Guía de dimensionamiento de la unidad de energía hidráulica: flujo de la bomba, KW del motor, capacidad del tanque y calor

Una unidad de energía hidráulica puede alcanzar el ajuste de alivio y aún así ser incorrecta para la máquina.

El manómetro sube a 160 bar. El cilindro se mueve, pero tarda doce segundos en lugar de siete. Después de cuarenta minutos, el tanque está caliente, la corriente del motor eléctrico es mayor de lo esperado y el operador comienza a hacer pausas entre ciclos. La primera sugerencia suele ser una bomba más grande. El segundo es un enfriador de aceite más grande. Ninguna de las sugerencias responde a la útil pregunta: ¿adónde va la energía disponible?

El flujo faltante puede comenzar en la entrada de la bomba. Puede perderse a través de una pequeña válvula direccional, un filtro, una manguera de retorno larga o una válvula de alivio que permanece abierta durante parte del ciclo. El motor eléctrico puede ser lo suficientemente grande para una carga promedio pero demasiado pequeño para arranques repetidos. El depósito puede contener suficiente aceite para cubrir el puerto de succión y al mismo tiempo dar muy poco tiempo para que el aire salga del fluido. A La unidad de energía hidráulica personalizada debe seleccionarse como circuito de trabajo, no como un tanque con un motor atornillado en la parte superior.

Este es el tipo de trabajo de dimensionamiento que normalmente recae en varios escritorios. El mantenimiento sabe cuándo la máquina se ralentiza. La compra tiene el número de modelo antiguo. El constructor sabe cuánto espacio queda al lado del marco. Ninguno de esos hechos es suficiente por sí solo. Sin embargo, júntelos y podrá analizar la bomba, el motor eléctrico, el tanque, las válvulas, los filtros y el enfriador antes de que un proveedor se comprometa con un diseño que es costoso de cambiar.

Comience con el ciclo de la máquina, no con el catálogo de la unidad de potencia

Comience con un cronómetro y la máquina, no con un catálogo de bombas. Sigue un ciclo completo. Una prensa puede recorrer la mayor parte de su recorrido rápidamente, reducir la velocidad cerca de la pieza de trabajo, mantener la fuerza durante ocho segundos y luego volver a casa casi descargada. Un ascensor puede empezar con dificultad pero moverse sólo seis veces en una hora. Un transportador es el tipo de problema opuesto: presión moderada, tal vez, pero sin descanso prolongado. Sus lecturas máximas de calibre podrían coincidir, mientras que sus unidades de potencia necesitan motores, tanques y disposiciones de refrigeración bastante diferentes.

Registre cada actuador por separado. Para un cilindro, anote el diámetro interior, el diámetro de la varilla, la carrera, la dirección de la carga, el tiempo de recorrido requerido y el punto más duro del varillaje. Para una unidad rotativa, observe el desplazamiento, las rpm objetivo, el par de arranque, la disposición del drenaje de la caja y si la carga puede sobrepasar el motor. El La guía de combinación de bomba hidráulica y motor explica por qué la velocidad, el par, la presión de retorno y la temperatura del aceite deben leerse juntos.

Luego anota qué funciones operan al mismo tiempo. Un ramal de dirección de 25 L/min y un ramal de abrazadera de 35 L/min no necesariamente requieren una bomba de 60 L/min si la secuencia de control impide el funcionamiento simultáneo. Las mismas dos ramas pueden requerir los 60 L/min si el operador puede usar ambas juntas. El esquema, la lógica de la válvula y la secuencia del PLC deciden qué afirmación es verdadera.

Para el trabajo de campo, una frase simple es más valiosa que una solicitud pulida de número de pieza:

La unidad extiende un cilindro de 80 mm de diámetro a través de 500 mm en 7 segundos, mantiene una carga de 22 kN durante 10 segundos, se retrae sin carga y repite cuatro veces por minuto. El aceite alcanza los 63 C después de una hora, mientras que la presión de salida de la bomba es de 160 bar y la presión de retorno es de 9 bar durante la extensión.

Esa nota ya le da al proveedor un punto de partida. 'Citar un grupo hidráulico de 7,5 kW' no.

Qué incluye realmente una unidad de energía hidráulica

En el taller, 'unidad de potencia' puede significar cualquier cosa, desde una motobomba montada en un tanque pequeño hasta una estación hidráulica completa con un colector y un gabinete de control. El límite útil es funcional: almacena y acondiciona el aceite, impulsa la bomba, limita la presión y envía un flujo controlado hacia la máquina. Cuando el servicio lo requiera, podrán instalarse válvulas direccionales, filtros, respiradero de llenado, indicador de nivel y temperatura, acoplamientos de prueba, acumulador, calentador o enfriador. No son necesarios simplemente para que el conjunto parezca completo.

Un cambio tiende a mover varios otros límites. Agregue el desplazamiento de la bomba y el bloque de válvulas, el filtro, el enfriador, las mangueras y el retorno del tanque deben transportar el aceite adicional. Reduzca la altura del tanque para dejar libre una protección y el puerto de succión puede quedar demasiado cerca del fluido aireado de retorno. Aumente el ajuste de alivio y el par del eje aumentará con él; también lo hace la posible carga sobre los cilindros, las tuberías y la estructura de la máquina. Esa cadena de efectos es donde una unidad compacta y de apariencia ordenada puede convertirse en una unidad que no funciona bien.

