Moment zrychlení hydraulického motoru: setrvačnost a doba rozběhu

Moment zrychlení hydraulického motoru následuje Ta = Jα : setrvačnost vztažená na hřídel násobená úhlovým zrychlením. Přidejte odporový procesní moment pro požadavek na urychlovací hřídel. Níže uvedený příklad začíná s předpokládaným procesním zatížením 8 N·m a vypočítává, co k tomu přidá jednosekundový start, než se zkontroluje napájení a zastavení.

Výpočty zde vytvářejí jeden hypotetický příklad přímého pohonu od pohybu hřídele po hydraulický požadavek. Jsou to screeningové výpočty s předpokládanou účinností a ideální rychlostní rampou. Nepředstavují test BLINCE, standardní specifikaci motoru nebo nastavení pojistného ventilu. Konečný výběr vyžaduje data nabízeného motoru a skutečné požadavky na pohyb stroje.

Zadejte požadovaný pohyb do specifikace

Nakreslete zrychlení, ustálenou práci, zpomalení a prodlevu s procesním zatížením vespod. Na mixéru, který může na začátku obsahovat usazený materiál; na indexovacím stole zatížený přípravek. Ventilátor potřebuje svůj odpor při změně rychlosti. Výpočet zde záměrně používá konstantní odpor, aby byla inerciální část vidět samostatně.

Označte, kde hodiny začínají a kde končí. Časové razítko příkazu ventilu zahrnuje zpoždění odezvy, které časování prvního pohybu vynechává. Koncem může být první příjezd na cílové otáčky nebo usazení v požadované toleranci. Aplikujte zvolenou definici na požadavek, nabídku a záznam o testu.

Rovnice setrvačnosti využívá skutečnou změnu rychlosti hřídele. Zadaný profil musí ještě projít ventilem, olejovým okruhem a zátěží, než se začne pohybovat. Nárůst tlaku, dodržování předpisů a dodávka toku jej mohou přetvořit. Zachovejte rychlostní stopu při kontrole stávajícího stroje; jeho nahrazením nastavením regulátoru zahodí část důkazů.

Pokud stávající disk běží správnou rychlostí, ale spouští se příliš pomalu, před výběrem náhrady zachovejte jeho průběh spouštění. BLINCE's Průvodce výpočtem točivého momentu motoru pokrývá vztah mezi tlakem a kroutícím momentem. Dalším úkolem je zde stanovit točivý moment požadovaný změnou rychlosti.

Zjistěte setrvačnost na hřídeli motoru

Údaj setrvačnosti potřebuje osu rotace a jednotku kg·m². Poznámka: '30 kg rotor' je neúplná: posunutím této hmoty dále od osy se změní točivý moment potřebný k jejímu urychlení. Točivý moment hřídele je samostatná veličina vyjádřená v N·m.

Pro srovnání geometrie vezměte dva hypotetické 30 kg díly s vnějším poloměrem 0,20 m:

Prstenec v tomto srovnání má dvojnásobnou potřebu zrychlení, ačkoli obě části mají stejnou hmotnost. Před použitím jakékoli vazby vyberte geometrii, která představuje skutečnou součást.

Zachovejte seznam dílů CAD, hustoty a osu s výsledkem setrvačnosti sestavy. Zkontrolujte, zda obsahuje náboj, ráfek, lopatky, nářadí a nesený materiál. Údaj pro holý rotor ponechává započítat jakoukoli přidanou spojku nebo přípravek.

Ilustrace válce specifické pro osu v referenční rozměry motoru Oriental Motor . Pro tento mechanický krok jsou užitečné Reference také odděluje zatěžovací moment od momentu zrychlení. Jmenovité hodnoty elektromotoru zůstávají mimo výběr hydrauliky.

Do výpočtu patří i nejistota v zatížení materiálu. Rotor s částečně naplněnou nádobou nebo výměnným nástrojem může mít několik věrohodných případů setrvačnosti. Uveďte nejlehčí a nejtěžší zamýšlené konfigurace s jejich procesním zatížením. Motor vybraný z prázdného přípravku může splnit testy uvedení do provozu a pak selhat při zrychlení normálního výrobního zatížení.

