Par de aceleración del motor hidráulico: inercia y tiempo de rampa

El par de aceleración del motor hidráulico sigue Ta = Jα : inercia referida al eje multiplicada por la aceleración angular. Agregue el par de resistencia del proceso para el requisito del eje de aceleración. El siguiente ejemplo comienza con una carga de proceso supuesta de 8 N·m y calcula lo que le agrega un inicio de un segundo, antes de revisar el suministro y la parada.

Los cálculos aquí construyen un ejemplo hipotético de transmisión directa desde el movimiento del eje hasta la demanda hidráulica. Son cálculos de cribado, con eficiencias supuestas y una rampa de velocidad ideal. No representan una prueba BLINCE, una especificación de motor original ni una configuración para una válvula de alivio. La selección final necesita los datos del motor ofrecido y los requisitos de movimiento reales de la máquina.

Poner el movimiento requerido en la especificación.

Dibuje aceleración, trabajo constante, desaceleración y permanencia, con la carga del proceso debajo. En una mezcladora que pueda incluir material sedimentado al inicio; sobre una mesa de indexación, el dispositivo cargado. Un ventilador necesita su resistencia cuando cambia la velocidad. El cálculo aquí utiliza deliberadamente una resistencia constante para que la parte inercial pueda verse por separado.

Marque dónde comienza y se detiene el reloj. Una marca de tiempo de comando de válvula incluye un retraso de respuesta que el tiempo del primer movimiento omite. El final puede ser llegar primero a las rpm objetivo o estabilizarse dentro de la tolerancia requerida. Aplicar la definición elegida al requisito, la oferta y el registro de prueba.

La ecuación de inercia utiliza el cambio de velocidad real del eje. El perfil comandado todavía tiene que pasar por la válvula, el circuito de aceite y la carga antes de entrar en movimiento. La acumulación de presión, el cumplimiento y la entrega de flujo pueden remodelarlo. Preservar la traza de velocidad al comprobar una máquina existente; reemplazarlo con la configuración del controlador descarta parte de la evidencia.

Si una unidad existente funciona a la velocidad correcta pero arranca demasiado lentamente, conserve su rastro de inicio antes de elegir un reemplazo. BLINCE La guía de cálculo del par motor cubre la relación presión-par. La tarea adicional aquí es establecer el par demandado por el cambio de velocidad.

Establecer inercia en el eje del motor.

Una figura de inercia necesita un eje de rotación y la unidad kg·m². Una nota que dice 'rotor de 30 kg' está incompleta: alejar esa masa del eje cambia el par necesario para acelerarla. El par del eje es una cantidad separada, expresada en N·m.

Para comparar la geometría, tomemos dos piezas hipotéticas de 30 kg con un radio exterior de 0,20 m:

El anillo en esta comparación tiene el doble de demanda de aceleración, aunque las dos partes tienen la misma masa. Elija una geometría que represente la pieza real antes de utilizar cualquiera de las relaciones.

Conserve la lista de piezas CAD, las densidades y los ejes con un resultado de inercia de ensamblaje. Comprobar si incluye buje, llanta, palas, utillaje y material transportado. Una cifra para el rotor desnudo deja sin tener en cuenta cualquier acoplamiento o accesorio adicional.

Las ilustraciones de cilindros específicas del eje en Las referencias de tallas de Oriental Motor son útiles para este paso mecánico. La referencia también separa el par de carga del par de aceleración. Las clasificaciones de sus motores eléctricos permanecen fuera de la selección hidráulica.

La incertidumbre en la carga de material también forma parte del cálculo. Un rotor con un recipiente parcialmente lleno o una herramienta intercambiable puede tener varios casos de inercia creíbles. Enumere las configuraciones previstas más livianas y pesadas con sus cargas de proceso. Un motor seleccionado del dispositivo vacío puede pasar las pruebas de puesta en servicio y luego no acelerar la carga de producción normal.

