Kuinka mitoittaa hydraulinen voimayksikkö?

Hydraulisen voimayksikön koon mitoituksen perusasiat

Oikean kokoiseksi a hydraulinen voimayksikkö (HPU), sinun on ensin määritettävä sovelluksesi mekaaniset tehovaatimukset. Prosessi ei tarkoita yleisen moottorin valitsemista; se on tarkka sarja, jossa määritetään tarvittava voima, toimintanopeus ja niistä aiheutuvat virtaus- ja painevaatimukset. Perusvastaus löytyy kolmesta ensisijaisesta laskelmasta: Käyttöpaine (PSI/bar) , Virtausnopeus (GPM/LPM) , ja Syöttö hevosvoimat (HP/kW) .

Yhteensopimaton hydraulinen voimayksikkö johtaa joko äärimmäiseen energiahukkaan ja lämmöntuotantoon (jos se on ylimitoitettu) tai mekaanisen tehtävän epäonnistumiseen (jos se on liian suuri). Tavoitteena on tasapainottaa hydraulipumpun suorituskyky, säiliön kapasiteetti ja sähkömoottorin tai moottorin vahvuus.

Vaihe 1: Voima- ja painevaatimusten määrittäminen

Paine, joka syntyy hydraulinen voimayksikkö on suora seuraus kuormituskestävyydestä. Et valitse painetta mielivaltaisesti; lasket sen toimilaitteen (sylinterin tai moottorin) pinta-alan perusteella.

Sylinterivoiman kaava

Laske tarvittava paine käyttämällä kaavaa: Paine = voima / pinta-ala . Jos esimerkiksi tarvitset hydraulisylinterin työntämään a 20 000 punnan kuorma ja käytät sylinteriä, jossa on a 4 tuuman reikä (pinta-ala = 12,57 neliötuumaa), vaadittu paine on noin 1 591 PSI . Sinun tulisi yleensä lisätä a 10-20% turvamarginaali ottaa huomioon kitka- ja linjahäviöt, mikä tarkoittaa sinun hydraulinen voimayksikkö pitäisi pystyä ainakin 2000 PSI .

• Tunnista järjestelmän kohtaama enimmäiskuorma.
• Määritä hydraulisylinterien reiän koko.
• Ota huomioon "irrotusvoima", joka on usein suurempi kuin liikkuva voima.

Vaihe 2: Virtausnopeuden laskeminen halutulle nopeudelle

Virtausnopeus, mitattuna galloneina minuutissa (GPM) tai litroina minuutissa (LPM), sanelee, kuinka nopeasti koneesi liikkuu. The hydraulinen voimayksikkö täytyy siirtää tietty määrä öljyä sylinteriin, jotta se jatkuu tietyn ajan.

Esimerkki: Jos sama 4 tuuman reikä cylinder on a 24 tuuman veto ja pitää ulottua sisään 5 sekuntia , sinun on ensin laskettava tilavuus. Äänenvoimakkuus on suunnilleen 1,3 gallonaa . Jos haluat siirtää 1,3 gallonaa 5 sekunnissa, hydraulinen voimayksikkö tarvitsee suunnilleen pystyvän pumpun 15,6 GPM .

Vaihe 3: Sähkömoottorin hevosvoiman laskeminen

Kun olet määrittänyt paineen ja virtauksen, voit laskea tarvittavan syöttötehon hydraulinen voimayksikkö . Vakio nyrkkisääntö on "1 HP 1 GPM 1500 PSI:llä" -sääntö, mutta tarkempi laskelma on tarpeen tehokkuuden vuoksi.

Käytä kaavaa: HP = (GPM × PSI) / (1714 × tehokkuus) . Useimpien hydraulipumppujen hyötysuhde on välillä 0,85 ja 0,90 . Jos järjestelmäsi vaatii 10 GPM 2500 PSI:llä , laskelma olisi (10 × 2500) / (1714 × 0,85), mikä johtaisi vaatimukseen noin 17,16 hv . Tässä tapauksessa sinun pitäisi valita standardi 20 hv moottori sinun puolestasi hydraulinen voimayksikkö .

Vaihe 4: Hydraulisäiliön (öljysäiliön) mitoitus

Säiliö on kriittinen komponentti hydraulinen voimayksikkö joka jää usein huomiotta. Sen on oltava riittävän suuri, jotta se sallii lämpölaajenemisen, jäähtymisen ja epäpuhtauksien laskeutumisen.

3-1-sääntö

Tavallisissa teollisissa sovelluksissa säiliön tulee kestää kolme kertaa pumpun GPM-teho . Jos sinun hydraulinen voimayksikkö käyttää a 10 GPM pumppu , säiliön pitäisi ihanteellisesti kestää 30 gallonaa nestettä. Tämä varmistaa, että öljy viettää tarpeeksi aikaa "levossa" haihduttaakseen lämpöä ennen kuin se imetään takaisin pumppuun.

Jos tilaa on kuitenkin rajoitetusti tai käyttöjakso on ajoittainen, voit käyttää a 1-1- tai 2-1-suhde , jos lisäät öljynjäähdytin lämpötilan hallintaan. Liiallinen lämpö on hydraulisten tiivisteiden ja nesteen pitkäikäisyyden ensisijainen tappaja.

Vaihe 5: Käyttöjakso ja lämmönhallinta

Sinun käyttömääräsi hydraulinen voimayksikkö vaikuttaa dramaattisesti sen suunnitteluun. Yksikkö, joka käy 10 sekuntia joka tunti, on erikokoinen kuin tehtaan kerroksessa jatkuvatoiminen.

• Ajoittainen työ: Pienemmät säiliöt ja suurempi moottorikuormitus voidaan sietää, koska järjestelmä ehtii jäähtyä jaksojen välillä.
• Jatkuva työ: Edellyttää lämmönvaihtimien tarkkaa mitoitusta. Sinun on laskettava lämpökuorma (noin 20-30 % syöttötehosta) ja varmista hydraulinen voimayksikkö voi haihduttaa tämän energian ylittämättä 140°F (60°C) .

Käytännön tarkistuslista HPU-koon mitoitukseen

Ennen kuin päätät ostaa tai rakentaa a hydraulinen voimayksikkö , tarkista seuraavat ympäristö- ja mekaaniset tekijät:

1. Ympäristön lämpötila: Äärimmäinen kylmä vaatii lämmittimiä; äärimmäinen kuumuus vaatii suurempia jäähdyttimiä.
2. Nesteen tyyppi: Viskositeetti vaikuttaa pumpun tehokkuuteen ja moottorin käynnistysmomenttiin.
3. Jännite ja vaihe: Varmista, että sähkömoottori on päällä hydraulinen voimayksikkö sopii laitoksesi virtalähteeseen (esim. 230 V yksivaiheinen vs. 460 V kolmivaiheinen).
4. Suodatus: Suodattimien koko perustuu herkimpään komponenttiin (yleensä venttiileihin).

Noudattamalla tarkasti näitä laskentavaiheita varmistat, että hydraulinen voimayksikkö tarjoaa luotettavaa ja tehokasta palvelua koko elinkaarensa ajan ilman tarpeettomia energiakustannuksia tai mekaanisia vikoja.