El artículo más antiguo de BLINCE sobre el La diferencia entre una bomba hidráulica y una unidad de potencia hidráulica es un contexto útil. La presente guía da el siguiente paso: convierte un ciclo de máquina en números de dimensionamiento preliminares y una solicitud de cotización utilizable.

Paso 1: convertir el movimiento del actuador en el flujo requerido

El flujo controla principalmente la velocidad del actuador. La presión se desarrolla en respuesta a la resistencia y la carga. Mantener esos dos trabajos separados evita uno de los errores más comunes en la selección de la unidad de potencia: aumentar el ajuste de alivio porque un cilindro es lento.

Para un cilindro de doble efecto, primero calcule el área que realmente ve presión en la carrera de trabajo:

A_pistón = pi x D^2 / 4

El área anular del lado de la varilla es:

A_anular = pi x (D^2 - d^2) / 4

Donde D es el diámetro interior y d es el diámetro de la varilla. El flujo requerido se deriva del área y la velocidad:

Q = Axv

La versión de campo del cálculo es menos abstracta: encuentre el volumen de aceite necesario para llenar la cámara de trabajo y luego pregunte qué tan rápido debe llegar ese volumen. Ejecute los números dos veces. La extensión utiliza el área de paso total; la retracción utiliza el área anular más pequeña alrededor de la varilla. Con un flujo fijo, un Por lo tanto , el cilindro hidráulico de doble efecto normalmente regresará más rápido de lo que se extiende.

Ejemplo de cilindro: 80 mm de diámetro, 500 mm de carrera

Para un diámetro de 80 mm, el área total del pistón equivale aproximadamente a 5.026,5 mm2. Mueva esa área a través de un recorrido de 500 mm y el extremo de la tapa ocupa aproximadamente 2,51 litros. Ese es el volumen que debe llegar después de que la válvula cambie, no simplemente el volumen que se muestra en el catálogo de bombas.

Para mover esos 2,51 litros en 7,2 segundos se requieren unos 20,9 L/min sobre el papel. Una bomba marcada con 20 L/min ya está corta antes de que se cuenten las fugas. La transición de válvulas, la aceleración, las fugas de aceite caliente y una segunda función pueden ocupar otra parte. En otras palabras, 20,9 es un objetivo útil en el puerto del cilindro, no un permiso para pedir la bomba nominal más cercana.

Para un motor hidráulico, la misma idea de volumen y tiempo aparece como desplazamiento por revolución:

Q_teórico (L/min) = desplazamiento (cm3/rev) x velocidad (rpm) / 1000

Un motor de 250 cm3/rev a 80 rpm consume 20 L/min en el cálculo ideal. La oferta real también tiene que cubrir las fugas. Entregar sólo 18 L/min después del desgaste de la bomba y las pérdidas de las válvulas y el eje no puede mantener la velocidad calculada; aumentar la presión no reemplazará el aceite faltante.

Los totales de las sucursales necesitan una rápida verificación de la realidad. Si dos cilindros están interconectados y nunca se mueven juntos, la suma de ambos flujos máximos sobredimensiona la fuente. Si un operador puede emplumar ambos carretes a la vez, ignorar una rama hace lo contrario. La dirección prioritaria, los circuitos regenerativos, los acumuladores y las bombas variables hacen que la suma nominal sea aún menos confiable; para esas máquinas, siga el esquema a través de la secuencia real.

Paso 2: Elija el desplazamiento de la bomba a partir de la velocidad de accionamiento real

Para una bomba de desplazamiento fijo, el caudal teórico es:

Q_teórico (L/min) = desplazamiento de la bomba (cm3/rev) x velocidad de la bomba (rpm) / 1000

El flujo real se puede estimar multiplicando por la eficiencia volumétrica:

Q_actual = Q_teórico x eficiencia volumétrica

Tome un 16 cm3/rev. Bomba hidráulica de engranajes serie HGP accionada a 1.450 rpm. La multiplicación da 23,2 L/min antes de la fuga interna. El uso de una eficiencia volumétrica del 90 por ciento como valor estimado temporal hace que la entrega esperada vuelva a ser de 20,9 L/min.

Esa cifra del 90 por ciento es una suposición en una hoja de cálculo, no una calificación BLINCE prometida. La construcción de la bomba, la presión, la velocidad, la viscosidad del aceite, la temperatura y el desgaste la mueven. La selección final debe provenir de la curva de la bomba exacta. En esta etapa, la estimación sólo responde a una pregunta aproximada: ¿es plausible 16 cm3/rev o estamos claramente en el rango de tamaño equivocado?

Verifique la velocidad en el eje de la bomba, no el número que se recuerda en el folleto del motor. Un motor de inducción de 50 Hz normalmente no gira a su velocidad síncrona de 1500 rpm una vez cargado. Los motores oscilan en un rango más amplio y las relaciones de la TDF a menudo se transmiten incorrectamente. Un diseño basado en 1.800 rpm que en realidad recibe 1.450 rpm pierde aproximadamente una quinta parte de su flujo teórico antes de que la fuga de la bomba entre en discusión.

¿Desplazamiento fijo o variable?

Una bomba de engranaje fijo tiene sentido cuando la máquina quiere aproximadamente la misma entrega en cada ciclo y el circuito tiene una manera honesta de descargarla. Es económico y familiar de mantener. Los problemas comienzan cuando la mayor parte de ese flujo fijo pasa largos períodos comprimido a través de un borde dosificador o vertido a través del alivio mientras el actuador apenas se mueve.

