Moteurs hydrauliques en série ou en parallèle : choix d'un circuit à deux moteurs

Dans un circuit en série, l'huile sortant de la sortie principale du moteur 1 alimente le moteur 2. La pompe doit surmonter les chutes de pression des deux moteurs. En parallèle, une jonction sépare l'alimentation en deux branches moteurs. Ajoutez leurs demandes de débit lors du dimensionnement de la pompe. Le couple dépend de la pression perdue dans chaque moteur ; la vitesse de l'arbre dépend du débit qui l'atteint. Vérifiez séparément toute exigence de correspondance des vitesses.

Considérez les sorties avant de dessiner les tuyaux. Deux convoyeurs séparés peuvent nécessiter des contrôles de vitesse indépendants. Une courroie partagée contraint ses rouleaux, tandis que la direction nécessite un débattement différent des roues dans un virage. Décrivez ces mouvements et tout besoin d'arrêter un seul arbre. Incluez la décélération si une charge en mouvement peut entraîner le moteur après que l'opérateur a supprimé la commande.

Pour une première recherche de composants, BLINCE La catégorie de moteur hydraulique fournit les directions de famille disponibles. L'adéquation de la série dépend toujours de la configuration sélectionnée et de son circuit. Ni le nom de famille ni une photographie n'établissent la pression admissible à la sortie d'un moteur.

Ce qui change lorsque les moteurs partagent une pompe

Pour les moteurs à cylindrée fixe en fonctionnement stable, la comparaison de base est ci-dessous. Les dérivations, les vannes de régulation, les fuites et les pertes dans la tuyauterie doivent être ajoutées au circuit lui-même.

Le deuxième moteur d'un circuit en série reçoit de l'huile sous pression de la sortie du premier moteur. Il peut produire un couple car la pression retombe dans ses propres chambres de travail. Le premier moteur a donc une pression sur les deux ports principaux. Son couple suit la différence entre ces pressions, plutôt que la lecture au niveau de la pompe seule.

Les relations de déplacement de base utilisées ci-dessous sont cohérentes avec Informations techniques sur les moteurs orbitaux généraux de Danfoss, pages 8 et 14-15 . Les exemples sont des calculs assemblés pour cette comparaison. Il ne s’agit pas de mesures, d’évaluations BLINCE ou d’un dessin d’installation proposé.

Le débit et la pression sont des budgets distincts

Pour un moteur idéal, de cylindrée D en cm³/tr et de débit d'entrée Q en L/min :

n = 1 000 × Q/D

Ici, n est la vitesse de l’arbre en tr/min. Le couple idéal correspondant T en N·m, utilisant la chute de pression du moteur Δp en bar, est :

T = Δp × D / (20 × π)

La résolution de l'équation de couple pour la pression donne Δp = 20 × π × T / D. Pour un moteur réel, tenez compte des fuites dans l'estimation du débit et des pertes mécaniques dans l'estimation du couple. Les équations automobiles sont Q = D × n / (1 000 × ηv) et Δp = 20 × π × T / (D × ηhm), où ηv est l'efficacité volumétrique et ηhm est l'efficacité hydraulique-mécanique. Prenez les valeurs des courbes du moteur sélectionné au point en cours de calcul. Un pourcentage pris à une autre vitesse ou pression peut modifier le résultat.

Le raccordement modifie la manière dont ces exigences individuelles parviennent à la pompe. En série, ajoutez les différences de pression requises le long du chemin d’écoulement principal. En parallèle, ajoutez les flux de branche requis. Écrivez les deux budgets avant de comparer la capacité de la pompe. La pression maximale et le débit maximal d'une pompe ne sont pas automatiquement disponibles ensemble à la vitesse et à la puissance d'entraînement requises.

Une comparaison travaillée avec les deux mêmes moteurs

Cette comparaison hypothétique comporte quatre entrées :

• Cylindrée du moteur 1 : 200 cm³/tr.

• Cylindrée du moteur 2 : 200 cm³/tr.

• Couple résistant au moteur 1 : 200 N·m.

• Couple résistant au moteur 2 : 100 N·m.

Aucune des deux charges n'entraîne son moteur à l'extérieur. Les démarrages, accélérations, fuites et pertes de vannes ou de canalisations sont exclus de ce premier passage idéal.

