Hydraulikmotorer i serie vs parallelle: Valg af to-motors kredsløb

I et seriekredsløb forsyner olie, der forlader motor 1's hovedudtag, motor 2. Pumpen skal overvinde begge motorers trykfald. Parallelt adskiller et kryds forsyningen i to motorgrene. Tilføj deres flowkrav, når du dimensionerer pumpen. Drejningsmoment afhænger af trykket tabt over hver motor; akselhastighed afhænger af flowet, der når det. Kontroller ethvert krav til matchende hastigheder separat.

Overvej udgangene, før du trækker slangerne. To separate transportører kan have behov for uafhængige hastighedskontrol. Et fælles bælte begrænser dens ruller, mens styring kræver forskellig hjulvandring rundt i et sving. Beskriv disse bevægelser og ethvert behov for at stoppe en aksel alene. Inkluder deceleration, hvis en last i bevægelse kan drive motoren, efter at operatøren har fjernet kommandoen.

For en indledende komponentsøgning, BLINCE's hydraulisk motorkategori giver de tilgængelige familieretninger. Seriens egnethed afhænger stadig af den valgte konfiguration og dens kredsløb. Hverken familienavnet eller et fotografi fastslår det tilladte tryk ved en motors udtag.

Hvad ændrer sig, når motorerne deler en pumpe

For motorer med fast slagvolumen i konstant motordrift er den grundlæggende sammenligning nedenfor. Bypass, reguleringsventiler, lækage og rørtab skal tilføjes til det aktuelle kredsløb.

Den anden motor i et seriekredsløb modtager trykolie fra den første motors udløb. Det kan producere drejningsmoment, fordi trykket falder igen over dets egne arbejdskamre. Den første motor har derfor tryk på begge hovedporte. Dens drejningsmoment følger forskellen mellem disse tryk, snarere end aflæsningen ved pumpen alene.

De grundlæggende forskydningsforhold, der anvendes nedenfor, stemmer overens med Danfoss's General Orbital Motors tekniske information, side 8 og 14–15 . Eksemplerne er beregninger samlet til denne sammenligning. De er ikke mål, BLINCE-vurderinger eller en foreslået installationstegning.

Flow og pres er separate budgetter

For en ideel motor, med forskydning D i cm³/omdrejninger og indløbsflow Q i L/min:

n = 1.000 × Q/D

Her er n akselhastighed i rpm. Det tilsvarende ideelle drejningsmoment T i N·m, ved brug af motortrykfald Δp i bar, er:

T = Δp × D / (20 × π)

Løsning af drejningsmomentligningen for tryk giver Δp = 20 × π × T / D. For en rigtig motor skal der tages højde for lækage i flowestimatet og mekaniske tab i momentestimatet. De motoriske ligninger er Q = D × n / (1.000 × ηv) og Δp = 20 × π × T / (D × ηhm), hvor ηv er volumetrisk virkningsgrad og ηhm er hydraulisk-mekanisk virkningsgrad. Tag værdierne fra den valgte motors kurver på det punkt, der beregnes. En procentdel taget ved en anden hastighed eller et andet tryk kan ændre resultatet.

Forbindelsen ændrer, hvordan disse individuelle krav når frem til pumpen. I serie tilføjes de nødvendige trykforskelle langs hovedstrømningsvejen. Tilføj parallelt de nødvendige grenstrømme. Skriv begge budgetter, før du sammenligner pumpekapaciteten. En pumpes maksimale tryk og maksimale flow er ikke automatisk tilgængelige sammen ved den nødvendige drivhastighed og effekt.

En fungerende sammenligning med de samme to motorer

Denne hypotetiske sammenligning har fire input:

• Motor 1 slagvolumen: 200 cm³/omdr.

• Motor 2 slagvolumen: 200 cm³/omdr.

• Modstandsmoment ved motor 1: 200 N·m.

• Modstandsmoment ved motor 2: 100 N·m.

Ingen af ​​belastningerne driver sin motor eksternt. Start, acceleration, lækage og ventil- eller rørtab er udelukket fra denne ideelle første gennemgang.

For motor 1 kommer 20 × π × 200 / 200 til 62,83 bar. Halvering af momentet for Motor 2 halverer den nødvendige trykforskel til 31,42 bar. Den delte forskydning har ikke gjort deres belastninger ens.

