huollettu hydraulinen voimayksikkö pystyy toimittamaan 20 000 käyttötuntia säiliölle, venttiileille ja tärkeimmille rakenneosille. Puhtaissa järjestelmissä, joissa on hyvin huollettu neste, pumput saavuttavat rutiininomaisesti 10 000–15 000 tuntia. Laiminlyödyt järjestelmät voivat epäonnistua katastrofaalisesti 2 000 tunnin sisällä.

• Nesteen näytteenotto ja analyysi: Ota öljynäytteitä 500–1 000 tunnin välein ja toimita ne nesteanalyysilaboratorioon. Hiukkasmäärät, vesipitoisuus, viskositeetti ja kulumismetallipitoisuudet paljastavat ongelmat viikkoja tai kuukausia ennen kuin niistä tulee katastrofaalisia vikoja. Tämä on yksittäinen korkeimman sijoitetun pääoman tuottoprosenttia tuottava ylläpitokäytäntö.
• Suodattimen vaihto: Vaihda paluu- ja painesuodattimet valmistajan suositteleman välein tai kun paine-eron ilmaisimet osoittavat rajoitusta – kumpi tulee ensin. Älä koskaan ohita suodatinta vaihtovälien pidentämiseksi.
• Tuulettimen huolto: Säiliön huohotin estää ilmakehän pölyn pääsyn säiliöön nestetason muuttuessa. Tukkeutunut tuuletin voi itse asiassa kavitoida pumpun luomalla tyhjiön säiliöön. Vaihda huohottimet joka toisen öljynvaihdon yhteydessä.
• Nesteen vaihtovälit: Tyypillisessä teollisuushuollossa mineraaliöljyllä täydellinen nesteenvaihto 2 000–4 000 tunnin välein on kohtuullinen lähtökohta. Korkean lämpötilan tai erittäin kontaminoituneet ympäristöt vaativat useammin muutoksia. Anna nesteanalyysitietojen ohjata aikataulua kiinteiden kalenterivälien sijaan.
• Silmämääräinen tarkastusrutiini: Viikoittaisiin tarkastuksiin tulee sisältyä nesteen taso, lämpötilamittari, suodattimen rajoitinosoittimet ja kaikkien ulkoisten liittimien ja letkujen visuaalinen skannaus nesteen vuotamisen varalta. Itkevän liittimen varhainen kiinniotto estää letkun rikkoutumisen ja koko järjestelmän saastumisen.

Hydraulisen voimayksikön mitoitus sovellukseesi

Oikea HPU-mitoitus edellyttää neljän toisiinsa yhdistetyn parametrin läpiviemistä: vaadittu voima, vaadittu nopeus, toimintajakso ja käyttöpaine. Näiden väliin jääminen johtaa joko alimittaiseen yksikköön, joka ei voi saavuttaa suorituskykytavoitteita, tai ylikokoiseen, joka tuhlaa pääomaa ja energiaa.

Vaihe 1: Määritä vaadittu voima ja valitse käyttöpaine

Aloita suurimmasta kuormituksesta, jonka toimilaitteen on kestettävä. Lisää 25 % kitkaa ja vastapainehäviöitä varten. Valitse työpaine – tyypillisesti 1500–3000 PSI yleisiin teollisuustöihin – ja laske tarvittava sylinterin reikä: Pinta-ala = Voima ÷ Paine . Korkeampi työpaine mahdollistaa pienemmät sylinterit ja kevyemmät rakenteet, mutta vaatii parempaa tiivistystä ja tiukempaa suodatusta.

Vaihe 2: Määritä vaadittu virtausnopeus

Vaadittu virtaus (GPM) = sylinterin pinta-ala (in²) × vaadittu nopeus (tuumaa/min) ÷ 231. Jos sylinterin on ulotuttava 12 tuumaa 4 sekunnissa (180 tuumaa/min) 3 tuuman reiällä (ala = 7,07 tuumaa²), vaadittu virtaus on noin 5,5 GPM . Lisää 10–15 % venttiilihäviöitä ja sisäisiä vuotoja varten.

Vaihe 3: Laske moottorin hevosvoimat

HP = (PSI × GPM) ÷ (1 714 × kokonaishyötysuhde). 2500 PSI:n, 5,5 GPM:n ja 85 %:n hyötysuhteen järjestelmässä vaadittu moottorin hv on noin 9,4 hv . Pyöristä seuraavaan vakiomoottorin runkokokoon – tässä tapauksessa 10 hv:n moottoriin.

Vaihe 4: Kokoa säiliö ja jäähdytin käyttöjaksoa varten

Jatkuvasti täydellä kuormituksella toimiva kone tarvitsee suuremman säiliön ja suuremman jäähdytyskapasiteetin kuin yksi kierros 20 % ajasta pitkillä joutojaksoilla. Jatkuvaa käyttöä varten mittaa säiliön koko viisi kertaa pumpun minuuttivirtaus ja sisältää aktiivisen jäähdyttimen, joka on suunniteltu hylkäämään vähintään 25 % syöttötehosta lämmönä.