كيفية اختيار المناسب مضخة هيدروليكية و محرك كهربائي لنظامك

مطابقة المضخات الهيدروليكية و المحركات يُعدّ هذا النظام بالغ الأهمية في الأنظمة الهيدروليكية. يعتمد النظام الهيدروليكي الممتاز على كفاءة واستقرار مضخة هيدروليكية ومحرك. 

عند تكوين المضخات والمحركات الهيدروليكية بشكل صحيح، هناك عدد من العوامل التي يجب مراعاتها بعناية. 

الصيغة الرئيسية 

تتضمن عملية الاختيار تحديد مواصفات المضخة الهيدروليكية وحساب قوة المحرك بناءً على ضغط العمل ومعدل التدفق، 

باتباع الصيغة

 ص = (ص × س) / 60, 

حيث P تمثل قدرة المحرك (كيلوواط)، وp هو ضغط تشغيل المضخة الهيدروليكية (ميجا باسكال)، وQ هو معدل تدفق المضخة الهيدروليكية (لتر/دقيقة). يوضح المثال التالي هذه العملية.

مثال على التحليل: 

من المعروف أن إزاحة المضخة الهيدروليكية تبلغ 136 مل/لفة، وسرعة المحرك 970 دورة/دقيقة، وأقصى ضغط تشغيل للنظام هو 12 ميجا باسكال. نحسب تدفق مخرج المضخة الهيدروليكية وقوة المحرك المطلوبة.

1. احسب معدل تدفق المخرج للمضخة الهيدروليكية:معدل تدفق خرج المضخة Q = الإزاحة q × السرعة n = 136 مل/دورة × 970 دورة/دقيقة = 131920 مل/دقيقة = 131.92 لتر/دقيقة.
2. حساب القدرة المطلوبة للنظام: أولاً، احسب القدرة النظرية N = (p × Q) / 60 = (12 ميجا باسكال × 131.92 لتر/دقيقة) / 60 ≈ 26.38 كيلو واط بناءً على أقصى ضغط عمل للنظام ومعدل تدفق مخرج المضخة.
3. عمليًا، بالنظر إلى كفاءة تشغيل المضخة الهيدروليكية (عادةً ما تتراوح بين 70% و85%)، ينبغي اختيار محرك أكبر قليلًا لضمان استقرار تشغيل النظام عند الحمل الكامل. بافتراض عامل أمان قدره 1.15، تكون قوة المحرك المطلوبة ND = 26.38 كيلوواط × 1.15 ≈ 30.33 كيلوواط.
4. اختيار المحرك: بناءً على الحسابات، يتم اختيار محرك بقدرة قريبة من 30.33 كيلوواط، ويُعدّ محرك 30 كيلوواط الخيار الأنسب. للاختيار الدقيق، يُرجى مراجعة دليل المحرك للتأكد من أن الطاقة المقدرة والسرعة والجهد والمعلمات الأخرى للمحرك تُلبي متطلبات النظام.

نقاط الاهتمام في الحساب

1. في الحساب، ينبغي أن يكون على أساس العمل الفعلي لتدفق النظام الهيدروليكي والضغط، لضمان أن يكون اختيار المحرك قريبًا من ظروف العمل الفعلية، من أجل تجنب إهدار كبير جدًا للطاقة أو صغير جدًا بحيث يؤثر على أداء النظام.
2. صيغة أخرى، P = Q × p / 612، يعتبر هذا صحيحًا أيضًا، ولكن لاحظ أن وحدة الضغط في هذه الصيغة هي كجم/سم². عند التحويل، 1 ميجا باسكال ≈ 10.197 كجم/سم²، تأكد من أن الوحدات هي نفسها قبل الحساب، وستكون النتيجة مماثلة للصيغة السابقة، ولكن يجب تعديلها لتتناسب مع وحدات الضغط المختلفة.

كيفية حساب ضغط الأسطوانة الهيدروليكية: الدفع والشد؟

الصيغة الرئيسية

صيغة القوة: ف = ب س (P: الضغط؛ S: المساحة المضغوطة)

ومن الصيغة أعلاه، يمكن ملاحظة أن القوة المتولدة تختلف بسبب اختلاف مساحة الضغط للأسطوانة عند الدفع والسحب، أي:

قوة الدفع F1 = P×π(D/2)² = P×π/4*D²

قوة السحب F2 = P×π[(D/2)²-(d/2)²] = P×π/4* (D²-d²)

(φD: قطر الأسطوانة؛ d: قطر قضيب المكبس)

في التطبيقات العملية، من الضروري أيضًا إضافة معدل تحميل β. ولأن القوة المولدة من الأسطوانة لن تُستخدم 100% للدفع أو السحب، فغالبًا ما يُختار β عند 0.8، فتصبح الصيغة:

قوة الدفع F1 = 0.8 × P × π/4 × D²

قوة السحب  F2 = 0.8×P×π/4×(D²-d²)

ومن الصيغة أعلاه، يمكننا أن نرى أنه طالما أننا نعرف القطر الداخلي للأسطوانة φD وقطر المكبس φd والضغط P (عادةً ما يكون ثابتًا)، فيمكننا حساب القوة التي يمكن أن يولدها هذا النوع من الأسطوانات.

مثال على التحليل: 

يمكن للأسطوانة الهيدروليكية العمودية القياسية المستخدمة بشكل شائع أن تتحمل ضغطًا يصل إلى 140 كجم / سم 2.

 الافتراضات: قطر الأسطوانة D = 100 مم، قطر القضيب الحي d = 56 مم. لاحظ أن قطر حساب الوحدة يحتاج إلى تقليله إلى سم.

 ثم: 

 الدفع F1 = P×πD²/4×0.8 = 140×π×10²/4×0.8 ≈ 8796(كجم قوة)؛ 

 التوتر F2 = P×π(D²-d²)/4×0.8 = 140×π(10²-5.6²)×0.8 ≈ 6037(kgf)

جداول البيانات للرجوع إليها بسرعة

 يوضح الجدول التالي ضغوط التشغيل وفقًا لقطر الأسطوانة