A La bomba de pistones axiales de desplazamiento variable puede retroceder desde el desplazamiento total cuando el control indica que la demanda ha disminuido. Eso ahorra flujo desperdiciado sólo cuando el control está configurado correctamente. La plomería con detección de carga, la configuración del compensador, el aceite limpio y un drenaje de caja abierta se convierten en parte de la puesta en servicio; el La guía de drenaje de la caja de la bomba de pistón cubre una de las rutas de falla menos visibles.

No elija una bomba variable sólo porque parezca más avanzada. No elija una bomba de engranajes sólo porque le resulte familiar. El ciclo de la máquina debería tomar la decisión.

Paso 3: Calcule la potencia hidráulica antes de elegir los kW del motor

Una vez que el flujo se ha vinculado a la velocidad, la presión y el flujo se pueden combinar para estimar la producción hidráulica:

P_hidráulico (kW) = presión (bar) x caudal (L/min) / 600

Para el punto de funcionamiento utilizado aquí, 160 bar y 20,9 L/min dan:

160 x 20,9 / 600 = 5,57 kilovatios

El motor no puede dimensionarse exactamente a 5,57 kW. Parte de la potencia del eje se pierde en la bomba y en el accionamiento. Utilizando una eficiencia general del 85 por ciento como estimación inicial se obtiene:

P_entrada_motor = 5,57 / 0,85 = 6,55 kW

Un motor de 7,5 kW puede ser un punto de partida razonable para este ejemplo. No es una elección final automática. El arranque bajo carga, la viscosidad del aceite frío, la operación de alivio, el voltaje y la frecuencia, el factor de servicio, la temperatura ambiente, la altitud, el recinto, los arranques por hora y la eficiencia real de la bomba siguen siendo importantes.

La corriente del motor debe registrarse según el servicio real. Una unidad de potencia que funciona cómodamente durante una carrera de cilindro puede dispararse después de arranques repetidos o después de que el aceite se calienta y la máquina comienza a mantener la presión por más tiempo. El cálculo hidráulico no sustituye al diseño eléctrico; le da al diseñador eléctrico un caso de carga para verificar, mientras que el La guía de alineación del acoplamiento de la bomba cubre las comprobaciones mecánicas entre las dos máquinas.

La potencia máxima no es lo mismo que la potencia continua

Un levantamiento puede necesitar 160 bar durante cinco segundos y luego descansar dos minutos. Una prensa puede utilizar alta presión sólo al final de la carrera de formación. Un transportador puede exigir una presión moderada de forma continua. La selección de la placa de identificación debe reflejar cuánto tiempo soporta el motor cada carga, si puede enfriarse entre ciclos y si la máquina arranca mientras el circuito hidráulico está descargado.

Si la bomba arranca contra presión, revise el centro de la válvula, la disposición de descarga, las válvulas de retención y la presión atrapada. Un motor de gran tamaño puede ocultar un circuito de arranque deficiente, pero no elimina el pico de presión o el choque mecánico. El La guía de selección de la válvula de retención hidráulica es relevante cuando la presión permanece atrapada después del apagado.

Ejemplo de selección elaborada: una pequeña unidad de elevación industrial

Considere un dispositivo de elevación con estos requisitos preliminares:

• Diámetro de 80 mm, varilla de 45 mm, carrera de 500 mm;

• Carga externa máxima de 22 kN durante la extensión;

• tiempo de extensión objetivo de 7,2 segundos;

• cuatro ciclos completos por minuto durante un lote de producción de 20 minutos;

• Presión de trabajo máxima prevista de 160 bar;

• un suministro eléctrico trifásico de 400 V, 50 Hz;

• servicio interior, normalmente entre 15 y 35 C alrededor de la unidad.

El extremo de la tapa tiene capacidad para unos 2,51 litros por encima de la carrera indicada. Distribuir ese volumen en 7,2 segundos produce el objetivo de 20,9 L/min. Una bomba de 16 cm3/rev a 1.450 rpm produce 23,2 L/min en teoría y, con el margen de eficiencia temporal, aterriza cerca de 20,9 L/min.

Si los 20,9 l/min se entregaran a 160 bar, la potencia hidráulica sería de 5,57 kW. Teniendo en cuenta las pérdidas supuestas, el requisito del eje aumenta a 6,55 kW. Esto coloca a un motor de 7,5 kW en la lista corta, pero aún no en el pedido: el arranque en frío, los arranques por hora, la sobrecarga y la traza de presión real aún tienen que coincidir.

El control de fuerza también importa. A 160 bar, un diámetro interior de 80 mm proporciona una fuerza de extensión teórica de aproximadamente 80,4 kN, muy por encima de la carga indicada de 22 kN. Esa diferencia es una advertencia, no un beneficio. O la presión de trabajo real será mucho menor, el varillaje tiene una gran desventaja mecánica o los datos iniciales están incompletos. Un proveedor correcto debería preguntar qué declaración se aplica antes de configurar la válvula de alivio.

Este ejemplo muestra por qué el flujo y la presión no se deben copiar de filas separadas del catálogo. El objetivo de velocidad apunta hacia aproximadamente 21 L/min. La carga puede necesitar mucho menos de 160 bar. La configuración correcta del motor y del alivio sólo se puede finalizar después de que se confirmen la fuerza y ​​el varillaje reales.

Paso 4: dimensionar el depósito sin adorar una proporción

El atajo conocido es hacer que el volumen del depósito sea un múltiplo del flujo de la bomba. Durante la planificación inicial a menudo se utilizan proporciones como dos, tres o cinco veces el flujo de la bomba. No son reglas de diseño universales. Un depósito de 60 litros puede ser generoso para una unidad intermitente de 20 L/min e inadecuado para otra unidad con estrangulamiento continuo, flujo de aire deficiente, un gran volumen de cilindro diferencial y una fuerte exposición a la contaminación.