Pour le moteur 1, 20 × π × 200 / 200 correspond à 62,83 bar. La réduction de moitié du couple du moteur 2 réduit de moitié la différence de pression requise, à 31,42 bars. Le déplacement partagé n’a pas rendu leurs charges égales.

Réglez le débit de la pompe à 40 L/min pour la première comparaison. En parallèle, supposons qu'un contrôle maintient les débits des branches à 20 L/min chacune et tient compte de la surpression dans la branche la plus légère. Remplacez le débit d’entrée de chaque moteur par 1 000 × Q / 200 pour obtenir les vitesses de la table. Le partage égal est une condition de contrôle imposée ; aucune précision de partage n'a été attribuée à un tee.

Pour le reste de l’exemple, utilisez un objectif commun de 100 tr/min. La série prend donc 20 L/min à travers la paire, et le parallèle contrôlé prend 40 L/min au total. Les charges résistantes restent à leurs valeurs d'origine. Cela fournit une sortie commune pour la comparaison de pression et de puissance.

La comparaison des pompes nécessite un point sur une courbe : le débit à la pression et à la vitesse d'entraînement requises. Incluez les efficacités et les pertes de chemin pour le localiser. Si la documentation ne donne que deux maxima indépendants, obtenez les données de fonctionnement manquantes avant de sélectionner la paire de moteurs.

Lire un circuit en série comme carte de pression

Utilisez la même paire hypothétique à 100 tr/min. Ajoutez 6 bars supposés entre la sortie du deuxième moteur et le réservoir. Pour cette carte de pression simplifiée, ignorez la perte dans la courte connexion entre les moteurs.

En partant de l'extrémité du réservoir, les sommes sont 6 + 31,42 = 37,42 bar à la jonction et 37,42 + 62,83 = 100,25 bar à la première entrée. Un autre 6 bar hypothétique dans le chemin de contrôle d'alimentation amène le débit de la pompe à 106,25 bar.

Au moteur 1, soustrayez les lectures des deux ports : 100,25 − 37,42 donne les 62,83 bars utilisés dans le calcul du couple. Utiliser uniquement sa lecture d'entrée entraînerait une surestimation du couple. Pendant ce temps, la pression de sortie de 37,42 bars à sa sortie doit être vérifiée par rapport à la pression de sortie autorisée pour la construction sélectionnée pour cette vitesse et ce service.

Si la charge du moteur 2 augmente, sa chute de pression requise augmente. La pression à la sortie du moteur 1 augmente avec elle et la pompe doit fournir le total le plus élevé si l'on veut maintenir les deux couples. Une jauge à la pompe ne peut pas montrer comment ce total est distribué. Deux lectures du port de travail sur chaque moteur fournissent les différences locales nécessaires à l'évaluation.

Pour une opération inverse, dessinez une deuxième carte avec les flèches inversées. Le moteur qui se trouvait auparavant à l'extrémité du réservoir peut maintenant recevoir le débit de la pompe en premier. Vérifiez les deux tâches portuaires, y compris les chemins de desserrage des freins, de rinçage et de clapet anti-retour. Copiez les noms de ports de chaque dessin de moteur et établissez la rotation de l'arbre dans la direction de visualisation indiquée.

La pression de sortie et la pression du boîtier doivent avoir leurs propres limites

de Vivoil les conseils d'utilisation de ses moteurs en série spécifient sa version à purge externe et un raccord de vidange basse pression approprié. Cette exigence fait partie de la construction documentée Vivoil.

Conservez des entrées nominales distinctes pour la pression d'entrée, la pression de sortie, la pression différentielle et la pression du carter ou de la garniture mécanique. Enregistrez la durée et les conditions à leurs côtés. Le drain externe ne modifie pas les valeurs nominales du port de travail. Pour l'exemple, une limite de sortie est nécessaire pour évaluer les 37,42 bars calculés.

Les diagrammes des pages 19 et 20 de Les informations sur les moteurs orbitaux de Danfoss montrent comment les différents agencements internes se connectent à la garniture mécanique. Sur le dessin de la machine proposé, étiquetez séparément le retour de travail, la vidange du carter et le raccordement du frein. Un drain raccordé à la conduite de travail intermédiaire verrait la pression de cette conduite.

Le Le document Danfoss sur les moteurs à châssis L et K, page 13 , conditionne le fonctionnement en série aux limites du système, de charge et de pression du carter, et demande une assistance pour l'application car la durée de vie des roulements est affectée. Conservez ces restrictions spécifiques au modèle attachées à la révision de la configuration.