Indstil pumpeydelse til 40 l/min for den første sammenligning. For parallel, antag at en kontrol holder grenstrømmene på 20 L/min hver og tager højde for overtrykket i den lettere gren. Udskift hver motors indløbsflow med 1.000 × Q / 200 for at opnå tabellens hastigheder. Ligedelingen er en pålagt kontrolbetingelse; ingen delingsnøjagtighed er blevet tildelt en tee.

For resten af ​​eksemplet skal du bruge et fælles mål på 100 rpm. Serier tager derfor 20 l/min gennem parret, og styret parallel tager i alt 40 l/min. De modstandsdygtige belastninger forbliver på deres oprindelige værdier. Dette giver et fælles output for tryk- og effektsammenligningen.

Pumpesammenligningen har brug for et punkt på en kurve: levering ved det nødvendige tryk og kørehastighed. Inkluder effektivitetsgevinster og stitab for at lokalisere det. Hvis dokumentationen kun giver to uafhængige maksima, skal du indhente de manglende driftsdata, før du vælger motorpar.

Læs et seriekredsløb som et trykkort

Brug det samme hypotetiske par ved 100 rpm. Tilføj en antaget 6 bar mellem den anden motors udløb og reservoiret. For dette forenklede trykkort skal du ignorere tabet i den korte forbindelse mellem motorer.

Startende ved reservoirenden er summen 6 + 31,42 = 37,42 bar ved krydset og 37,42 + 62,83 = 100,25 bar ved det første indløb. Endnu en hypotetisk 6 bar i forsyningskontrolvejen bringer pumpeudladningen til 106,25 bar.

Ved motor 1 trækkes de to portaflæsninger fra: 100,25 − 37,42 giver de 62,83 bar, der blev brugt i momentberegningen. Brug af dens indløbsaflæsning alene ville overdrive drejningsmomentet. I mellemtiden skal de 37,42 bar ved dens udløb kontrolleres mod den valgte bygnings tilladte udløbstryk for denne hastighed og drift.

Hvis motor 2's belastning stiger, øges dets nødvendige trykfald. Trykket ved Motor 1's udløb stiger med det, og pumpen skal levere den største total, hvis begge momenter skal opretholdes. En måler ved pumpen kan ikke vise, hvordan denne total er fordelt. To arbejdsportaflæsninger ved hver motor giver de lokale forskelle, der er nødvendige for vurderingen.

For omvendt betjening skal du tegne et andet kort med pilene omvendt. Motoren tidligere ved tankenden kan nu modtage pumpeflow først. Kontroller begge havneopgaver, inklusive eventuelle bremseudløsnings-, skylnings- og kontraventilbaner. Kopier portnavnene fra hver motortegning og bestil akselrotation fra den angivne synsretning.

Udgangstryk og hustryk har brug for deres egne grænser

Vivoil's vejledning om brug af dens motorer i serie specificerer dens eksterne dræn-version og en passende lavtryksdrænforbindelse. Det krav hører til den dokumenterede Vivoil-konstruktion.

Opbevar separate værdiangivelser for indløbstryk, udløbstryk, differenstryk og hus- eller akseltætningstryk. Registrer varighed og betingelser ved siden af ​​dem. Det eksterne afløb ændrer ikke arbejdsportens klassificeringer. For eksemplet er der behov for en udløbsgrænse for at vurdere de beregnede 37,42 bar.

Diagrammerne på side 19–20 i Danfoss' orbital-motor information viser, hvordan forskellige interne arrangementer forbindes til akseltætningen. På den foreslåede maskintegning skal den fungerende retur, kasseafløb og bremsetilslutning mærkes separat. Et dræn, der er sat ind i den mellemliggende arbejdsledning, vil se trykket på den pågældende ledning.

De Danfoss L og K Frame motordokument, side 13 , gør seriedrift betinget af system-, ladnings- og hustrykgrænser, og kræver applikationsassistance, fordi lejernes levetid påvirkes. Hold disse modelspecifikke begrænsninger knyttet til konfigurationsgennemgangen.