El embalse tiene varios puestos de trabajo. Debe mantener cubierta la entrada de succión en todas las posiciones del actuador, retener el aceite desplazado por los cilindros y acumuladores, dejar espacio para la expansión térmica, ralentizar el retorno de aceite lo suficiente para el control del aire y la contaminación, y dar acceso al personal de mantenimiento para limpiarlo e inspeccionarlo. También contribuye con la superficie y la masa de aceite al control térmico.

Comience calculando el cambio máximo en el volumen de aceite del sistema. Un cilindro grande de un solo vástago almacena diferentes cantidades en los lados de la tapa y del vástago. Varios cilindros pueden extenderse juntos. Un acumulador puede liberar y recuperar un volumen significativo de petróleo. El tanque debe permanecer dentro de los niveles mínimos y máximos seguros durante toda la secuencia, no solo cuando todos los actuadores están retraídos.

Luego observe el flujo de retorno. La retracción del cilindro puede enviar más aceite al depósito del que suministra la bomba porque la varilla reduce el volumen anular. Un circuito regenerativo puede crear otro patrón de flujo. El difusor de retorno, el filtro, el enfriador y el diseño del puerto deben soportar ese pico sin convertir el tanque en un generador de espuma.

Una mejor mesa de detección de yacimientos

Un rango preliminar puede comenzar con aproximadamente dos a cinco litros de volumen de depósito por L/min de flujo de bomba para muchas unidades convencionales, pero el número final debe justificarse por los factores anteriores. Trate la proporción como un punto de partida para una conversación, no como una prueba.

Los puertos de succión y retorno deben estar lo suficientemente separados para evitar que el aceite de retorno aireado y caliente regrese directamente a la bomba. Los deflectores internos, los difusores y las posiciones sensibles de los puertos pueden ayudar, mientras que una geometría deficiente puede perjudicar a un tanque grande. El La guía del respiradero del tanque hidráulico cubre cómo el movimiento del nivel de aceite también cambia la ruta de aire requerida.

Paso 5: encuentre la fuente de calor antes de agregar una hielera

Cada pérdida se convierte en calor. Las fugas de la bomba, la ineficiencia del motor, la caída de presión de la válvula, el flujo de alivio, las mangueras de tamaño insuficiente, los acopladores apretados, la restricción del filtro y la contrapresión de retorno consumen energía sin producir movimiento útil.

Una estimación rápida del calor para una caída de presión conocida es:

Pérdida de calor (kW) = caída de presión (bar) x caudal (L/min) / 600

Si 20 L/min cruzan una válvula con una caída de presión de 40 bar, aproximadamente 1,33 kW se convierten en calor en esa condición. Si la misma pérdida continúa durante la mayor parte del turno, no es un detalle térmico menor.

El flujo de alivio es más severo. Enviar 20 L/min a través de un ajuste de alivio de 160 bar representa aproximadamente 5,33 kW de potencia hidráulica que se convierte principalmente en calor. Un refrigerador puede eliminar parte de ese calor, pero la mejor primera reparación suele ser evitar que el circuito se alivie.

Mida la temperatura del aceite como tendencia. Registre la temperatura del tanque, la temperatura ambiente, el estado del ciclo, la presión de la bomba, la presión de retorno y la corriente del motor a intervalos regulares hasta que la unidad alcance una condición estable o exceda el rango permitido. Una lectura tomada después de apagar la máquina no puede mostrar dónde se produjo el calor.

Cuando se necesita un rechazo real del calor, dimensione el enfriador según la carga de calor, el flujo de aceite, la temperatura permitida del aceite, las condiciones del aire o agua ambiental, la contaminación, la potencia del ventilador y la caída de presión. El La guía de tamaño del enfriador de aceite hidráulico explica por qué un núcleo más grande no es automáticamente un mejor circuito.

Para unidades que necesitan refrigeración por aire forzado, un producto como el El enfriador de aceite hidráulico de la serie BLINCE AD debe seleccionarse teniendo en cuenta el rechazo de calor calculado y la ruta de aceite real. No utilice el flujo nominal de la bomba como única especificación del enfriador.

Paso 6: Verificar la capacidad de la válvula y la lógica de control

El bloque de válvulas decide hacia dónde va el flujo de la bomba cuando el actuador se mueve, se detiene, se detiene o cambia de dirección. Una bomba de buen tamaño puede parecer débil detrás de un carrete de tamaño insuficiente. Un motor eléctrico del tamaño correcto puede calentarse si el centro de válvulas mantiene la bomba cargada en punto muerto.

Para cada válvula, confirme el flujo nominal, la presión de trabajo, la caída de presión interna, la función del carrete, la condición del centro, el método de actuación, el voltaje, la anulación manual y los requisitos de drenaje o piloto. El La guía de selección de válvulas de control direccional muestra por qué no es suficiente hacer coincidir el patrón de puertos.

El control de la presión también necesita una jerarquía. El alivio principal protege el circuito fuente. Una válvula reductora puede limitar una rama. Una válvula de contrapeso puede controlar una carga excedente. Una válvula de secuencia puede iniciar la siguiente función sólo después de que la primera desarrolle presión. Si sus configuraciones se superponen descuidadamente, la unidad de potencia puede vibrar, calentarse o realizar funciones en el orden incorrecto.