Trabajar a través de una aceleración de un segundo.

Para el ejemplo hipotético principal, supongamos un impulso directo con:

Este 0,60 kg·m² es un total supuesto para el ejemplo de la unidad principal. El disco anterior era una ilustración geométrica separada y no se agrega nuevamente.

El cálculo utiliza radianes para el movimiento angular. Cada fila alimenta la siguiente:

Las relaciones se dan en forma SI en Fórmulas hidráulicas de Tokyo Keiki, Apéndice 1-5 . Este cálculo utiliza la inercia de masa en kg·m² a lo largo de. Convertir un valor de efecto volante a partir de otra convención requeriría primero su definición y unidades.

El cálculo no tiene margen de diseño añadido. Sus elementos abiertos son la resistencia a la rotura, la incertidumbre de la carga, la forma real de la rampa y los límites de los componentes. Identifique aquellos al lado del resultado. Un porcentaje inexplicable no puede decirle a un revisor qué condición faltante debía cubrir.

Vea lo que se compra cambiando el tiempo de rampa

Utilice la misma inercia, rpm objetivo y resistencia constante para comparar cuatro posibles inicios lineales:

Una rampa más larga puede hacer que el desplazamiento existente sea un candidato más plausible. El costo es el tiempo en el ciclo de la máquina y posiblemente más trabajo de proceso mientras el eje se acelera. El requisito de producción decide si ese comercio es aceptable. La extensión de una rampa no está disponible cuando otra función de la máquina depende de alcanzar la velocidad dentro de un intervalo fijo.

Mantenga la rampa de velocidad recta de la tabla adjunta a sus resultados. Un perfil en forma de S redistribuye la aceleración dentro del tiempo disponible y su pico puede ser mayor que el promedio basado en el punto final. Para ese perfil, use su aceleración máxima en J × aceleración al verificar el par de inercia máximo.

También hay una trampa de tiempo en un comando de un segundo. En un trazo hipotético separado, los primeros 0,3 s no contienen movimiento del eje; la aceleración ocupa los 0,7 s restantes. El cálculo inercial se convierte en 0,60 × 157,08/0,7 , lo que da 134,64 N·m antes de la resistencia del proceso. Contando el retraso estacionario como tiempo en movimiento se habría producido el resultado inferior de 94,25 N·m.

Un registrador que muestra sólo unos pocos puntos a través de la rampa puede localizar las rpm finales pero dejar sin resolver la parte más empinada. Indique el sensor y registre la respuesta con el rastro. El número de dígitos en una pantalla de velocidad no proporciona ningún historial de tiempo faltante. Cuando no exista una traza adecuada, conserve el supuesto de línea recta como estimación.

Convierta la demanda del eje en diferencia de presión útil

Para un cálculo preliminar de motorización en unidades métricas:

Teje ≈ D × Δp × ηhm ÷ 62,83

Las unidades para esta versión son N·m para el par, cm³/rev para el desplazamiento y bar para la diferencia de presión de entrada-salida medida. Ingrese ηhm como una fracción. Para calcular la presión, utilice Δp ≈ 62,83 × Tshaft/(D × ηhm) . La conversión a barra está incluida en 62.83; el La referencia de Tokyo Keiki presenta la relación correspondiente utilizando unidades de presión SI.

Para un motor supuesto de 40 cm³/rev a ηhm = 0,90, la pantalla de presión se encuentra a continuación. Estos supuestos no son una especificación del modelo BLINCE.

Supongamos que un circuito tiene solo 200 bar de diferencia de presión utilizable disponible en todo el motor. En este modelo simplificado, el objetivo de medio segundo necesita más de lo que el suministro puede proporcionar. Una presión nominal de 400 bar en un reemplazo no crearía la presión que falta en el circuito. El caso de un segundo borra esta pantalla aritmética en particular, pero aún necesita revisar la curva de torsión real, las clasificaciones y otras exclusiones.