Pracujte s jednosekundovým zrychlením

Pro hlavní hypotetický příklad předpokládejme přímý pohon s:

Toto 0,60 kg·m² je předpokládaný součet pro příklad hlavního pohonu. Dřívější disk byl samostatnou ilustrací geometrie a znovu se nepřidává.

Výpočet používá radiány pro úhlový pohyb. Každý řádek obsahuje následující:

Vztahy jsou uvedeny ve formě SI v Hydraulické vzorce Tokia Keiki, Dodatek 1-5 . Tento výpočet používá setrvačnost hmoty v kg·m² po celou dobu. Převod hodnoty efektu setrvačníku z jiné konvence by nejprve vyžadoval její definici a jednotky.

Výpočet nemá žádnou přidanou návrhovou rezervu. Jeho otevřenými položkami jsou odolnost proti odtržení, nejistota zatížení, skutečný tvar rampy a limity součástí. Identifikujte je vedle výsledku. Nevysvětlené procento nemůže říci recenzentovi, který chybějící stav měl pokrýt.

Podívejte se, co znamená změna času rampy

Použijte stejnou setrvačnost, cílové otáčky a konstantní odpor k porovnání čtyř možných lineárních startů:

Delší rampa může ze stávajícího posunutí udělat věrohodnějšího kandidáta. Cenou je čas v cyklu stroje a možná i více procesní práce při zrychlování hřídele. O tom, zda je tento obchod přijatelný, rozhoduje výrobní požadavek. Prodloužení rampy není dostupné, když jiná funkce stroje závisí na dosažení rychlosti v rámci pevného intervalu.

Udržujte přímou rychlostní rampu stolu připojenou k jeho výsledkům. Profil ve tvaru S přerozděluje zrychlení v dostupném čase a jeho vrchol může být větší než průměr založený na koncovém bodě. Pro tento profil použijte jeho špičkové zrychlení v J × zrychlení při kontrole špičkového setrvačného momentu.

V jednosekundovém příkazu je také časovací past. V samostatném hypotetickém průběhu prvních 0,3 s neobsahuje žádný pohyb hřídele; zrychlení zabírá zbývajících 0,7 s. Výpočet setrvačnosti je 0,60 × 157,08/0,7 , což dává 134,64 N·m před procesním odporem. Počítání stacionárního zpoždění jako času pohybu by vedlo k nižšímu výsledku 94,25 N·m.

Záznamník, který zobrazuje pouze několik bodů přes rampu, může najít konečné otáčky, ale nejstrmější část ponechat nevyřešenou. Uveďte odezvu snímače a záznamu pomocí stopy. Počet číslic na displeji rychlosti neposkytuje žádnou chybějící časovou historii. Pokud neexistuje vhodná stopa, ponechte lineární předpoklad jako odhad.

Převeďte požadavek na hřídel na užitečný tlakový rozdíl

Pro předběžný motoristický výpočet v metrických jednotkách:

Thřídel ≈ D × Δp × ηhm ÷ 62,83

Jednotky pro tuto verzi jsou N·m pro krouticí moment, cm³/ot pro zdvih a bar pro naměřený rozdíl tlaků na vstupu minus-výstup. Zadejte ηhm jako zlomek. Pro výpočet tlaku použijte Δp ≈ 62,83 × Thřídel/(D × ηhm) ​​. Převod na bar je zahrnut v 62,83; a Tokyo Keiki reference představuje odpovídající vztah pomocí jednotek tlaku SI.

Pro předpokládaný motor 40 cm³/ot při ηhm = 0,90 je tlaková clona níže. Tyto předpoklady nejsou specifikací modelu BLINCE.

Předpokládejme, že okruh má k dispozici pouze 200 barů použitelného tlakového rozdílu napříč motorem. V tomto zjednodušeném modelu potřebuje půlsekundový cíl více, než může poskytnout nabídka. Jmenovitý tlak 400 barů při výměně by nevytvořil chybějící tlak v okruhu. Jednosekundový případ vymaže tuto konkrétní aritmetickou obrazovku, ale stále potřebuje zkontrolovat skutečnou křivku točivého momentu, jmenovité hodnoty a další výjimky.