El control de flujo merece el mismo tratamiento. Medir de 30 L/min a 8 L/min con una bomba fija puede desperdiciar una gran cantidad de energía a menos que el flujo no utilizado se descargue o se utilice en otro lugar. Antes de especificar un depósito y un enfriador más grandes, compare el circuito con el guía de solución de problemas de la válvula de control de flujo hidráulico.

Paso 7: Diseñe las rutas de succión y retorno como partes de la unidad

La bomba no puede entregar el aceite que no puede recibir. Una manguera de succión larga, un conector pequeño, una válvula cerrada, un filtro sucio, un revestimiento colapsado, una alta viscosidad del aceite en frío o una mala salida del tanque pueden hacer que una bomba se quede sin agua incluso cuando el depósito parece lleno.

Mantenga el recorrido de succión corto y generoso, utilizando los límites de entrada del fabricante de la bomba en lugar de un tamaño de manguera conveniente. Evite codos y reductores innecesarios. Asegúrese de que la línea no se convierta en una bolsa de aire. Si la bomba está montada por encima del nivel de aceite, el cebado y las condiciones de entrada permitidas necesitan una confirmación explícita.

Se debe verificar el lado de retorno para determinar el flujo máximo, no solo el suministro de la bomba. Los filtros, refrigeradores, colectores, mangueras y accesorios crean una caída de presión acumulativa. La alta presión de retorno puede reducir la fuerza del cilindro, reducir el par del motor, aumentar la tensión del sello y hacer que el tanque funcione más caliente.

El La gama de accesorios y mangueras hidráulicas es el punto de partida del producto, pero un conjunto de manguera correcto aún necesita presión máxima y de trabajo, flujo, fluido, temperatura, ruta, radio de curvatura, abrasión, servicio de impulso, geometría del accesorio y movimiento de instalación. El tamaño de la rosca por sí solo no prueba la capacidad de flujo interno.

Paso 8: Especificar las necesidades de los componentes de filtración y respiración

Un aceite de aspecto limpio no es necesariamente un aceite limpio. El aceite nuevo puede transportar partículas desde el almacenamiento y la transferencia. Las mangueras nuevas pueden contener polvo de corte. Un tanque soldado nuevo puede liberar incrustaciones o desechos de fabricación si no se preparó correctamente.

La selección del filtro debe considerar la limpieza objetivo, la sensibilidad de los componentes, el rendimiento beta, la viscosidad de arranque en frío, el comportamiento de colapso o derivación, la configuración del indicador y el intervalo de mantenimiento. Un filtro fino que utiliza cada arranque en frío en derivación puede brindar menos protección de lo que sugiere la orden de compra.

La filtración de retorno es común, pero no protege la bomba de los desechos que ya se encuentran en el depósito. Los filtros de succión pueden atrapar material de gran tamaño y, al mismo tiempo, crear una restricción de entrada si son demasiado pequeños o se descuidan. Los filtros de presión protegen los componentes sensibles aguas abajo, pero requieren la presión nominal correcta y un lugar adecuado en el circuito.

Después de una falla de la bomba o del motor, inspeccione el depósito, las mangueras, el bloque de válvulas, el enfriador y las rutas del actuador antes de instalar el reemplazo. El La guía de control de contaminación hidráulica explica por qué el componente defectuoso a menudo es solo el primer resultado visible.

El respiradero debe dejar pasar aire a medida que cambia el nivel de aceite, excluyendo al mismo tiempo la contaminación esperada en el sitio. Una pequeña unidad interior y una fuente de alimentación agrícola exterior no respiran el mismo aire. El diseño del relleno, la filtración de transferencia, la exposición a la lluvia, el lavado, la humedad y el acceso al servicio deben escribirse en las especificaciones.

Paso 9: Coloque puntos de prueba donde se tomarán las decisiones

Un manómetro de salida de la bomba es útil, pero no puede mostrar la presión perdida a través del filtro de presión, la válvula, el enfriador o la línea de retorno. No puede demostrar qué presión llega al cilindro o al motor. Tampoco puede separar un breve pico de alivio de una condición de carga sostenida.

Los puntos útiles pueden incluir la salida de la bomba, antes y después de un filtro de presión, entrada de la válvula, puertos de trabajo del actuador, línea de retorno, entrada y salida del enfriador y drenaje de la caja de la bomba de pistón, cuando corresponda. El conjunto exacto debe seguir las fallas que el equipo de mantenimiento pueda necesitar diagnosticar.

Seleccione el rango de calibre para la medición. Un manómetro de 400 bares puede sobrevivir a una prueba de retorno de 25 bares, pero no proporcionará una resolución útil. Las pulsaciones y vibraciones también pueden requerir un manómetro lleno de líquido, un amortiguador, un acoplamiento de prueba remoto o un transductor en lugar de un manómetro desnudo en un colector vibratorio.

El La guía de colocación del manómetro hidráulico proporciona un método de mapeo de presión más amplio. Construir los puntos de prueba en una nueva unidad de potencia suele ser más barato que agregarlos después del primer fallo inexplicable.

Verificaciones del ciclo de trabajo por tipo de máquina

Prensas, abrazaderas y máquinas herramienta

Una prensa o abrazadera a menudo necesita un acercamiento rápido, una velocidad de trabajo controlada, una fuerza elevada cerca del final del recorrido y un retorno rápido. Una disposición de bomba alta-baja, un acumulador, una bomba variable o un circuito de descarga pueden reducir la potencia instalada en comparación con obligar a una bomba fija a satisfacer cada etapa de manera ineficiente.

