Moment akceleracije hidrauličkog motora: inercija i vrijeme rampe

Moment ubrzanja hidrauličkog motora slijedi Ta = Jα : inercija koja se odnosi na osovinu pomnožena s kutnim ubrzanjem. Dodajte procesni moment otpora za zahtjev osovine za ubrzanje. Primjer ispod počinje s pretpostavljenim procesnim opterećenjem od 8 N·m i izračunava koliko mu dodaje pokretanje od jedne sekunde, prije pregledavanja napajanja i zaustavljanja.

Izračuni ovdje grade jedan hipotetski primjer izravnog pogona od gibanja vratila do hidrauličkog zahtjeva. To su izračuni pregleda, s pretpostavljenom učinkovitošću i idealnom rampom brzine. Oni ne predstavljaju BLINCE test, standardnu ​​specifikaciju motora ili postavku za sigurnosni ventil. Za konačni odabir potrebni su podaci o ponuđenom motoru i stvarni zahtjevi za kretanje stroja.

Stavite traženi pokret na specifikaciju

Ubrzanje skice, stalan rad, usporavanje i zadržavanje, s procesnim opterećenjem ispod. Na miješalici koja može sadržavati taloženi materijal na početku; na stolu za indeksiranje, učitano učvršćenje. Ventilator treba svoj otpor kako se brzina mijenja. Izračun ovdje namjerno koristi konstantan otpor tako da se inercijski dio može vidjeti zasebno.

Označite gdje sat počinje i gdje se zaustavlja. Vremenska oznaka naredbe ventila uključuje odgodu odgovora koju izostavlja mjerenje vremena prvog pokreta. Kraj može biti prvi dolazak na ciljani broj okretaja u minuti ili uspostavljanje unutar zahtijevane tolerancije. Primijenite odabranu definiciju na zahtjev, ponudu i zapisnik o ispitivanju.

Jednadžba inercije koristi stvarnu promjenu brzine osovine. Zadani profil još mora proći kroz ventil, krug ulja i opterećenje prije nego što se pokrene. Povećanje tlaka, usklađenost i protok mogu ga preoblikovati. Sačuvajte trag brzine kada provjeravate postojeći stroj; zamjenom s postavkom kontrolera odbacuje se dio dokaza.

Ako postojeći pogon radi ispravnom brzinom, ali se pokreće presporo, sačuvajte njegov trag pokretanja prije nego što odaberete zamjenski. BLINCE's Vodič za izračun momenta motora pokriva odnos tlaka i momenta. Ovdje je dodatni zadatak uspostaviti okretni moment koji zahtijeva promjena brzine.

Uspostavite inerciju na vratilu motora

Za inercijski lik potrebna je os rotacije i jedinica kg·m². Bilješka u kojoj piše 'rotor od 30 kg' nije potpuna: pomicanje te mase dalje od osi mijenja okretni moment potreban za njezino ubrzanje. Zakretni moment osovine je zasebna veličina, izražena u N·m.

Za usporedbu geometrije, uzmite dva hipotetska dijela od 30 kg s vanjskim radijusom od 0,20 m:

Prsten u ovoj usporedbi ima dvostruko veći zahtjev za ubrzanjem, iako dva dijela imaju istu masu. Odaberite geometriju koja predstavlja stvarni dio prije korištenja bilo kojeg odnosa.

Zadržite popis CAD dijelova, gustoće i os s rezultatom inercije montaže. Provjerite uključuje li glavčinu, obod, oštrice, alat i nosivi materijal. Brojka za goli rotor ostavlja svaku dodanu spojku ili učvršćenje koje treba uzeti u obzir.

Ilustracije cilindra specifične za os u Referenca veličine Oriental Motora korisna je za ovaj mehanički korak. Referenca također odvaja moment opterećenja od momenta ubrzanja. Oznake njegovog električnog motora ostaju izvan odabira hidraulike.

Nesigurnost u opterećenju materijala također spada u proračun. Rotor s djelomično ispunjenom posudom ili izmjenjivim alatom može imati nekoliko vjerodostojnih slučajeva tromosti. Navedite najlakše i najteže planirane konfiguracije s njihovim procesnim opterećenjima. Motor odabran iz praznog učvršćenja može zadovoljiti testove puštanja u rad, a zatim neće uspjeti ubrzati normalno proizvodno opterećenje.