El Δp utilizable del motor se mide entre sus puertos de trabajo durante el mismo evento. La presión de la bomba puede incluir pérdidas antes de la entrada y la presión en la salida consume parte de la diferencia disponible. Mantenga la presión de la caja como su propia restricción según la documentación del motor seleccionado. No lo reste por segunda vez de un valor medido de entrada menos salida como corrección genérica.

Un supuesto de eficiencia es especialmente incierto cerca del comienzo del movimiento. La referencia general de motores orbitales de Danfoss distingue el par de arranque mínimo del par de funcionamiento y explica el cambio a medida que se establece la película lubricante. Use un valor o curva de torque inicial para el candidato donde la ruptura es decisiva, en lugar de llevar una suposición de eficiencia de carrera hasta velocidad cero. Danfoss General Orbital Motors, diciembre de 2021, páginas 14 y 15.

Verifique el flujo y la potencia máxima en el mismo punto de operación.

El punto final del flujo en este ejemplo es aproximadamente 65,22 L/min . Proviene de Q ≈ D × n ÷ (1000 × ηv) con un supuesto 40 cm³/rev, 1500 rpm y eficiencia volumétrica ηv = 0,92. Q está en L/min. Mantenga ese flujo final junto con el requisito de presión de cada rampa en la hoja de trabajo de suministro.

Ambas rampas terminan en ese flujo bajo el supuesto. Compare el flujo entregado por la bomba a la presión de aceleración, junto con el motor primario y la respuesta del control. Una cifra nominal de 65 L/min sin su condición de presión deja esa comparación sin terminar.

Para el mismo modelo ideal, la integración del flujo al inicio proporciona otra cantidad de oferta útil. Supongamos que ηv permanece constante a medida que la velocidad aumenta linealmente desde cero. El flujo promedio es entonces 65,22/2 = 32,61 L/min: aproximadamente 0,543 L a través del motor en un segundo, o 2,174 L en cuatro segundos. Se excluye el llenado transitorio. Las revoluciones adicionales en el arranque más largo explican su mayor volumen. Envíe el punto final del flujo y la duración juntos al revisar lo que debe entregar el suministro.

Justo antes de que finalice la rampa ideal de un segundo, el modelo todavía necesita 102,25 N·m a 1.500 rpm. La comprobación de potencia en ese punto es:

El motor primario también suministra pérdidas de bombeo y aguas arriba, que están fuera de estos cálculos del puerto de trabajo.

Para la rampa de cuatro segundos, el pico de potencia del eje correspondiente cae a aproximadamente 4,96 kW. Después de cualquiera de las rampas, los 8 N·m asumidos a 1.500 rpm representan sólo aproximadamente 1,26 kW de salida del proceso. Seleccionar un motor primario únicamente a partir de esa producción constante perdería el pico de aceleración del ejemplo. Una salida nominal constante también dice poco sobre la respuesta de sobrecarga de corta duración permitida del suministro.

La expresión de flujo describe las revoluciones y fugas incluidas en su eficiencia supuesta. Un transitorio de presión real también implica compresión de fluido, expansión de manguera, respuesta de válvula y dinámica de suministro. No utilice la rampa de flujo simple como una simulación transitoria completa. El cálculo identifica una demanda para la revisión del circuito; la respuesta medida establece cómo la responde la máquina ensamblada.

Una rampa más larga puede reducir la demanda máxima sin reducir el trabajo total

A la velocidad objetivo del ejemplo, ½Jω² = 0,5 × 0,60 × 157,08² da aproximadamente 7.402 J (7,40 kJ) almacenados en rotación. La elección del tiempo de rampa no ha cambiado ni J ni el ω final, por lo que esta energía de punto final no cambia.

La resistencia supuesta de 8 N·m también consume trabajo a medida que gira el eje. Una rampa lineal recorre ½ωfinal × t: aproximadamente 78,54 rad en un segundo o 314,16 rad en cuatro segundos. Multiplicar por 8 N·m da un trabajo de proceso de aproximadamente 628 J y 2513 J respectivamente.

