油圧モーターの直列と並列: 2 モーター回路の選択

直列回路では、モーター 1 のメイン出口から出たオイルがモーター 2 に供給されます。ポンプは両方のモーターの圧力降下を克服する必要があります。並列では、ジャンクションによって電源が 2 つのモーター分岐に分離されます。ポンプのサイズを決定するときに、流量要求を追加します。トルクは各モーターで損失する圧力によって異なります。シャフトの速度は、シャフトに到達する流れによって決まります。一致する速度の要件を個別に確認してください。

ホースを描く前に出力を考慮してください。 2 つの別個のコンベアには、独立した速度制御が必要な場合があります。共有ベルトがローラーを拘束する一方で、ステアリングはカーブ付近で異なる車輪の移動を必要とします。これらの動きと、1 つのシャフトだけを停止する必要性について説明します。オペレータがコマンドを解除した後、移動負荷がモーターを駆動できる場合は、減速を含めます。

最初のコンポーネント検索には、BLINCE の 油圧モーターのカテゴリでは、 利用可能なファミリーの指示が提供されます。シリーズの適合性は、選択した構成とその回路によって異なります。ファミリー名も写真も、モーターの出口における許容圧力を確立するものではありません。

モーターがポンプを共有すると何が変わるのか

定常運転時の固定容量型モーターの基本的な比較は以下のとおりです。実際の回路には、バイパス、制御バルブ、漏れ、配管損失を追加する必要があります。

直列回路内の 2 番目のモーターは、1 番目のモーターの出口から加圧オイルを受け取ります。圧力が自身の作動室全体で再び低下するため、トルクを生み出すことができます。したがって、最初のモーターには両方のメインポートに圧力がかかります。そのトルクは、ポンプ単独での測定値ではなく、それらの圧力の差に従います。

以下で使用される基本的な変位関係は、以下と一致しています。 Danfoss の General Orbital Motors 技術情報、8 および 14 ～ 15 ページ。例は、この比較のためにまとめられた計算です。これらは、測定値、BLINCE 評価、または提案された設置図ではありません。

流量と圧力は別個の予算です

理想的なモーターの場合、変位 D (cm³/rev) と入口流量 Q (L/min) は次のようになります。

n = 1,000 × Q / D

ここで、n は rpm 単位のシャフト速度です。モーターの圧力降下 Δp (bar) を使用した、対応する理想トルク T (N・m) は次のようになります。

T = Δp × D / (20 × π)

圧力のトルク方程式を解くと、Δp = 20 × π × T / D が得られます。実際のモーターの場合、流量の推定値における漏れとトルクの推定値における機械的損失を考慮してください。モータリングの方程式は、Q = D × n / (1,000 × ηv) および Δp = 20 × π × T / (D × ηhm) です。ここで、ηv は体積効率、ηhm は油圧機械効率です。選択したモーターの曲線から計算される点の値を取得します。別の速度または圧力で取得したパーセンテージでは、結果が変わる可能性があります。

接続により、これらの個々の要件がポンプに到達する方法が変わります。必要な圧力差を主流路に沿って連続して追加します。並行して、必要なブランチ フローを追加します。ポンプ容量を比較する前に、両方の予算を記入してください。ポンプの最大圧力と最大流量は、必要な駆動速度と出力で自動的に同時に利用できるわけではありません。

同じ 2 つのモーターでの動作の比較

この仮説的な比較には 4 つの入力があります。

• モーター 1 の変位: 200 cm³/rev.

• モーター 2 の変位: 200 cm³/rev.

• モーター1の耐トルク：200N・m。

• モーター2の耐トルク：100N・m。

どちらの負荷もモーターを外部から駆動しません。始動、加速、漏れ、バルブまたはパイプの損失は、この理想的な最初のパスから除外されます。

モーター 1 の場合、20 × π × 200 / 200 は 62.83 bar になります。モーター 2 のトルクを半分にすると、必要な圧力差は 31.42 bar に半分になります。変位を共有しても、それらの荷重は等しくなりません。