Použitelný motor Δp ​​se měří mezi jeho pracovními porty během stejné události. Tlak čerpadla může zahrnovat ztráty před vstupem a tlak na výstupu spotřebuje část dostupného rozdílu. Udržujte tlak ve skříni jako vlastní omezení podle dokumentace vybraného motoru. Neodpočítávejte ji podruhé od naměřené hodnoty vstup-minus-výstup jako obecnou korekci.

Předpoklad účinnosti je zvláště nejistý blízko začátku pohybu. Obecná referenční hodnota orbitálního motoru společnosti Danfoss rozlišuje minimální rozběhový moment od momentu chodu a vysvětluje změnu, když se utvoří mazací film. Použijte hodnotu počátečního točivého momentu nebo křivku pro kandidáta, kde je rozhodující odtržení, namísto přenesení předpokladu provozní účinnosti na nulovou rychlost. Danfoss General Orbital Motors, prosinec 2021, strany 14–15.

Zkontrolujte průtok a špičkový výkon ve stejném pracovním bodě

Koncový bod průtoku v tomto příkladu je přibližně 65,22 l/min . Vychází z Q ≈ D × n ÷ (1 000 × ηv) s předpokládanými 40 cm³/ot, 1 500 ot/min a objemovou účinností ηv = 0,92. Q je v L/min. Udržujte tento konečný průtok vedle požadavků na tlak každé rampy na pracovním listu dodávky.

Obě rampy končí u tohoto průtoku za předpokladu. Porovnejte dodávaný průtok čerpadla při zrychlovacím tlaku spolu s hnacím motorem a odezvou řízení. Nominální hodnota 65 l/min bez tlakových podmínek ponechává toto srovnání nedokončené.

U stejného ideálního modelu poskytuje integrace průtoku na začátku další užitečné množství dodávky. Předpokládejme, že ηv zůstává konstantní, protože rychlost lineárně stoupá od nuly. Průměrný průtok je pak 65,22/2 = 32,61 l/min: přibližně 0,543 l motorem za jednu sekundu nebo 2,174 l za čtyři sekundy. Přechodné plnění je vyloučeno. Extra otáčky při delším startu odpovídají za jeho větší objem. Při kontrole toho, co musí dodávka dodat, odešlete koncový bod toku a dobu trvání.

Těsně před ukončením ideální jednosekundové rampy potřebuje příklad ještě 102,25 N·m při 1 500 ot./min. Kontrola napájení v tomto bodě je:

Primární motor také dodává ztráty čerpadla a předřazeného potrubí, které jsou mimo tyto výpočty pracovního portu.

Pro čtyřsekundovou rampu klesne odpovídající špičkový výkon hřídele na přibližně 4,96 kW. Po obou rampách je předpokládaných 8 N·m při 1 500 ot./min pouze asi 1,26 kW výkonu procesu. Výběr primárního hybatele pouze z tohoto stabilního výkonu by minul vrchol zrychlení příkladu. Jmenovitý ustálený výkon také málo vypovídá o povolené krátkodobé reakci zdroje na přetížení.

Výraz průtoku popisuje otáčky a netěsnost zahrnuté v jeho předpokládané účinnosti. Skutečný tlakový přechod také zahrnuje kompresi tekutiny, expanzi hadice, odezvu ventilu a dynamiku dodávky. Nepoužívejte jednoduchou průtokovou rampu jako úplnou simulaci přechodných jevů. Výpočet identifikuje požadavek na revizi okruhu; naměřená odezva určuje, jak ji sestavený stroj splňuje.

Delší rampa může snížit špičkovou poptávku bez snížení celkové práce

Při cílové rychlosti příkladu ½Jω² = 0,5 x 0,60 x 157,08°2; dává asi 7 402 J (7,40 kJ) uložených v rotaci. Volba doby rampy se nezměnila ani J, ani konečné ω, takže tato energie koncového bodu je nezměněna.