Tracez le pouvoir à travers la paire

Pour le service indiqué de 100 tr/min, la somme des couples résistants est de 300 N·m. La puissance à l’arbre est :

Parbre = (200 + 100) × 2 × π × 100 / 60 000 = 3,14 kW

Le kW hydraulique peut être trouvé en multipliant la barre par L/min et en divisant par 600. La consommation idéale en série est de 94,25 × 20 / 600 = 3,14 kW. L'alimentation d'un réseau parallèle à pression constante avec 40 L/min à une différence aller-retour de 62,83 bar donne 4,19 kW. Dans cet exemple, un papillon dans la branche la plus légère absorbe 31,42 bars à 20 L/min, ce qui équivaut à 1,05 kW. Choisissez une autre architecture de contrôle et ses pertes devraient être calculées à partir de ses propres chemins de débit et de pression.

Incluez les pertes d'alimentation et de retour communes supposées de 12 bars utilisées précédemment. À 20 L/min, ces pertes ajoutent 0,40 kW dans l'exemple de série. Au total de 40 L/min du circuit parallèle, les mêmes 12 bars supposés ajoutent 0,80 kW. La comparaison résultante est :

La barre fixe de 12 en est une illustration. Utilisez la courbe de perte réelle de chaque tuyau, raccord et refroidisseur pour la sélection. Revérifiez les chemins au débit que chaque option véhiculerait, y compris l'effet de l'efficacité du moteur et de la pompe sur l'entrée du variateur. La durée de chaque état de service est nécessaire pour transformer l'estimation des pertes en une évaluation thermique.

L'option parallèle peut toujours être nécessaire pour un réglage indépendant ou une récupération après défaut. Ses contrôles doivent être évalués par rapport à ce travail. Inclure les périodes avec un moteur déchargé ou arrêté ; ils peuvent occuper bien plus d'un quart de travail que le service simultané le plus lourd. Le chiffre de perte de branche de 1,05 kW ci-dessus s'applique uniquement à l'exemple de limitation indiqué.

Pourquoi un débit égal ne garantit pas un mouvement égal

Comparez deux déplacements idéaux hypothétiques :

La plomberie en série préserve le rapport de déplacement. Une vitesse égale en parallèle nécessite différents flux de branchement, comme indiqué ci-dessus.

Pour la dernière rangée, les demandes d’entrée idéales ont été divisées par un ηv supposé de 0,92. La demande totale d’entrée devient 48,91 L/min. Des efficacités supposées égales préservent le ratio. Une véritable enquête sur un diviseur nécessite les courbes correspondant à l'état et à la pression d'huile pertinents ; les deux moteurs peuvent y avoir des fuites différentes.

L'acheminement des fuites modifie l'équilibre du flux en série. Pour un autre exemple, attribuez 20 L/min à l'entrée du moteur 1 et 0,6 L/min à son drain externe. Sans autre branchement, il reste 19,4 L/min au débouché principal, soit une réduction de 3 %. Les fuites qui atteignent la sortie de travail restent dans cette alimentation en aval. Dessinez sa destination avant de la soustraire, afin que le pétrole ne soit pas compté deux fois comme une perte externe.

Vérifiez le diamètre du rouleau ainsi que le régime de l'arbre. Prenez deux rouleaux hypothétiques mesurant 100 et 102 mm au niveau de leurs surfaces effectives. A 100 tr/min, la circonférence multipliée par tr/min donne 31,42 et 32,04 m/min. Laissez-les libres de tout couplage mécanique et la course relative atteindrait environ 3,14 m en cinq minutes. La différence calculée est de 0,63 m/min au niveau des surfaces. Une ceinture partagée empêche cette libre accumulation ; les forces, le glissement ou la vitesse réelle doivent changer pour s'adapter à la contrainte.

Nommez la quantité contrôlée dans la tolérance. La vitesse de surface du rouleau, le régime de l'arbre et la position angulaire peuvent nécessiter différentes corrections. Incluez les changements d’intervalle et de charge. Un processus acceptant une variation de vitesse de 5 % donne au concepteur ce qu'une relation angulaire fixe sur des démarrages répétés ne donne pas.

Choisissez le contrôle de branche autour du mouvement requis

Une connexion parallèle non contrôlée n'est appropriée que lorsque son comportement d'écoulement réel est acceptable. Si une branche offre un chemin de flux plus simple, l'allocation peut changer à mesure que la charge change. Des longueurs de flexibles égales ou des cylindrées nominales du moteur correspondantes n’établissent pas une division contrôlée. Identifiez quel appareil établit le débit de chaque branche sur la plage de fonctionnement.