Radite ubrzanjem od jedne sekunde

Za glavni hipotetski primjer pretpostavimo izravni pogon s:

Ovo 0,60 kg·m² je pretpostavljeni ukupni iznos za primjer glavnog pogona. Prethodni disk bio je zasebna ilustracija geometrije i više se ne dodaje.

Izračun koristi radijane za kutno kretanje. Svaki red hrani sljedeći:

Odnosi su dati u SI obliku u Hidrauličke formule Tokyo Keikija, Dodatak 1-5 . Ovaj izračun koristi inerciju mase u kg·m² u cijelosti. Pretvaranje vrijednosti učinka zamašnjaka iz druge konvencije prvo bi zahtijevalo njezinu definiciju i jedinice.

Izračun nema dodanu projektnu marginu. Njegove otvorene stavke su otpornost na lomljenje, neizvjesnost opterećenja, stvarni oblik rampe i ograničenja komponenti. Prepoznajte ih pored rezultata. Neobjašnjen postotak ne može recenzentu reći koji nedostajući uvjet je trebao pokriti.

Pogledajte što dobivate promjenom vremena rampe

Upotrijebite istu inerciju, ciljani broj okretaja u minuti i konstantan otpor za usporedbu četiri moguća linearna pokretanja:

Duža rampa može učiniti postojeći pomak vjerojatnijim kandidatom. Trošak je vrijeme u strojnom ciklusu, a moguće i više procesnog rada dok se osovina ubrzava. Zahtjevi proizvodnje odlučuju je li ta trgovina prihvatljiva. Produljenje rampe nije dostupno kada druga funkcija stroja ovisi o postizanju brzine unutar fiksnog intervala.

Držite ravnu rampu brzine u tablici povezanom s rezultatima. Profil u obliku slova S redistribuira ubrzanje unutar raspoloživog vremena, a njegov vrh može biti veći od prosjeka temeljenog na krajnjoj točki. Za taj profil upotrijebite njegovo vršno ubrzanje u J × ubrzanje kada provjeravate vršni inercijski moment.

Postoji i mjerač vremena u naredbi od jedne sekunde. U zasebnom hipotetskom tragu, prvih 0,3 s ne sadrži kretanje osovine; akceleracija zauzima preostalih 0,7 s. Izračun inercije postaje 0,60 × 157,08/0,7 , dajući 134,64 N·m prije otpora procesa. Računanje stacionarnog kašnjenja kao vremena kretanja dalo bi niži rezultat od 94,25 N·m.

Snimač koji pokazuje samo nekoliko točaka kroz rampu može locirati konačni broj okretaja u minuti, ali ostaviti najstrmiji dio neriješenim. Navedite senzor i odgovor snimanja s tragom. Broj znamenki na pokazivaču brzine ne daje povijest vremena koja nedostaje. Gdje ne postoji odgovarajući trag, zadržite pravolinijsku pretpostavku kao procjenu.

Pretvorite zahtjev osovine u korisnu razliku tlaka

Za preliminarni izračun vožnje u metričkim jedinicama:

T osovina ≈ D × Δp × ηhm ÷ 62,83

Jedinice za ovu verziju su N·m za okretni moment, cm³/okretaj za pomak i bar za izmjerenu razliku tlaka ulaz-minus-izlaz. Unesite ηhm kao razlomak. Za izračun tlaka upotrijebite Δp ≈ 62,83 × T osovina/(D × ηhm) ​​. Pretvorba u bare uključena je u 62.83; the Tokyo Keiki referenca predstavlja odgovarajući odnos pomoću SI jedinica tlaka.

Za pretpostavljeni motor od 40 cm³/okretaj pri ηhm = 0,90, zaslon tlaka je ispod. Ove pretpostavke nisu specifikacija BLINCE modela.

Pretpostavimo da krug ima samo 200 bara korisne razlike tlaka na raspolaganju preko motora. U ovom pojednostavljenom modelu, cilj od pola sekunde treba više nego što ta opskrba može pružiti. Tlak od 400 bara kod zamjene ne bi stvorio tlak kruga koji nedostaje. Slučaj od jedne sekunde briše ovaj određeni aritmetički zaslon, ali i dalje treba pregledati stvarnu krivulju zakretnog momenta, ocjene i druga isključenja.