Por lo tanto, la opción de cuatro segundos compra un pico más bajo mientras el eje da más vueltas contra la resistencia supuesta. Una afirmación de ahorro de energía necesitaría una comparación del ciclo completo, incluida la producción, la permanencia, el control de la bomba y las pérdidas. Una presión máxima más baja por sí sola no establece ese ahorro.

Para una carga que depende de la velocidad, como un ventilador, el cálculo del trabajo necesita la relación aplicable de par versus velocidad a través de la rampa. Una lectura constante a las rpm objetivo da sólo un punto. Conserve una estimación identificada para el resto hasta que estén disponibles los datos de proceso adecuados.

La comparación de producción también necesita la producción entregada durante la rampa. Una salida más larga puede dejar menos segundos a máxima velocidad en un ciclo fijo. Aumentar las rpm finales para recuperar esa producción cambiaría el punto final del flujo y la energía almacenada.

Refleja la inercia correctamente al agregar una caja de cambios

Utilice i = velocidad del motor ÷ velocidad de carga . Entonces la relación ideal de transmisión rígida Jreflejada = Jcarga ÷ i² da la contribución de la carga de salida en el eje del motor. Agregue las piezas giratorias del lado de entrada relevantes en ese eje de referencia.

En un caso ideal aparte, 0,60 kg·m² con una reducción de 4:1 la producción aporta 0,60/16 = 0,0375 kg·m² en el motor. Quedan por agregar entradas de motor, acoplamiento de entrada y caja de cambios; Se excluyen las pérdidas.

El motor también funciona cuatro veces más rápido que la salida en esa relación. Una salida de 1500 rpm requeriría 6000 rpm del motor. La reducción puede reducir el par relacionado con la carga en el motor y al mismo tiempo crear un requisito de velocidad fuera del rango del candidato. BLINCE La guía de selección de motores hidráulicos de alta velocidad aborda las comprobaciones resultantes del motor, el flujo y la instalación.

Incluya datos de eficiencia y servicio transitorio en la consulta de la caja de cambios. Las reversiones implican una reacción violenta y los arranques repetidos implican más que una transmisión constante. Se necesitan el plano de montaje y la revisión del ciclo de trabajo antes de que la reducción se convierta en un resultado de selección.

La oscilación relativa entre el motor y la carga requiere una revisión de la respuesta mecánica del eje flexible o del acoplamiento. Adjunte cualquier exceso observado a la descripción del problema. Un número de par mayor no resuelve las limitaciones de un modelo de tracción rígida en esa situación.

Tenga en cuenta tanto la parada como el inicio.

La parada comienza con los 7,40 kJ del ejemplo todavía en el conjunto giratorio. Identifique dónde irá: la resistencia del proceso, un freno, el circuito hidráulico o un dispositivo de recuperación diseñado. El comando de la válvula por sí solo no asigna esas acciones ni define la rapidez con la que se detiene el eje.

Una parada lineal ideal separada de dos segundos da 0,60 × 157,08 ÷ 2 = 47,12 N·m de par de desaceleración inercial. La resistencia del proceso puede ayudar a proporcionarlo. En cambio, una carga que impulsa el eje puede agregar energía. Establezca esa dirección de carga antes de asignar el par requerido a un freno o al frenado hidráulico.

Si una trayectoria absorbe los supuestos 7,40 kJ en dos segundos, el promedio de su evento es 7,40/2 = 3,70 kW. Con el par de frenado constante ideal, la absorción disminuye a medida que disminuye la velocidad, comenzando por encima de ese promedio. Entrega al proveedor del componente la forma del evento y sus repeticiones, además de las condiciones de temperatura para la revisión.