Spor kraften gennem parret

For den angivne 100 rpm drift er summen af ​​modstandsmomenter 300 N·m. Akseleffekt er:

P-aksel = (200 + 100) × 2 × π × 100 / 60.000 = 3,14 kW

Hydraulisk kW kan findes ved at gange bar med L/min og dividere med 600. Den ideelle serieindgang er 94,25 × 20 / 600 = 3,14 kW. Forsyning af et parallelt konstanttryksnetværk med 40 L/min ved 62,83 bar forsynings-til-retur-forskel giver 4,19 kW. I det eksempel absorberer et gashåndtag i den lettere gren 31,42 bar ved 20 L/min, svarende til 1,05 kW. Vælg en anden kontrolarkitektur, og dens tab skal beregnes ud fra dens egne flow- og trykveje.

Inkluder de forudsatte almindelige forsynings- og returtab på 12 bar brugt tidligere. Ved 20 l/min tilføjer disse tab 0,40 kW i serieeksemplet. Ved parallelkredsens samlede 40 L/min tilføjer samme antagne 12 bar 0,80 kW. Den resulterende sammenligning er:

Den faste 12 bar er en illustration. Brug hver slange, fitting og kølers faktiske tabskurve til valg. Tjek igen stierne ved flowet, som hver option ville bære, inklusive effekten af ​​motor- og pumpeeffektivitet på drevets input. Varigheden af ​​hver driftstilstand er nødvendig for at omdanne tabsestimatet til en varmevurdering.

Den parallelle mulighed kan stadig være nødvendig for uafhængig justering eller fejlretning. Dens kontroller skal evalueres i forhold til det job. Inkluder perioder med en motor ubelastet eller stoppet; de kan optage meget mere af et skift end den tungeste samtidige pligt. Tallet på 1,05 kW grentab ovenfor gælder kun for det angivne droslingseksempel.

Hvorfor lige flow ikke garanterer lige bevægelse

Sammenlign to hypotetiske ideelle forskydninger:

Serie VVS bevarer forskydningsforholdet. Ens hastighed parallelt kræver forskellige grenstrømme, som vist ovenfor.

For den sidste række blev de ideelle indløbskrav divideret med en antaget ηv på 0,92. Samlet indløbsbehov bliver 48,91 L/min. Lige antaget effektivitet bevarer forholdet. En egentlig divider-forespørgsel kræver kurverne ved den relevante olietilstand og -tryk; de to motorer kan have forskellig lækage der.

Lækageføring ændrer serieflowbalancen. For et separat eksempel skal du tildele 20 L/min til Motor 1's indløb og 0,6 L/min til dets eksterne afløb. Uden andre forgreninger har hovedudtaget 19,4 l/min tilbage, en reduktion på 3 %. Lækage, der når arbejdsudløbet, forbliver i den nedstrøms forsyning. Tegn dens destination, før du trækker den fra, så olie ikke tælles dobbelt som et eksternt tab.

Tjek rullediameter samt akselomdrejninger. Tag to hypotetiske ruller, der måler 100 og 102 mm på deres effektive overflader. Ved 100 rpm giver omkreds gange rpm 31,42 og 32,04 m/min. Lad dem være fri for mekanisk kobling, og den relative vandring vil nå omkring 3,14 m på fem minutter. Den beregnede forskel er 0,63 m/min ved overfladerne. Et fælles bælte forhindrer den frie ophobning; kræfter, slip eller faktisk hastighed skal ændres for at imødekomme begrænsningen.

Navngiv den kontrollerede mængde i tolerancen. Rulleoverfladehastighed, akselomdrejningstal og vinkelposition kan kræve forskellige korrektioner. Inkluder interval- og belastningsændringer. En proces, der accepterer 5 % hastighedsvariation, giver designerrummet, som et fast vinkelforhold over gentagne starter ikke gør.

Vælg grenstyring omkring den nødvendige bevægelse

En ukontrolleret parallelforbindelse er kun passende, hvor dens faktiske strømningsadfærd er acceptabel. Hvis en gren tilbyder en lettere strømningsvej, kan allokeringen ændre sig, efterhånden som belastningen ændres. Ens slangelængder eller matchende nominelle motorforskydninger etablerer ikke en kontrolleret opdeling. Identificer, hvilken enhed der etablerer hver grens flow over driftsområdet.

Sun Hydraulics' tekniske tip til flowdelere, side 1-2 , skelner opdeling i én retning fra opdeling og kombination til tovejs motoropgaver. De advarer også om, at drift under det specificerede flowområde kan miste den tilsigtede opdeling, og at mekanisk koblede udgange kræver opmærksomhed på kavitation, låsning og trykforstærkning. Disse egenskaber hører til den valgte enhed og kredsløb; en etiket med teksten '50:50' beskriver ikke alle stater.