Iskoristivi Δp motora mjeri se između njegovih radnih priključaka tijekom istog događaja. Tlak pumpe može uključivati ​​gubitke prije ulaza, a tlak na izlazu troši dio raspoložive razlike. Zadržite tlak kućišta kao vlastito ograničenje prema dokumentaciji odabranog motora. Nemojte ga drugi put oduzimati od izmjerene vrijednosti ulaz-minus-izlaz kao generičku korekciju.

Pretpostavka učinkovitosti je posebno neizvjesna blizu početka gibanja. Danfossova opća referenca orbitalnog motora razlikuje minimalni startni moment od radnog momenta i objašnjava promjenu kako se film za podmazivanje uspostavlja. Upotrijebite vrijednost startnog momenta ili krivulju za kandidata gdje je odvajanje odlučujuće, umjesto da se pretpostavka o učinkovitosti vožnje svede na nultu brzinu. Danfoss General Orbital Motors, prosinac 2021., stranice 14–15.

Provjerite protok i vršnu snagu na istoj radnoj točki

Krajnja točka protoka u ovom primjeru je oko 65,22 L/min . Dolazi iz Q ≈ D × n ÷ (1000 × ηv) s pretpostavljenim 40 cm³/okr, 1500 o/min i volumetrijskom učinkovitošću ηv = 0,92. Q je u L/min. Zadržite taj konačni protok zajedno sa zahtjevima tlaka svake rampe na radnom listu opskrbe.

Obje rampe završavaju na tom toku pod pretpostavkom. Usporedite isporučeni protok crpke pri tlaku ubrzanja, zajedno s glavnim pogonom i reakcijom upravljanja. Nominalna brojka od 65 L/min bez uvjeta tlaka ostavlja tu usporedbu nedovršenom.

Za isti idealni model, integracija protoka preko početka daje drugu korisnu količinu opskrbe. Pretpostavimo da ηv ostaje konstantan dok brzina linearno raste od nule. Prosječni protok tada iznosi 65,22/2 = 32,61 L/min: približno 0,543 L kroz motor u jednoj sekundi ili 2,174 L u četiri sekunde. Prolazno punjenje je isključeno. Dodatni okretaji u duljem startu objašnjavaju njegov veći volumen. Pošaljite krajnju točku protoka i trajanje zajedno kada pregledavate što opskrba mora isporučiti.

Neposredno prije završetka idealne rampe od jedne sekunde, primjer još treba 102,25 N·m pri 1500 o/min. Provjera snage u tom trenutku je:

Glavni pogon također opskrbljuje crpku i uzvodne gubitke, koji su izvan ovih proračuna radnog priključka.

Za rampu od četiri sekunde, odgovarajuća vršna snaga osovine pada na oko 4,96 kW. Nakon bilo koje rampe, pretpostavljenih 8 N·m pri 1500 o/min je samo oko 1,26 kW izlaznog procesa. Odabirom primarnog pokretača isključivo iz te postojane izlazne snage propustio bi vrhunac ubrzanja primjera. Nazivni stabilni izlaz također malo govori o dopuštenoj kratkotrajnoj reakciji na preopterećenje.

Izraz protoka opisuje okretaje i curenje uključeno u njegovu pretpostavljenu učinkovitost. Stvarni prijelazni tlak također uključuje kompresiju tekućine, širenje crijeva, odziv ventila i dinamiku opskrbe. Nemojte koristiti jednostavnu rampu protoka kao potpunu prijelaznu simulaciju. Izračun identificira zahtjev za pregled strujnog kruga; izmjereni odziv utvrđuje kako ga sklopljeni stroj ispunjava.

Dulja rampa može smanjiti vršnu potražnju bez smanjenja ukupnog rada

Na ciljnoj brzini primjera, ½Jω² = 0,5 × 0,60 × 157,08² daje oko 7402 J (7,40 kJ) pohranjenih u rotaciji. Odabir vremena rampe nije se promijenio niti J niti konačni ω, tako da je ova energija krajnje točke nepromijenjena.