Para la parte hidráulica, La referencia sobre motores orbitales generales de Danfoss, páginas 20 a 22 , trata el motor de frenado como una bomba y analiza el reabastecimiento para cargas de alta inercia. Sus relaciones de eficiencia de motor y bombeo difieren. La pantalla de presión anterior no se puede reutilizar sin cambios como cálculo de configuración de la válvula de frenado.

Esperar después de la parada es otro requisito. Las fugas internas pueden permitir el movimiento y un freno de parada tiene su propio propósito y clasificación. Obtenga las disposiciones de parada y retención aprobadas para la máquina, incluidas las consecuencias de la pérdida de suministro. Los cálculos de este artículo proporcionan información mecánica para esa revisión; no autorizan cerrar puertos para detener una carga que gira o ajustar una válvula de control de freno.

Incluir eventos repetidos en la revisión de tareas.

Una rampa corta puede ocurrir muchas veces por hora. Proporcione al proveedor la duración del evento, el número de eventos y el resto del ciclo, en lugar de etiquetar todo el servicio como 'intermitente'.

Para obtener un presupuesto por hora ilustrativo, suponga 360 puntos completos idénticos sin recuperación y asigne toda la energía almacenada a la disipación dentro del disco:

Mantenga esta asignación separada de la bomba, el motor, la válvula y otras pérdidas de funcionamiento. La parte que llega al aceite también debe establecerse antes de que se complete el equilibrio térmico hidráulico. Lleve el promedio del evento de 3,70 kW de dos segundos a la revisión del servicio de los componentes, incluidos su pico y repeticiones; llevar los 0,74 kW horarios al balance energético.

Con cilindrada variable, adjunte su horario al perfil de velocidad. Cada desplazamiento cambia tanto el par obtenido por bar como el caudal requerido por revolución. Incluir la opción de control, límites de desplazamiento y condiciones de transición en la propuesta. El ejemplo fijo de 40 cm³/rev no contiene ninguna secuencia de cambios para evaluar.

Para un suministro compartido, identifique la otra función comandada durante el inicio y el flujo que recibe. Una prueba sólo de motor puede dejar esa demanda simultánea ausente. Envíe la descripción de la bomba y el control con el registro de eventos para que se evalúe como instalado un dispositivo de detección de carga, de presión limitada o de flujo fijo.

Compara al candidato con toda la rampa.

Una revisión del candidato debe seguir los puntos de funcionamiento desde el reposo hasta la velocidad máxima. Al principio, compruebe el par de arranque y la posible liberación del freno. Durante el movimiento, compare el par del motor disponible con la demanda del proceso y de aceleración. Cerca de la velocidad objetivo, verifique el punto final de flujo y potencia. Luego examine la desaceleración, posible sobrepaso y retención.

BLINCE enumera una Motorreductor serie CMF y un categoría de motores de pistones axiales , entre otras familias de motores. Estas páginas establecen rutas de consulta de productos. No aprueban el ejemplo supuesto de 40 cm³/rev ni publican un tiempo de aceleración universal permitido. Solicite los datos de la construcción específica ofrecida antes de tratar un apellido como resultado de la selección.

Compare un desplazamiento mayor propuesto utilizando su requisito de flujo revisado a las rpm objetivo. Compare una nueva reducción utilizando la velocidad del motor revisada. Una rampa modificada necesita una verificación del ciclo de producción. Para un aumento de presión propuesto, revise el circuito afectado así como la clasificación del motor ofrecida. Mantenga esas revisiones en la oferta para que se pueda valorar su alcance.

Incluya el eje y la disposición de montaje cuando solicite la revisión de servicio máximo. Una rueda dentada o polea agrega fuerzas de rodamiento y torque transmitido. Una carga sin soporte puede agregar más. Estos pertenecen al dibujo mecánico y al registro de carga; están ausentes de la aceleración J ×.