Tre driftskrav fører til forskellige kontroltjek:

En simpel seriekæde binder hovedstrømningsvejene sammen. Standsning af den ene aksel kan begrænse den anden, medmindre der er tilvejebragt en konstrueret bypass eller anden betjeningsvej. Tilføj bypass til skemaet og spor den resterende motors flow med den åben, lukket og skiftende tilstand. Disse tre skitser afslører enhver ændring i tryk eller hastighed, som den ekstra vej introducerer.

Inkluder gear, kæder, den fælles rem og enhver intermitterende kontakt på tegningen sendt til kontrolvalg. En stiv forbindelse pålægger akselbevægelse og kan overføre drejningsmoment mellem udgange. Kontakt gennem et bælte eller jorden kan pålægge en anden begrænsning, når maskinen fungerer. Markér, hvornår hver begrænsning gælder, så det foreslåede flowforhold kan kontrolleres i forhold til den mekaniske bevægelse.

Inkluder standset, start- og stoptilstande

Marker en aksel blokeret på en kopi af skemaet. På et andet skal du slukke for et drev; på en tredje, vend kommandoen om, mens akslerne stadig er i bevægelse. Spor omfartsvejene og lokale aflastningsstier på hver kopi. Normalt kørende data efterlader disse hændelser åbne til gennemgang.

For serier, sammenligne det kombinerede belastningsbehov med det tilgængelige tryk. Når først efterspørgslen overstiger forsyningskapaciteten, understøtter beregningen ikke længere begge anmodede driftspunkter. Brug den faktiske lækage og ventilveje til at undersøge den resulterende bevægelse. Kontroller den installerede komponent og drevgrænserne, før du overvejer enhver ændring af en aflastningsindstilling.

For parallel, spor den monterede grenkontrol med en aksel blokeret og med dens belastning fjernet. Inkluder omvendt flow. En prioritetskontrol tildeler bevidst forsyning anderledes end en divider med lige forhold. Uafhængige ventiler introducerer deres egne beordrede stater. Gennemgangen kræver producentoplysninger for den faktiske enhed og ventilposition.

Tilføj afbrydelsesmoment for en belastet genstart. En monteret bremse skal have sin udløsningshændelse markeret i rækkefølgen med trykket tilgængeligt ved den hændelse. Brug motorens startdata til denne kontrol. Tallene for kørselseffektivitet i det bearbejdede eksempel efterlader breakaway-præstationer ubevist.

Under et stop kan en roterende last blive ved med at drive olie gennem motoren. Marker den pumperetning på skitsen med stoptilstand. Få kredsløbskontrolleren til at identificere dens genopfyldnings- og trykbegrænsende veje, inklusive passager, som en ventil kan isolere fra pumpeaflastningen. Beskyttelse for denne lagrede energi skal vælges separat fra den normale motorberegning.

For en indledende tilstandsgennemgang er et kort regneark mere nyttigt end et enkelt maksimumtryktal:

Udskiftning af en motor i et eksisterende par

Behold den eksisterende motors fulde suffiks, når du sammenligner udskiftninger. Sammen med flange- og akseltegningen sammenlignes forskydning, portfunktioner, udløbsklassificering, afløbsarrangement og de relevante kurver. Den anden motor og dens kontrolelementer er en del af denne sammenligning, fordi udskiftningen ændrer et medlem af et arbejdspar.

For et par nominelt ens udskiftninger, sammenligne kurveindtastningerne for indløbsflow ved den nødvendige hastighed og drejningsmoment. Hold olietilstanden knyttet til disse indgange. Tilføj den installerede skillevægs forhold, flowområde og retningsevne. Den sammenligning kan afsløre et manglende driftspunkt, selv når overskriftens forskydning stemmer overens.

Registrer kredsløbet som fundet før bestilling. Fotografer begge modelmærker, spor hovedforbindelsesledningen, identificer hvert kasseafløb og marker enhver bypass- eller krydsportenhed. En anden lille slange kan være en bremseudløsnings- eller skylleforbindelse, så identificer den fra motortegningen. Bevar originale portetiketter i posten; uformelle navne såsom 'returslange' kan betyde forskellige trykopgaver i seriedrift.