Pretpostavljeni otpor od 8 N·m također troši rad dok se osovina okreće. Linearna rampa prolazi kroz ½ωfinal × t: približno 78,54 rad u jednoj sekundi ili 314,16 rad u četiri sekunde. Množenje s 8 N·m daje procesni rad od oko 628 J odnosno 2,513 J.

Opcija od četiri sekunde stoga kupuje niži vrh dok osovina čini više okreta u odnosu na pretpostavljeni otpor. Tvrdnja o uštedi energije zahtijevala bi usporedbu cijelog ciklusa, uključujući proizvodnju, zadržavanje, kontrolu pumpe i gubitke. Sam niži vršni tlak ne uspostavlja tu uštedu.

Za opterećenje ovisno o brzini, kao što je ventilator, izračun rada treba primjenjivi odnos zakretnog momenta prema brzini kroz rampu. Stabilno očitanje pri ciljnom broju okretaja u minuti daje samo jedan bod. Zadržite identificiranu procjenu za ostatak dok ne budu dostupni odgovarajući podaci o procesu.

Za usporedbu proizvodnje potreban je i učinak isporučen tijekom rampe. Dulji početak može ostaviti manje sekundi pri punoj brzini u fiksnom ciklusu. Povećanje konačnog broja okretaja u minuti za povrat tog izlaza promijenilo bi krajnju točku protoka i pohranjenu energiju.

Ispravno reflektirajte inerciju kada dodajete mjenjač

Koristite i = brzina motora ÷ brzina opterećenja . Tada je idealan odnos kruti pogon Jreflected = Jload ÷ i² daje doprinos izlaznog opterećenja na osovini motora. Dodajte relevantne rotirajuće dijelove s ulazne strane na to referentno vratilo.

U posebnom idealnom slučaju, 0,60 kg·m² pri redukciji 4:1 doprinosi 0,60/16 = 0,0375 kg·m² kod motora. Unosi za motor, ulaznu spojku i mjenjač trebaju se dodati; gubici su isključeni.

Motor također radi četiri puta brže od snage u tom omjeru. Izlaz od 1500 okretaja u minuti zahtijevao bi 6000 okretaja motora u minuti. Smanjenje može smanjiti okretni moment vezan uz opterećenje na motoru dok stvara zahtjev za brzinom izvan raspona kandidata. BLINCE's vodič za odabir hidrauličkog motora velike brzine bavi se rezultirajućim provjerama motora, protoka i instalacije.

Uključite podatke o učinkovitosti i prijelaznom radu u upit o mjenjaču. Preokreti uključuju njegov povratni udar, a ponovljeni startovi uključuju više od ravnomjernog prijenosa. Prije nego što redukcija postane rezultat odabira, potrebni su crtež za montažu i pregled ciklusa.

Relativne oscilacije između motora i opterećenja zahtijevaju pregled mehaničkog odziva savitljive osovine ili spojke. Uočeno prekoračenje priložite opisu problema. Veći broj momenta ne rješava ograničenja modela s krutim pogonom u toj situaciji.

Računajte za zaustavljanje kao i za start

Zaustavljanje počinje sa 7,40 kJ primjera koji je još uvijek u rotirajućem sklopu. Odredite gdje će ići: otpor procesa, kočnica, hidraulički krug ili projektirani sustav za oporavak. Sama naredba ventila ne dodjeljuje te udjele niti definira koliko brzo se osovina zaustavlja.

Zasebno idealno linearno zaustavljanje od dvije sekunde daje 0,60 × 157,08 ÷ 2 = 47,12 N·m momenta inercijskog usporavanja. Otpor procesa može pomoći u njegovom pružanju. Umjesto toga, opterećenje koje pokreće osovinu može dodati energiju. Odredite taj smjer opterećenja prije dodjele potrebnog zakretnog momenta kočnici ili hidrauličkom kočenju.

Ako jedan put apsorbira pretpostavljenih 7,40 kJ u dvije sekunde, njegov prosjek događaja je 7,40/2 = 3,70 kW. S idealnim konstantnim momentom kočenja, apsorpcija pada kako brzina pada, počevši iznad tog prosjeka. Dajte dobavljaču komponenti oblik događaja i njegova ponavljanja, plus temperaturne uvjete za pregled.