Mantener la presión merece atención. Si la bomba permanece cargada sólo para compensar las fugas de la válvula o del cilindro, la unidad puede pasar la mayor parte del tiempo generando calor. Verifique si una válvula de retención operada por piloto, una estrategia de acumulador o una reparación del componente con fugas es más apropiada que el funcionamiento continuo de la bomba; el La guía de deriva del cilindro hidráulico ayuda a separar esas rutas de fuga.

Elevadores, remolques de volcado y paquetes de energía intermitentes

Las unidades de elevación intermitente pueden utilizar tanques y motores compactos cuando se indican honestamente el ciclo completo, el tiempo de descanso, los arranques por hora, las condiciones ambientales y la carga. El servicio corto no elimina los requisitos de seguridad por falla de manguera, carga excesiva, alivio de presión, descenso de emergencia o soporte mecánico.

Un circuito de descenso por gravedad puede requerir flujo de bomba sólo durante la elevación, pero la ruta de retorno aún tiene que controlar la velocidad de descenso sin contrapresión o calor excesivos. No seleccione la unidad únicamente con la presión de elevación.

Accionamientos para transportadores, mezcladores, ventiladores y cabrestantes

Las cargas rotativas continuas exponen pérdidas que las pruebas de cilindros cortos pueden ocultar. La presión de salida del motor, el drenaje de la caja, el flujo del enfriador y el suministro estable de la bomba son importantes para todo el turno. Una unidad de potencia que sobrevive a una prueba de cinco minutos aún puede perder velocidad o sobrecalentarse después de una hora, especialmente cuando el La ruta de drenaje de la caja del motor está ligada a un retorno restrictivo.

En el caso de cabrestantes y accionamientos de marcha libre, el frenado y el control de carga deben diseñarse con la función de seguridad de la máquina. La especificación de la unidad de potencia debe incluir el par de arranque, el par de funcionamiento, la velocidad máxima, el comportamiento de frenado y lo que sucede cuando se pierde la energía eléctrica.

Equipos móviles y agrícolas

Las instalaciones móviles añaden variación de velocidad del motor, inclinación, vibración, polvo, lluvia, embalaje compacto y cambios de accesorios. El embalse deberá mantener cubierta la boca de aspiración en las pendientes previstas. El refrigerador debe recibir un flujo de aire real. El respiradero y el llenado deben sobrevivir al entorno en el que el operador realmente da servicio a la máquina.

Para unidades impulsadas por toma de fuerza o motor, proporcione al proveedor el rango completo de velocidad, rotación, eje o acoplamiento y carga lateral permitida. Una bomba dimensionada a la velocidad nominal del motor puede decepcionar durante el funcionamiento a baja velocidad, mientras que una bomba seleccionada para un flujo bajo en vacío puede sobreacelerar a las rpm de transporte.

¿Quién no debería pedir todavía una unidad de energía hidráulica?

No realice el pedido todavía si aún desconoce la carga del actuador, la velocidad requerida, las funciones simultáneas, el suministro eléctrico o el comportamiento de seguridad. Un proveedor puede preparar una estimación presupuestaria a partir de datos incompletos, pero debe etiquetarse como preliminar.

No pida una unidad más grande sólo porque la máquina vieja es lenta. Si la bomba vieja no funciona, la válvula es restrictiva, el cilindro tiene fugas internas o la línea de retorno está bloqueada, el flujo adicional de la bomba puede generar más calor sin restaurar el movimiento.

No solicite un depósito compacto cuando la máquina no tenga un plan de enfriamiento confirmado, un flujo de retorno alto, cambios grandes en el volumen del cilindro o acceso deficiente para la limpieza. El embalaje es un insumo de ingeniería, no un permiso para eliminar funciones de gestión del petróleo.

No compre una unidad de alta presión para una máquina cuyos cilindros, válvulas, mangueras, bastidor, protectores y arquitectura de control no hayan sido aprobados para presiones más altas. La configuración de una válvula de alivio no es un certificado de actualización.

Lista de verificación práctica antes de solicitar una cotización

Si faltan varias respuestas, aún puede comenzar la selección. No debe presentarse como ingeniería terminada. Cuantas menos incógnitas, menores serán las posibilidades de comprar una unidad de potencia hidráulica que alcance la presión en el banco de pruebas pero no alcance la máquina.

Atajos que producen una unidad de potencia costosa

Atajo 1: Dimensionar la bomba a partir de la presión máxima

La clasificación de presión no determina el flujo. Comience por la velocidad y el volumen del actuador, luego verifique la presión requerida por la carga.

Atajo 2: Tratar el flujo como la potencia nominal del motor

Treinta litros por minuto representan sólo la mitad de la historia del motor. A 40 bar la potencia hidráulica es de unos 2 kW; a 200 bar es de unos 10 kW. La eficiencia y el deber elevan entonces la placa de identificación requerida. Mismo flujo, carga del eje muy diferente.

Atajo 3: Llamar a la presión de alivio el punto de trabajo

La válvula de alivio protege el circuito. Si se abre durante cada ciclo normal, la energía útil se convierte en calor y el diseño del control merece una revisión.

Atajo 4: Aplicar un multiplicador de depósito en todas partes

La relación tanque-flujo es sólo una convención preliminar. El cambio de volumen del cilindro, el flujo de retorno, la liberación de aire, el calor, la inclinación, el mantenimiento y el embalaje pueden alterar el tamaño final.