BLINCE'er orbital motorområde kan bruges til at starte en konfigurationsforespørgsel. En sammenlignelig familie eller fordrivelse er en kandidat til gennemgang. Den valgte tegning, driftsgrænser og grænsefladesammenligning er stadig nødvendige, før man kalder det en erstatning for begge motorer i et eksisterende par.

Hvad skal du sende med en to-motor forespørgsel

En nyttig forespørgsel begynder med det markerede kredsløb og en beskrivelse af udgangene. For en hypotetisk rullemaskine kunne der stå: 'Mål 100 omdr./min. ved begge ruller. Begge ruller skal kunne stoppe alene. En fælles rem forbinder dem, mens de er belastet.' De sidste to krav skal afstemmes i kontroldesignet, så inkluder, hvornår båndet er tilkoblet, og hvilke stoptilstande der er tilladt.

For komponentvalg, vedhæft:

• Identifikation: både motormærker eller komplette foreslåede koder.

• Drift: det nødvendige drejningsmoment og omdrejningstal ved hver aksel.

• Forsyning: pumpelevering ved den tilsigtede drivhastighed og tilgængeligt tryk.

For eksisterende udstyr skal havnens placering og betingelser placeres ved siden af ​​testværdien. Registrer ventilposition, akselomdrejningstal og olietemperatur med trykket, så anmelderen kan finde det pågældende driftspunkt på motorens kurve.

Tilføj den tilladte hastighed eller positionsfejl over et angivet interval. Marker frem- og bakkørsel, eksterne kørebelastninger og den nødvendige reaktion efter et stall. En skitse til afløbsrute og de tilgængelige motorgrænseark kan fuldende den tekniske pakke. Udskiftningsforespørgsler har også brug for de gamle og foreslåede grænsefladetegninger med dimensioner og portfunktioner identificeret.

Få en kvalificeret tekniker til at tage aflæsningerne af arbejdsporten og kasseafløbet gennem de udpegede testpunkter. Følg maskinens godkendte procedure, fastgør dens last og brug instrumenter, der er klassificeret til kredsløbet. Det er usikkert at åbne en strømførende hydraulikledning; hold linjerne lukkede under hele testen.

Send det markerede to-motors kredsløb til BLINCE med en anmodning om kandidatmotorens tegnings- og grænseark. Bed om bekræftelse af udløbs- og hustrykgrænserne og den tilladte serie- eller paralleldrift. Registrer ethvert driftspunkt eller ventiltilstand, der stadig skal gennemgås, før motorordren frigives.

Tlf.: +86 132 4232 1601

✉️ E-mail: sales16@blince.com

Hjemmeside: https://blince.com

Ansvarsfraskrivelse

Denne artikel er en generel ingeniørvejledning. Det endelige valg af komponent bør baseres på maskintegninger, målte hydrauliske data, arbejdsforhold, sikkerhedskrav og bekræftelse fra en kvalificeret hydraulikingeniør eller leverandør.

Blince Hydraulic Team

Blince Hydraulic er en brancheførende virksomhed dedikeret til præcisionsfremstillet væskekraftfremstilling og specialtilpassede hydrauliske løsninger. Bakket op af årtiers dybdegående ekspertise inden for industrimaskiner og tusindvis af succesfulde globale implementeringer, fokuserer vores ingeniørteam udelukkende på højtydende hydraulisk komponentfremstilling, bl.a. specialiserede orbitalmotorer, højtryksrejse driver motor , og robuste retningsreguleringsventiler . Vores produktionsinfrastruktur anvender state-of-the-art multi-akse CNC-bearbejdningssystemer og er fuldt ISO 9001 certificeret for at garantere repeterbar volumetrisk nøjagtighed på tværs af hver enkelt fremstilling.

Vi leverer hurtige, yderst pålidelige og omkostningseffektive hydrauliske løsninger til distributører af tung industri, OEM'er af maskiner og vedligeholdelsespersonale i mere end 150 lande. Uanset om dit aktive projekt kræver et parti af skræddersyede akselprofiler i lille volumen eller en storskalaproduktion af kraftig støbejernsgearpumpe , konfigurerer vi vores fleksible produktionsplaner for at opfylde dine målleveretider med total forudsigelighed af priser. At samarbejde med Blince betyder at sikre maksimal systemeffektivitet, elitematerialekvalitet og kompromisløs professionel væskekraft.

For at lære mere om vores komplette produktprogram, besøg vores officielle hjemmeside: www.blince.com.