Za hidraulički dio, Danfossova referenca General Orbital Motors, stranice 20-22 , tretira kočioni motor kao pumpu i raspravlja o nadopunjavanju za opterećenja visoke inercije. Njegov odnos učinkovitosti motora i pumpanja se razlikuje. Prethodni zaslon tlaka ne može se ponovno upotrijebiti nepromijenjen kao izračun postavki kočnog ventila.

Zadržavanje nakon zaustavljanja još je jedan uvjet. Unutarnje curenje može dopustiti kretanje, a zadržna kočnica ima svoju svrhu i snagu. Pribavite odobreni mehanizam za zaustavljanje i zadržavanje stroja, uključujući posljedice gubitka napajanja. Izračuni u ovom članku daju mehaničke ulazne podatke za taj pregled; ne dopuštaju zatvaranje otvora za zaustavljanje tereta koji se vrti ili podešavanje ventila za upravljanje kočnicama.

Stavite događaje koji se ponavljaju u pregled dužnosti

Kratka rampa može se pojaviti mnogo puta na sat. Dajte dobavljaču trajanje događaja, broj događaja i ostatak ciklusa, umjesto da cijeli rad označite kao 'povremeno'.

Za ilustrativni proračun po satu, pretpostavite 360 ​​identičnih puna zaustavljanja bez oporavka i rasporedite svu pohranjenu energiju na disipaciju unutar pogona:

Držite ovu raspodjelu odvojeno od crpke, motora, ventila i drugih gubitaka u radu. Dio koji dopire do ulja također se mora uspostaviti prije dovršetka hidrauličke toplinske ravnoteže. Prenesite prosjek događaja od dvije sekunde od 3,70 kW na pregled komponente, uključujući njegov vrhunac i ponavljanja; nosi satnih 0,74 kW u energetsku bilancu.

S promjenjivim pomakom, pridružite njegov raspored profilu brzine. Svaki pomak mijenja i okretni moment dobiven po baru i potreban protok po okretaju. Uključite opciju kontrole, ograničenja pomaka i prijelazne uvjete u prijedlog. Primjer s fiksnim 40 cm³/okretaj ne sadrži redoslijed stupnjeva prijenosa za procjenu.

Za zajedničko napajanje, identificirajte drugu funkciju koja je naređena tijekom pokretanja i protok koji prima. Ispitivanje samo motora može izostaviti taj istovremeni zahtjev. Pošaljite opis crpke i kontrole sa zapisom o događaju tako da se uređaj s senzorom opterećenja, ograničenim tlakom ili fiksnim protokom ocijeni kao ugrađen.

Usporedite kandidata s cijelom rampom

Pregled kandidata trebao bi pratiti radne točke od mirovanja do maksimalne brzine. Na početku provjerite okretni moment i otpuštanje kočnice. Tijekom kretanja, usporedite raspoloživi moment motora s procesom i zahtjevima za ubrzanjem. Blizu ciljne brzine, provjerite krajnju točku protoka i snage. Zatim ispitajte usporavanje, moguće prekoračenje i zadržavanje.

BLINCE navodi a CMF serija motora i an kategorija aksijalnih klipnih motora , između ostalih obitelji motora. Ove stranice uspostavljaju rute proizvoda za upite. Oni ne odobravaju pretpostavljeni primjer od 40 cm³/okretaj niti objavljuju univerzalno dopušteno vrijeme ubrzanja. Zatražite podatke za određenu ponuđenu verziju prije nego što obiteljsko ime tretirate kao rezultat odabira.

Usporedite predloženi veći pomak koristeći njegov revidirani zahtjev protoka pri ciljnom broju okretaja u minuti. Usporedite novo smanjenje pomoću njegove revidirane brzine motora. Promijenjena rampa zahtijeva provjeru proizvodnog ciklusa. Za predloženo povećanje tlaka, pregledajte zahvaćeni krug kao i ponuđenu snagu motora. Zadržite te izmjene u ponudi kako bi se mogla odrediti cijena njezina opsega.

Uključite osovinu i raspored montaže kada tražite pregled u vršnom radnom vremenu. Lančanik ili remenica dodaju sile ležaja kao i prijenos momenta. Nepodržano opterećenje može dodati više. Oni pripadaju mehaničkom crtežu i zapisu opterećenja; oni su odsutni od J × akceleracije.