Předpokládaný odpor 8 N·m také spotřebuje práci při otáčení hřídele. Lineární rampa prochází ½ωfinal × t: přibližně 78,54 rad za jednu sekundu nebo 314,16 rad za čtyři sekundy. Vynásobením 8 N·m získáme procesní práci asi 628 J a 2 513 J v tomto pořadí.

Čtyřsekundová možnost tedy kupuje nižší vrchol, zatímco hřídel dělá více otáček proti předpokládanému odporu. Tvrzení o úspoře energie by vyžadovalo srovnání celého cyklu, včetně výrobního výkonu, prodlevy, řízení čerpadla a ztrát. Nižší špičkový tlak sám o sobě tuto úsporu nezakládá.

Pro zátěž závislou na otáčkách, jako je ventilátor, potřebuje výpočet práce použitelný vztah točivého momentu versus otáčky přes rampu. Stabilní odečet při cílových otáčkách dává pouze jeden bod. Uchovejte si identifikovaný odhad pro zbytek, dokud nebudou k dispozici vhodná procesní data.

Srovnání výroby také potřebuje výstup dodávaný během rampy. Delší start může ponechat méně sekund při plné rychlosti v pevném cyklu. Zvýšení konečných otáček za minutu pro obnovení tohoto výstupu by změnilo koncový bod průtoku a uloženou energii.

Při přidávání převodovky správně odrážejte setrvačnost

Použijte i = otáčky motoru ÷ otáčky zatížení . Pak ideální vztah mezi tuhým pohonem JOdraženo = Jzatížení ÷ i² udává příspěvek výstupního zatížení na hřídeli motoru. Přidejte příslušné rotační díly na vstupní straně na tento referenční hřídel.

V samostatném ideálním případě 0,60 kg·m² při redukci 4:1 přispívá výstup 0,60/16 = 0,0375 kg·m² u motoru. Zbývá doplnit vstupy motoru, vstupní spojky a převodovky; ztráty jsou vyloučeny.

Motor také běží čtyřikrát rychleji než výkon v tomto poměru. Výstup s 1500 otáčkami za minutu by vyžadoval 6000 otáček motoru. Snížení může snížit točivý moment motoru související se zatížením a zároveň vytvořit požadavek na rychlost mimo rozsah kandidáta. BLINCE's Průvodce výběrem vysokorychlostního hydraulického motoru se zabývá výslednými kontrolami motoru, průtoku a instalace.

Do dotazu na převodovku zahrňte údaje o účinnosti a přechodném provozu. Zvraty zahrnují jeho vůli a opakované starty zahrnují více než stabilní přenos. Než se redukce stane výsledkem výběru, je zapotřebí montážní výkres a revize cyklu.

Relativní oscilace mezi motorem a zátěží vyžaduje kontrolu mechanické odezvy ohebného hřídele nebo spojky. K popisu problému připojte jakýkoli pozorovaný překmit. Větší číslo točivého momentu neřeší omezení modelu s pevným pohonem v této situaci.

Zohledněte zastávku i začátek

Zastavení začíná s příkladem 7,40 kJ stále v rotující sestavě. Identifikujte, kam to půjde: procesní odpor, brzda, hydraulický okruh nebo zkonstruované uspořádání obnovy. Samotný příkaz ventilu tyto podíly nepřiřazuje ani nedefinuje, jak rychle se hřídel zastaví.

Samostatný ideální dvousekundový lineární doraz dává 0,60 × 157,08 ÷ 2 = 47,12 N·m momentu setrvačnosti při zpomalení. Odpor vůči procesu to může pomoci zajistit. Zátěž pohánějící hřídel může místo toho přidávat energii. Před přiřazením požadovaného točivého momentu brzdě nebo hydraulickému brzdění stanovte směr zatížení.

Pokud jedna dráha absorbuje předpokládaných 7,40 kJ za dvě sekundy, její průměr události je 7,40/2 = 3,70 kW. S ideálním konstantním brzdným momentem klesá absorpce s klesající rychlostí a začíná nad tímto průměrem. Poskytněte dodavateli komponentu tvar události a její opakování plus teplotní podmínky pro kontrolu.