Atajo 5: Agregar un refrigerador antes de medir la pérdida

Un enfriador puede controlar la temperatura mientras oculta el flujo de alivio continuo, la caída de presión de la válvula o la restricción de retorno. Primero encuentre el calor evitable y luego dimensione el refrigerador para la carga restante.

Atajo 6: ignorar los arranques del motor y el aceite frío

Un motor que funciona una vez puede fallar durante arranques repetidos. El aceite frío aumenta la pérdida de entrada y el par de arranque. Confirmar método de arranque, arranques por hora, descarga, voltaje y temperatura mínima del aceite.

Atajo 7: Selección de válvulas por tamaño de puerto

Hilos iguales pueden ocultar diferentes pasajes internos, curvas de caída de presión, centros de carrete y comportamiento de control. Utilice el flujo nominal y la función del circuito.

Atajo 8: Aprobación de la unidad desde un indicador

Una lectura de salida de la bomba no demuestra la presión del actuador ni la presión de retorno aceptable. Ponga puntos de prueba en torno a las pérdidas que importan.

Atajo 9: Conexión de una unidad limpia a una máquina sucia

Los residuos de la falla anterior pueden regresar a través de la nueva bomba y bloque de válvulas. Limpie y verifique toda la ruta de aceite conectada.

Atajo 10: cotizar un máximo de catálogo como servicio continuo

La presión máxima, el flujo intermitente y la temperatura máxima no son intercambiables con clasificaciones continuas. Confirmar el componente seleccionado en el punto de servicio real.

Una solicitud de cotización que le da al proveedor algo que calcular

Evite enviar únicamente:

Necesita una unidad de 7,5 kW, 160 bar, depósito de 40 L. El mismo deber que el anterior.

Utilice una nota técnica:

Aplicación: dispositivo de elevación interior. Un cilindro de doble efecto, diámetro de 80 mm, vástago de 45 mm, carrera de 500 mm. La carga externa es de 22 kN en extensión. Necesitamos el golpe completo en 7,2 segundos; seis segundos son aceptables para regresar. La producción se realiza en lotes de 20 minutos a cuatro ciclos por minuto, seguidos de una parada de 10 minutos, en un turno de ocho horas. Ningún segundo actuador funciona con el elevador. El suministro de la planta es de 400 V, 50 Hz, trifásico y el espacio disponible es de 800 x 550 mm. El cilindro debe permanecer elevado cuando se detiene la bomba, con descenso de emergencia controlado. Verifique el desplazamiento de la bomba propuesto, el tamaño del motor, el tanque, la disposición de las válvulas, la filtración, los puntos de medición y los requisitos de enfriamiento en lugar de copiar la antigua unidad de 7,5 kW.

Esa solicitud le dice al proveedor dónde permanecen las suposiciones. La carga indicada de 22 kN no parece requerir 160 bar con el cilindro propuesto, por lo que se debe volver a calcular la presión de trabajo. El ciclo sugiere un trabajo intermitente pero repetido, no un solo levantamiento. El requisito de retención y descenso afecta el circuito de la válvula y la revisión de seguridad.

Para un proyecto de reemplazo, envíe también fotografías de la unidad anterior, la placa de identificación de la bomba, la placa del motor, el colector, los puertos de las mangueras, el gabinete eléctrico, el estado del aceite, el elemento filtrante y el primer componente defectuoso. Una foto sin datos de funcionamiento es útil; Los datos de funcionamiento sin una vista de la instalación están incompletos.

Preguntas frecuentes

¿Cómo dimensiono una unidad de potencia hidráulica?

Trabaje hacia afuera desde el actuador. Establezca la carga y el tiempo permitido para el movimiento, luego calcule el flujo y la presión probable de trabajo. Sólo después de eso, el caudal de la bomba, los kW del motor, el tanque, el bloque de válvulas, la filtración y la refrigeración tienen suficiente contexto para ser seleccionados.

¿Qué tamaño de motor eléctrico necesita una unidad de potencia hidráulica?

Utilice bar x L/min / 600 para la salida hidráulica en el peor punto de funcionamiento sostenido. Dividir por una eficiencia global defendible, no optimista. El resultado aún necesita una verificación eléctrica para arranques en frío, método de arranque, arranques por hora, voltaje, frecuencia, temperatura ambiente y margen de sobrecarga.

¿Qué tamaño debe tener un depósito hidráulico?

Un multiplicador puede proporcionar un primer boceto, pero no puede terminar el tanque. Verifique cuánto aceite sale y regresa a medida que se mueven los actuadores, si la succión permanece cubierta, el flujo máximo de retorno, el rechazo de calor, la liberación de aire, el espacio de expansión, la inclinación del sitio y si alguien puede alcanzar el tanque para limpiarlo.

¿Es siempre mejor un depósito hidráulico más grande?

No por defecto. El volumen de aceite y la superficie adicionales pueden ralentizar el aumento de temperatura y dar más tiempo al aire para salir. También ocupan espacio en el piso, añaden peso y aumentan el llenado de aceite. Un tanque más pequeño con una separación sensible de los puertos y una refrigeración adecuada puede funcionar mejor que un tanque grande que cortocircuita el aceite de retorno caliente directamente a la succión.

¿Cómo se calcula el desplazamiento de la bomba hidráulica?

Multiplique el desplazamiento en cm3/rev por las rpm medidas de la bomba, luego divida por 1000 para obtener L/min teóricos. Ese flujo aún no se ha entregado. Aplique los datos de eficiencia volumétrica de la bomba seleccionada a la presión, velocidad y condición del aceite esperadas.