Les conseils techniques sur les diviseurs de débit de Sun Hydraulics, pages 1 et 2 , distinguent la division dans une direction de la division et de la combinaison pour les tâches de moteur bidirectionnel. Ils avertissent également que le fonctionnement en dessous de la plage de débit spécifiée peut perdre la division prévue et que les sorties couplées mécaniquement nécessitent une attention particulière à la cavitation, au blocage et à l'intensification de la pression. Ces caractéristiques appartiennent à l'appareil et au circuit sélectionnés ; une étiquette indiquant « 50:50 » ne décrit pas tous les états.

Trois exigences opérationnelles conduisent à des contrôles différents :

Une simple chaîne en série relie les principaux chemins d’écoulement entre eux. L'arrêt d'un arbre peut restreindre l'autre à moins qu'un contournement conçu ou un autre chemin d'exploitation ne soit prévu. Ajoutez le bypass au schéma et tracez le débit du moteur restant avec son état ouvert, fermé et changeant. Ces trois croquis exposent tout changement de pression ou de vitesse introduit par le chemin supplémentaire.

Inclure les engrenages, les chaînes, la courroie partagée et tout contact intermittent sur le dessin envoyé pour la sélection des commandes. Une connexion rigide impose un mouvement à l'arbre et peut transférer le couple entre les sorties. Le contact via une bande ou avec le sol peut imposer une contrainte différente lors du fonctionnement de la machine. Marquez quand chaque contrainte s’applique afin que le rapport de débit proposé puisse être vérifié par rapport au mouvement mécanique.

Inclure les états bloqués, de démarrage et d'arrêt

Marquez un arbre bloqué sur une copie du schéma. Sur un autre, éteignez un lecteur ; sur un troisième, inversez la commande avec les arbres toujours en mouvement. Tracez les contournements et les chemins de secours locaux sur chaque exemplaire. Les données d'exécution normale laissent ces événements ouverts à l'examen.

Pour les séries, comparez la demande de charge combinée avec la pression disponible. Une fois que cette demande dépasse la capacité d’offre, le calcul ne prend plus en charge les deux points de fonctionnement demandés. Utilisez les chemins de fuite et de vanne réels pour étudier le mouvement résultant. Vérifiez le composant installé et les limites du variateur avant d'envisager toute modification d'un réglage de décharge.

Pour le parallèle, tracez la commande de dérivation installée avec un arbre bloqué et avec sa charge retirée. Inclure le flux inversé. Un contrôle prioritaire répartit intentionnellement l’approvisionnement différemment d’un diviseur à rapport égal. Les vannes indépendantes introduisent leurs propres états commandés. L'examen nécessite les informations du fabricant concernant le dispositif réel et la position de la vanne.

Ajoutez un couple de décollage pour un redémarrage chargé. Un frein installé a besoin que son événement de desserrage soit marqué dans la séquence, avec la pression disponible à cet événement. Utilisez les données de démarrage du moteur pour cette vérification. Les chiffres d'efficacité de fonctionnement dans l'exemple concret laissent les performances de rupture non prouvées.

Lors d'un arrêt, une charge en rotation peut continuer à faire circuler l'huile dans le moteur. Marquez cette direction de pompage sur le croquis de l’état d’arrêt. Demandez à l'examinateur du circuit d'identifier ses chemins de réapprovisionnement et de limitation de pression, y compris les passages qu'une vanne peut isoler de la décharge de la pompe. La protection de cette énergie stockée doit être sélectionnée séparément du calcul de conduite normal.

Pour un premier examen de l’état, une courte feuille de travail est plus utile qu’un simple chiffre de pression maximale :

Remplacement d'un moteur dans une paire existante

Conservez le suffixe complet du moteur existant lorsque vous comparez les remplacements. Parallèlement au dessin de la bride et de l'arbre, comparez le déplacement, les fonctions des orifices, le débit nominal, la disposition des drains et les courbes pertinentes. Le deuxième moteur et ses commandes font partie de cette comparaison car le remplacement modifie un membre d'une paire de travail.

