Jak wybrać odpowiedni Pompa hydrauliczna I Silnik elektryczny dla Twojego systemu

Dopasowanie pompy hydrauliczne I silniki jest niezwykle krytyczny w układach hydraulicznych. Doskonały układ hydrauliczny zależy od wydajnej i stabilnej kombinacji pompy hydraulicznej i silnika. 

Przy prawidłowej konfiguracji pomp i silników hydraulicznych należy dokładnie rozważyć szereg czynników. 

Główna formuła 

Proces selekcji obejmuje określenie specyfikacji pompy hydraulicznej i obliczenie mocy silnika na podstawie ciśnienia roboczego i natężenia przepływu, 

zgodnie ze wzorem

 P = (p × Q) / 60, 

gdzie P oznacza moc silnika (kW), p jest ciśnieniem roboczym pompy hydraulicznej (MPa), a Q jest natężeniem przepływu wyjściowego pompy hydraulicznej (L/min). Proces ten jest zademonstrowany w poniższym przykładzie.

Przykładowa analiza: 

Wiadomo, że wydajność pompy hydraulicznej wynosi 136 ml/obr., prędkość obrotowa silnika 970 obr./min, maksymalne ciśnienie robocze układu wynosi 12 MPa. Obliczamy przepływ wyjściowy pompy hydraulicznej i wymaganą moc silnika.

1. Oblicz wydajność przepływu wyjściowego pompy hydraulicznej:Wydajność pompy Q = Wydajność q × Prędkość n = 136 ml/obr. × 970 obr./min = 131920 ml/min = 131,92 l/min.
2. Oblicz moc potrzebną układowi: Najpierw oblicz moc teoretyczną N = (p × Q) / 60 = (12 MPa × 131,92 l/min) / 60 ≈ 26,38 kW na podstawie maksymalnego ciśnienia roboczego układu i wydajności wyjściowej pompy.
3. W praktyce, biorąc pod uwagę wydajność pracy pompy hydraulicznej (zwykle między 70% a 85%), należy wybrać silnik nieco większy, aby zapewnić stabilną pracę układu przy pełnym obciążeniu. Przyjmując współczynnik bezpieczeństwa 1,15, wymagana moc silnika ND = 26,38 kW × 1,15 ≈ 30,33 kW.
4. Wybór silnika: Zgodnie z obliczeniami wybierany jest silnik o mocy zbliżonej do 30,33 kW, a bardziej odpowiednim wyborem jest silnik o mocy 30 kW. Dokonując faktycznego wyboru, należy również zapoznać się z instrukcją obsługi silnika, aby upewnić się, że moc znamionowa, prędkość, napięcie i inne parametry silnika spełniają wymagania systemowe.

Punkty uwagi w obliczeniach

1. Obliczenia powinny być oparte na rzeczywistej pracy przepływu i ciśnienia w układzie hydraulicznym, aby zapewnić dobór silnika jak najbardziej dostosowany do rzeczywistych warunków pracy. Dzięki temu uniknie się zbyt dużych strat energii lub zbyt małych, aby nie wpłynęły na wydajność układu.
2. Inna formuła, P = Q × p / 612, jest również poprawny, należy jednak pamiętać, że jednostką ciśnienia w tym wzorze jest kgf/cm². Podczas przeliczania 1 MPa ≈ 10,197 kgf/cm² należy przed obliczeniami upewnić się, że jednostki są takie same. Wynik będzie podobny do poprzedniego wzoru, ale będzie wymagał dostosowania do różnych jednostek ciśnienia.

Jak obliczyć ciśnienie w cylindrze hydraulicznym: siłę ciągu i naprężenie?

Główna formuła

Wzór na siłę: F = PS (P: ciśnienie; S: obszar poddawany ciśnieniu)

Z powyższego wzoru wynika, że siła generowana jest różna ze względu na różną powierzchnię cylindra poddaną ciśnieniu podczas pchania i ciągnięcia, tj.:

Siła pchająca F1 = P×π(D/2)² = P×π/4*D²

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

(φD: średnica cylindra; d: średnica tłoczyska)

W zastosowaniach praktycznych konieczne jest również dodanie współczynnika obciążenia β. Ponieważ siła generowana przez cylinder nie będzie używana 100% do pchania lub ciągnięcia, β jest często wybierane jako 0,8, więc wzór wygląda następująco:

Siła pchająca F1 = 0,8 x P x π/4 x D²

Siła ciągnąca  F2 = 0,8×P×π/4×(D²-d²)

Z powyższego wzoru możemy wywnioskować, że znając średnicę wewnętrzną cylindra φD, średnicę tłoka φd i ciśnienie P (które jest na ogół stałe), możemy obliczyć siłę, jaką może wytworzyć ten typ cylindra.

Przykładowa analiza: 

Standardowy cylinder hydrauliczny o powszechnie stosowanej kolumnie P wytrzymuje ciśnienie do 140 kgf/cm2.

 Założenia: średnica otworu cylindra D = 100 mm, średnica pręta roboczego D = 56 mm. Należy pamiętać, że średnicę w obliczeniu jednostkowym należy zmniejszyć do cm.

 Następnie: 

 Ciąg F1 = P×πD²/4×0,8 = 140×π×10²/4×0,8 ≈ 8796(kgf); 

 Rozciągnięcie F2 = P×π(D²-d²)/4×0,8 = 140×π(10²-5,6²)×0,8 ≈ 6037(kgf)

Tabele danych do szybkiego odniesienia

 Poniższa tabela przedstawia ciśnienia robocze w zależności od średnicy cylindra