¿El aumento de la presión de alivio hace que un cilindro se mueva más rápido?

Por lo general, sólo hace que el sistema trabaje más. La velocidad del cilindro sigue el flujo útil y el área del pistón. Si la bomba está desgastada o el aceite está restringido, aumentar el alivio agrega carga y calor mientras que el tiempo de carrera apenas cambia.

¿Una unidad de energía hidráulica debería utilizar una bomba de engranajes o una bomba de pistón?

Una bomba de engranajes suele ser la opción más sencilla para lograr un flujo fijo predecible. Una bomba de pistón variable gana su costo adicional cuando la demanda cambia lo suficiente como para que su control ahorre energía o mejore el movimiento. La presión, el rango de flujo utilizable, el funcionamiento, el ruido, la limpieza del aceite, las habilidades de control y el servicio local importan más que la etiqueta 'más avanzado'.

¿Cuándo necesita una unidad de potencia hidráulica un enfriador de aceite?

Observe la tendencia de la temperatura en el ciclo real. Si la unidad continúa ganando calor después de corregir el flujo de alivio, la estrangulación excesiva y las restricciones obvias, calcule la carga de calor restante en función de la temperatura ambiente y el rango de aceite permitido. Ése es el punto en el que se puede especificar honestamente la capacidad del refrigerador.

¿Por qué se calienta una unidad de potencia hidráulica nueva?

Comience preguntando qué cambió durante la instalación. Una rotación incorrecta y una entrada restringida o sin cebar aparecen temprano. El calor persistente puede provenir de un flujo de alivio, una válvula estranguladora, una tubería de retorno pequeña, configuraciones deficientes de la bomba variable, un enfriador bloqueado o simplemente un ciclo de producción que es más largo que el utilizado para la selección.

¿Por qué el manómetro muestra presión mientras el actuador está lento?

Es posible que el medidor diga la verdad sobre la salida de la bomba y nada sobre el puerto del cilindro. Coloque un segundo punto de medición después de la válvula, filtro, manguera o acoplador sospechoso y repita el mismo movimiento con carga. Una gran diferencia localiza la pérdida; hacer coincidir la presión con el movimiento lento dirige la investigación hacia el flujo o la fuga del actuador.

¿Se puede construir una unidad de energía hidráulica más pequeña agregando un enfriador?

A veces, pero no sólo mediante razonamiento térmico. Una hielera puede ayudar a rechazar el calor; no puede garantizar la cobertura de succión, la liberación de aire, la acomodación del volumen de aceite o el acceso para mantenimiento. El diseño compacto necesita todos esos controles.

¿Qué información debo enviar para una cotización personalizada de una unidad de potencia hidráulica?

Envíe suficiente información para reproducir el ciclo en papel: función de la máquina, dimensiones del cilindro o motor, carga, tiempo de movimiento, funciones que se superponen, presión medida, patrón de funcionamiento/reposo, suministro eléctrico, aceite, temperatura ambiente, espacio disponible, señales de control y el estado seguro requerido. Agregue un esquema, si existe, además de fotografías y la antigua historia del fracaso.

Conclusión final

El dimensionamiento de la unidad de energía hidráulica debe comenzar con el trabajo, no con el catálogo de bombas ni con el tamaño preferido del tanque. El flujo proviene de la velocidad requerida del actuador. La presión proviene de la carga y las pérdidas. La potencia del motor proviene de la presión y el flujo juntos. Las decisiones sobre depósitos y enfriadores provienen del cambio de volumen, el comportamiento de retorno, el calor, el aire, la contaminación y el servicio.

Los cálculos son lo suficientemente simples como para comenzar en una mesa de trabajo. El juicio surge de comprobar lo que las ecuaciones simples omiten: geometría del varillaje, eficiencia, funciones simultáneas, arranques en frío, comportamiento de la válvula neutra, presión de retorno, señales de control, estados de seguridad y la forma en que se realiza el mantenimiento de la máquina.

Para uno nuevo o de reemplazo Unidad de potencia hidráulica BLINCE , envía el ciclo de la máquina, datos del actuador, presión medida, tiempo de movimiento requerido, suministro eléctrico, espacio del depósito, tendencia de la temperatura del aceite, requisitos de control e historial de fallas. BLINCE puede revisar la bomba, el motor, el bloque de válvulas, el tanque, la filtración, el enfriamiento, las mangueras y los puntos de prueba como una fuente de energía antes de que se publique el diseño final para su cotización.

Notas de investigación

• Las páginas de productos BLINCE se utilizaron para confirmar las direcciones de producto disponibles de la unidad de potencia hidráulica, la bomba de engranajes, la bomba de pistón variable, el enfriador, la manguera, el cilindro y la válvula.

• El Se consultó el manual de la unidad de potencia hidráulica estándar de Parker para conocer la instalación, el depósito, las tuberías, la limpieza de los fluidos y el contexto de la unidad de potencia fija versus variable.

• El Se consultaron las herramientas de cálculo hidráulico de Danfoss como referencia principal para las relaciones hidráulicas comunes que involucran flujo, presión, fuerza, par y potencia.

• Los ejemplos calculados son pantallas de ingeniería preliminares. La selección final de componentes debe utilizar los datos exactos del modelo, la evaluación de riesgos de la máquina, los estándares aplicables y una revisión hidráulica y eléctrica calificada.

Teléfono: +86 132 4232 1601

✉️ Correo electrónico: sales16@blince.com

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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.