Para una máquina existente, programe una prueba aprobada con una persona calificada. Registre la velocidad y ambas presiones del puerto de trabajo en la misma base de tiempo, con la configuración de carga, las condiciones del aceite y la información de flujo relevante. Elija el alcance, la precisión y la respuesta del instrumento para la rampa. Mantenga las cargas aseguradas y a las personas alejadas de las piezas giratorias; Utilice las conexiones y el procedimiento de prueba aprobados, sin paradas improvisadas ni apertura de un accesorio presurizado.

Enviar un perfil de movimiento con la consulta del motor.

Inicie la consulta con los requerimientos de movimiento: velocidades, tiempos de arranque y parada, inercia y su eje de referencia, torque del proceso y repeticiones. Adjunte las condiciones de suministro y el dibujo de la interfaz, incluida la convención de relación de transmisión por engranajes. El revisor debería poder reproducir el cálculo de carga a partir de esas entradas.

Etiqueta cómo se obtuvo cada insumo. Una inercia CAD puede excluir las herramientas; un par deducido de la presión depende de los datos del motor utilizados; una traza de velocidad tiene sus límites de medición. Indique la parte que falta de cada estimación junto a ella. Eso hace que la próxima solicitud de datos sea específica.

La respuesta técnica debe nombrar la construcción del motor y los datos de rendimiento utilizados para evaluar el arranque, la rampa y la parada. Debe identificar su servicio de velocidad/presión y las condiciones de entrada/drenaje, junto con cuestiones de exceso o retención no resueltas. Haga que en esa respuesta se registre cualquier cambio propuesto en el desplazamiento, el calendario o el suministro, de modo que las ofertas comerciales describan tareas comparables.

Envía el perfil y el dibujo correspondiente a través del Página de contacto de BLINCE . Para el ejemplo hipotético, una consulta útil indica '0,60 kg·m² inercia total del eje del motor, 0-1500 rpm, rampa lineal propuesta de un segundo, resistencia estimada de 8 N·m', junto con los límites reales del circuito. Esos datos dan al proveedor un deber de aceleración definido que debe evaluar.

Teléfono: +86 132 4232 1601

✉️ Correo electrónico: sales16@blince.com

Sitio web: https://blince.com

Descargo de responsabilidad

Este artículo es una guía de ingeniería general. La selección final de componentes debe basarse en los dibujos de la máquina, los datos hidráulicos medidos, las condiciones de trabajo, los requisitos de seguridad y la confirmación de un ingeniero o proveedor hidráulico calificado.

Equipo Hidráulico Blince

Blince Hydraulic es una empresa líder en la industria dedicada a la fabricación de energía hidráulica con ingeniería de precisión y soluciones hidráulicas personalizadas. Respaldado por décadas de profunda experiencia en el campo de maquinaria industrial y miles de implementaciones globales exitosas, nuestro equipo de ingeniería se enfoca completamente en la fabricación de componentes hidráulicos de alto rendimiento, incluidos motores orbitales especializados, motor de accionamiento de desplazamiento de alta presión , y válvulas de control direccional robustas . Nuestra infraestructura de producción utiliza sistemas de mecanizado CNC multieje de última generación y cuenta con la certificación ISO 9001 para garantizar una precisión volumétrica repetible en cada ejecución de fabricación.

Brindamos soluciones hidráulicas rápidas, altamente confiables y rentables a distribuidores de la industria pesada, fabricantes de equipos originales de maquinaria y equipos de mantenimiento en más de 150 países. Ya sea que su proyecto activo requiera un lote pequeño de perfiles de eje personalizados o una producción a gran escala de Bomba de engranajes de hierro fundido para servicio pesado , configuramos nuestros programas de producción flexibles para cumplir con sus plazos de entrega objetivo con total previsibilidad de precios. Asociarse con Blince significa garantizar la máxima eficiencia del sistema, una calidad de material de élite y una profesionalidad sin concesiones en materia de energía hidráulica.

Para obtener más información sobre nuestra línea completa de productos, visite nuestro sitio web oficial: www.blince.com.