Pro hydraulickou část, Referenční příručka společnosti Danfoss General Orbital Motors, strany 20–22 , pojednává o brzdovém motoru jako o čerpadle a pojednává o doplňování pro zátěže s vysokou setrvačností. Jeho vztahy mezi motorem a účinností čerpání se liší. Předchozí tlakovou obrazovku nelze znovu použít beze změny jako výpočet nastavení brzdového ventilu.

Dalším požadavkem je držení po zastavení. Vnitřní netěsnost může umožnit pohyb a zádržná brzda má svůj vlastní účel a hodnocení. Získejte schválené zařízení pro zastavení a přidržení stroje, včetně důsledků ztráty napájení. Výpočty v tomto článku poskytují mechanické vstupy pro tento přehled; neumožňují uzavření portů k zastavení rotující zátěže nebo seřízení brzdového ovládacího ventilu.

Opakované události zařaďte do kontroly povinnosti

Krátká rampa může nastat mnohokrát za hodinu. Sdělte dodavateli dobu trvání události, počet událostí a zbytek cyklu, spíše než označujte celou povinnost jako 'přerušovaná'.

Pro ilustrativní hodinový rozpočet předpokládejte 360 ​​identických teček bez obnovy a alokujte veškerou uloženou energii na ztrátu v disku:

Udržujte toto přiřazení oddělené od čerpadla, motoru, ventilu a dalších provozních ztrát. Před dokončením hydraulické tepelné bilance musí být také stanovena část, která se dostává do oleje. Přeneste dvousekundový průměr události 3,70 kW do revize součásti, včetně jeho vrcholu a opakování; přenést hodinových 0,74 kW do energetické bilance.

S proměnným výtlakem připojte jeho plán k rychlostnímu profilu. Každý posun mění jak točivý moment získaný na bar, tak průtok požadovaný na otáčku. Zahrňte do návrhu možnost řízení, limity posunutí a podmínky přechodu. Pevný příklad 40 cm³/ot neobsahuje žádnou sekvenci řazení k posouzení.

U sdíleného napájení identifikujte další funkci zadanou během spouštění a průtok, který přijímá. Test pouze motoru může ponechat tento současný požadavek nepřítomný. Odešlete popis čerpadla a ovládání se záznamem události, aby bylo uspořádání se snímáním zátěže, s omezením tlaku nebo s pevným průtokem vyhodnoceno jako namontované.

Porovnejte kandidáta s celou rampou

Kontrola kandidáta by měla sledovat provozní body od klidu po maximální rychlost. Na začátku zkontrolujte brzdný moment a případné uvolnění brzdy. Během pohybu porovnejte dostupný moment motoru s procesem a požadavkem na zrychlení. V blízkosti cílové rychlosti zkontrolujte koncový bod průtoku a výkonu. Poté prozkoumejte zpomalení, možné přeběhnutí a přidržení.

Seznam BLINCE a Převodový motor řady CMF a an kategorie motorů s axiálním pístem , mimo jiné rodiny motorů. Tyto stránky stanovují cesty k produktu pro dotazování. Neschvalují předpokládaný příklad 40 cm³/ot nebo nezveřejňují univerzální povolenou dobu zrychlení. Vyžádejte si data pro konkrétní nabízené sestavení předtím, než budete s příjmením zacházet jako s výsledkem výběru.

Porovnejte navrhovaný větší výtlak pomocí jeho revidovaného požadavku na průtok při cílových otáčkách za minutu. Porovnejte novou redukci pomocí jejích upravených otáček motoru. Změněná rampa vyžaduje kontrolu výrobního cyklu. Pro navrhované zvýšení tlaku zkontrolujte dotčený okruh a také nabízený jmenovitý výkon motoru. Tyto revize ponechte v nabídce, aby bylo možné nacenit její rozsah.

Při žádosti o revizi ve špičce zahrňte hřídel a montážní uspořádání. Řetězové kolo nebo řemenice přidává ložiskové síly a také přenášený krouticí moment. Nepodporované zatížení může přidat další. Ty patří do strojního výkresu a záznamu zatížení; chybí jim zrychlení J ×.