Za postojeći stroj dogovorite odobreni test s kvalificiranom osobom. Zabilježite brzinu i oba tlaka u radnom otvoru u istoj vremenskoj bazi, s konfiguracijom opterećenja, uvjetima ulja i relevantnim informacijama o protoku. Odaberite raspon instrumenta, točnost i odziv za rampu. Držite teret osiguranim i ljude podalje od rotirajućih dijelova; koristite odobrene ispitne priključke i postupak, bez improviziranog zastoja ili otvaranja armature pod tlakom.

Pošaljite profil kretanja s upitom o motoru

Započnite upit sa zahtjevom za kretanje: brzine, vremena početka i zaustavljanja, inercija i njezino referentno vratilo, procesni moment i ponavljanja. Priložite uvjete opskrbe i crtež sučelja, uključujući konvenciju o omjeru zupčanika. Recenzent bi trebao moći reproducirati izračun opterećenja iz tih inputa.

Označite kako je svaki unos dobiven. CAD inercija može isključiti alat; zakretni moment izveden iz tlaka ovisi o korištenim podacima o motoru; trag brzine ima svoje granice mjerenja. Uz svaku procjenu navedite dio koji nedostaje. To sljedeći zahtjev za podacima čini specifičnim.

U tehničkom odgovoru treba biti navedena konstrukcija motora i podaci o performansama koji se koriste za procjenu pokretanja, rampe i zaustavljanja. Treba identificirati brzinu/tlak i uvjete ulaza/odvoda, zajedno s neriješenim pitanjima prekoračenja ili zadržavanja. Zabilježite sve predložene promjene zapremnine, vremena ili opskrbe u tom odgovoru, tako da komercijalne ponude opisuju usporedive obveze.

Pošaljite profil i odgovarajući crtež putem BLINCE kontakt stranica . Za hipotetski primjer, koristan upit navodi '0,60 kg·m² ukupna inercija osovine motora, 0–1500 o/min, predložena linearna rampa od jedne sekunde, procijenjeni otpor od 8 N·m,' zajedno sa stvarnim ograničenjima kruga. Ti ulazi dobavljaču daju definiranu dužnost ubrzanja koju treba procijeniti.

Tel: +86 132 4232 1601

✉️ Email: sales16@blince.com

Web stranica: https://blince.com

Odricanje

Ovaj je članak opći inženjerski vodič. Konačni odabir komponente trebao bi se temeljiti na crtežima stroja, izmjerenim hidrauličkim podacima, radnim uvjetima, sigurnosnim zahtjevima i potvrdi kvalificiranog hidrauličkog inženjera ili dobavljača.

Blince Hydraulic Team

Blince Hydraulic je vodeća tvrtka u industriji posvećena precizno projektiranoj proizvodnji fluidne energije i prilagođenim hidrauličkim rješenjima. Potpomognut desetljećima dubokog stručnog znanja u industrijskim strojevima i tisućama uspješnih globalnih implementacija, naš inženjerski tim u potpunosti se fokusira na proizvodnju hidrauličkih komponenti visokih performansi, uključujući specijalizirani orbitalni motori, visokotlačni pogonski motor , i robusni usmjereni regulacijski ventili . Naša proizvodna infrastruktura koristi vrhunske višeosne CNC obradne sustave i ima potpuni certifikat ISO 9001 koji jamči ponovljivu volumetrijsku točnost u svakoj pojedinačnoj proizvodnoj seriji.

Isporučujemo brza, vrlo pouzdana i troškovno učinkovita hidraulička rješenja distributerima teške industrije, proizvođačima originalne opreme strojeva i timovima za održavanje u više od 150 zemalja. Bilo da vaš aktivni projekt zahtijeva malu seriju prilagođenih profila vratila ili veliku proizvodnju od zupčastu pumpu od lijevanog željeza za teške uvjete rada , konfiguriramo naše fleksibilne proizvodne rasporede kako bismo zadovoljili vaša ciljana vremena isporuke uz potpunu predvidljivost cijena. Partnerstvo s tvrtkom Blince znači osiguranje maksimalne učinkovitosti sustava, elitnu kvalitetu materijala i beskompromisnu profesionalnost fluidne snage.

Da biste saznali više o našoj kompletnoj liniji proizvoda, posjetite našu službenu web stranicu: www.blince.com.