Pour une paire de remplacements nominalement égaux, comparez les entrées de courbe pour le débit d'entrée à la vitesse et au couple requis. Conservez l’état de l’huile attaché à ces entrées. Ajoutez le rapport du diviseur installé, la plage de débit et la capacité de direction. Cette comparaison peut révéler un point de fonctionnement manquant même lorsque le déplacement global correspond.

Enregistrez le circuit tel que trouvé avant de commander. Photographiez les deux étiquettes du modèle, tracez la ligne d'interconnexion principale, identifiez chaque drain de boîtier et marquez tout ensemble de dérivation ou de ports croisés. Un deuxième petit tuyau peut être un raccord de desserrage de frein ou de rinçage, identifiez-le donc à partir du dessin du moteur. Conserver les étiquettes de port originales dans le dossier ; des noms informels tels que « tuyau de retour » peuvent désigner différentes fonctions de pression en fonctionnement en série.

BLINCE La gamme de moteurs orbitaux peut être utilisée pour lancer une demande de configuration. Une famille ou un déplacement comparable est candidat à un examen. Le dessin sélectionné, les limites de fonctionnement et la comparaison des interfaces sont toujours nécessaires avant de l'appeler un remplacement pour l'un ou l'autre des moteurs d'une paire existante.

Quoi envoyer avec une demande à deux moteurs

Une enquête utile commence par le circuit marqué et une description des sorties. Pour une machine à rouleaux hypothétique, cela pourrait se lire : 'Ciblez 100 tr/min sur les deux rouleaux. L'un ou l'autre des rouleaux doit être capable de s'arrêter seul. Une courroie commune les relie lorsqu'ils sont chargés.' Les deux dernières exigences doivent être conciliées dans la conception du contrôle, il faut donc inclure le moment où la courroie est engagée et les états d'arrêt autorisés.

Pour la sélection des composants, joignez :

• Identification : les deux tags moteur ou les codes complets proposés.

• Service : le couple et le régime requis sur chaque arbre.

• Alimentation : débit de la pompe à la vitesse d'entraînement prévue et à la pression disponible.

Pour les équipements existants, indiquez l'emplacement et les conditions du port à côté de la valeur du test. Enregistrez la position de la vanne, le régime de l'arbre et la température de l'huile avec la pression afin que l'examinateur puisse localiser ce point de fonctionnement sur la courbe du moteur.

Ajoutez la vitesse autorisée ou l’erreur de position sur un intervalle indiqué. Marquez le service avant et arrière, les charges motrices externes et la réponse requise après un décrochage. Un croquis du tracé des canalisations et les fiches limites moteur disponibles peuvent compléter le dossier technique. Les demandes de remplacement nécessitent également les dessins d'interface anciens et proposés, avec les dimensions et les fonctions de port identifiées.

Demandez à un technicien qualifié de prendre les lectures du port de travail et du drain du boîtier via les points de test désignés. Suivez la procédure approuvée de la machine, sécurisez sa charge et utilisez des instruments adaptés au circuit. L'ouverture d'une conduite hydraulique sous tension est dangereuse ; garder les lignes fermées tout au long du test.

Envoyez le circuit à deux moteurs marqué à BLINCE avec une demande de plan et de fiche limite du moteur candidat. Demandez confirmation des limites de pression de sortie et de boîtier ainsi que du service en série ou en parallèle autorisé. Enregistrez tout point de fonctionnement ou état de vanne qui doit encore être examiné avant de relâcher la commande du moteur.

Tél : +86 132 4232 1601

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Clause de non-responsabilité

Cet article est un guide d’ingénierie générale. La sélection finale des composants doit être basée sur les dessins de la machine, les données hydrauliques mesurées, les conditions de travail, les exigences de sécurité et la confirmation d'un ingénieur ou d'un fournisseur hydraulique qualifié.

Equipe Hydraulique Blince

Blince Hydraulic est une entreprise leader du secteur dédiée à la fabrication de fluides de précision et aux solutions hydrauliques personnalisées. Forte de décennies d'expertise approfondie dans les machines industrielles et de milliers de déploiements mondiaux réussis, notre équipe d'ingénierie se concentre entièrement sur la fabrication de composants hydrauliques haute performance, notamment moteurs orbitaux spécialisés, le déplacement à haute pression entraîne le moteur , et valves de commande directionnelles robustes . Notre infrastructure de production utilise des systèmes d'usinage CNC multi-axes de pointe et est entièrement certifiée ISO 9001 pour garantir une précision volumétrique reproductible à chaque cycle de fabrication.

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