U stávajícího stroje sjednejte schválený test s kvalifikovanou osobou. Zaznamenávejte rychlost a tlaky na obou pracovních portech ve stejnou dobu, s konfigurací zatížení, stavem oleje a příslušnými informacemi o průtoku. Zvolte rozsah přístroje, přesnost a odezvu pro rampu. Udržujte náklad zajištěný a osoby mimo dosah rotujících částí; použijte schválená zkušební připojení a postup bez improvizovaného zastavení nebo otevření tlakové armatury.

Pošlete pohybový profil s dotazem na motor

Začněte dotaz s požadavkem na pohyb: rychlosti, časy spuštění a zastavení, setrvačnost a její referenční hřídel, krouticí moment procesu a opakování. Přiložte podmínky dodávky a výkres rozhraní, včetně konvence převodového poměru. Recenzent by měl být schopen reprodukovat výpočet zatížení z těchto vstupů.

Označte, jak byl každý vstup získán. Setrvačnost CAD může vyloučit nástroje; moment odvozený z tlaku závisí na použitých datech motoru; rychlostní trasa má své meze měření. Vedle každého odhadu uveďte chybějící část. Tím je další požadavek na data specifický.

Technická odpověď by měla jmenovat konstrukci motoru a údaje o výkonu použité k posouzení startu, rampy a zastavení. Měl by identifikovat jeho rychlost/tlak a podmínky na vstupu/vypouštění spolu s nevyřešenými otázkami přetečení nebo udržení. Nechte v této odpovědi zaznamenat jakoukoli navrhovanou změnu přesunu, načasování nebo dodávky, aby obchodní nabídky popisovaly srovnatelná cla.

Pošlete profil a příslušný výkres prostřednictvím Kontaktní stránka BLINCE . Pro hypotetický příklad užitečný dotaz uvádí '0,60 kg·m² celková setrvačnost hřídele motoru, 0–1 500 ot./min, navrhovaná jednosekundová lineární rampa, odhadovaný odpor 8 N·m,' spolu se skutečnými limity obvodu. Tyto vstupy dávají dodavateli k posouzení stanovenou urychlovací povinnost.

Tel: +86 132 4232 1601

✉️ E-mail: sales16@blince.com

webové stránky: https://blince.com

Zřeknutí se odpovědnosti

Tento článek je obecným inženýrským průvodcem. Konečný výběr součásti by měl být založen na výkresech stroje, naměřených hydraulických datech, pracovních podmínkách, bezpečnostních požadavcích a potvrzení od kvalifikovaného hydraulického inženýra nebo dodavatele.

Blinc Hydraulic Team

Blince Hydraulic je přední společnost v oboru, která se věnuje výrobě přesné kapalinové energie a zakázkovým hydraulickým řešením. Díky desítkám let hlubokých odborných znalostí v oboru průmyslových strojů a tisícům úspěšných globálních nasazení se náš inženýrský tým zaměřuje výhradně na výrobu vysoce výkonných hydraulických komponent, včetně specializované orbitální motory, vysokotlaký pojezd pohání motor a robustní směrové regulační ventily . Naše výrobní infrastruktura využívá nejmodernější víceosé CNC obráběcí systémy a je plně certifikována podle ISO 9001, aby byla zaručena opakovatelná objemová přesnost v každém jednotlivém výrobním cyklu.

Dodáváme rychlá, vysoce spolehlivá a nákladově efektivní hydraulická řešení distributorům těžkého průmyslu, OEM strojům a týmům údržby ve více než 150 zemích. Ať už váš aktivní projekt vyžaduje maloobjemovou dávku přizpůsobených profilů hřídele nebo velkosériovou výrobu vysoce výkonné litinové zubové čerpadlo , konfigurujeme naše flexibilní výrobní plány tak, aby vyhovovaly vašim cílovým dodacím lhůtám s celkovou předvídatelností cen. Partnerství se společností Blince znamená zajištění maximální účinnosti systému, elitní kvality materiálů a nekompromisní profesionalitě v oblasti napájení kapalin.

Chcete-li se dozvědět více o naší kompletní produktové řadě, navštivte naše oficiální webové stránky: www.blince.com.