最初の比較では、ポンプ吐出量を 40 L/min に設定します。並列の場合、制御装置が分岐流量をそれぞれ 20 L/min に維持し、軽い分岐の余剰圧力を考慮すると仮定します。各モーターの入口流量を 1,000 × Q / 200 に代入して、表の速度を取得します。均等分割は強制された制御条件です。 T シャツには共有精度が割り当てられていません。

例の残りの部分では、共通の目標である 100 rpm を使用します。したがって、直列ではペア全体で 20 L/min がかかり、制御された並列では合計 40 L/min がかかります。抵抗負荷は元の値のままです。これにより、圧力と電力の比較に共通の出力が提供されます。

ポンプの比較には、曲線上の点、つまり必要な圧力と駆動速度での吐出が必要です。効率と経路損失を含めて、それを見つけます。ドキュメントに独立した最大値が 2 つしか記載されていない場合は、モーターのペアを選択する前に欠落している動作データを取得してください。

直列回路を圧力マップとして読み取る

同じ仮想ペアを 100 rpm で使用します。 2 番目のモーターの出口とリザーバーの間に想定される 6 bar を追加します。この単純化された圧力マップでは、モーター間の短い接続での損失を無視します。

貯水池の端から開始すると、合計は合流点で 6 + 31.42 = 37.42 bar、最初の入口で 37.42 + 62.83 = 100.25 bar になります。供給制御経路内の別の仮定の 6 bar により、ポンプ吐出量は 106.25 bar になります。

モーター 1 で、2 つのポートの読み取り値を減算します。100.25 − 37.42 により、トルクの計算に使用される 62.83 bar が得られます。インレットの測定値を単独で使用すると、トルクが過大評価されてしまいます。一方、出口の 37.42 bar は、選択したビルドのこの速度とデューティに対する許容出口圧力と照合する必要があります。

モーター 2 の負荷が増加すると、必要な圧力降下が増加します。それに伴ってモーター 1 の出口の圧力も上昇するため、両方のトルクを維持するには、ポンプが合計でより大きな圧力を供給する必要があります。ポンプのゲージでは、その合計がどのように配分されているかを示すことはできません。各モーターの 2 つの動作ポートの読み取り値により、評価に必要な局所的な差異が得られます。

逆の操作を行うには、矢印を逆にして 2 番目のマップを描画します。以前はタンク端にあったモーターが、最初にポンプの流れを受け取ることができるようになります。ブレーキ解除、フラッシング、チェックバルブの経路など、両方のポートの役割を確認します。各モーター図面からポート名をコピーし、指定された表示方向からのシャフトの回転を確立します。

出口圧力とケース圧力には独自の制限が必要

ヴィヴォイルさん モーターを直列で使用する際のガイダンスには、 外部ドレン バージョンと適切な低圧ドレン接続が指定されています。この要件は、文書化された Vivoil 構造に属します。

入口圧力、出口圧力、差圧、およびケースまたはシャフトシール圧力については、個別の定格入力を保存してください。期間と条件を一緒に記録します。外部ドレインによって動作ポートの定格は変わりません。この例では、計算された 37.42 bar を評価するには出口制限が必要です。

の 19 ～ 20 ページの図 ダンフォスの軌道モーターに関する情報は、 さまざまな内部配置がどのようにシャフト シールに接続されているかを示しています。提案された機械図面では、作動リターン、ケースドレン、およびブレーキ接続に個別にラベルを付けます。中間作業ラインにドレンティーを接続すると、そのラインの圧力が確認されます。

の Danfoss L および K フレーム モーターの資料 (13 ページ) では、システム、チャージ、およびケース圧力の制限を条件として直列運転を行っており、ベアリングの寿命が影響を受けるため、アプリケーションの支援を求めています。これらのモデル固有の制限は構成レビューに付随させておいてください。

ペアを通じて電力を追跡する

記載の 100 rpm デューティの場合、抵抗トルクの合計は 300 N・m になります。シャフトパワーは次のとおりです。

Pシャフト = (200 + 100) × 2 × π × 100 / 60,000 = 3.14 kW

油圧 kW は、bar に L/min を掛けて 600 で割ることで求められます。理想的な直列入力は 94.25 × 20 / 600 = 3.14 kW です。 62.83 bar の供給と戻りの差で 40 L/min の定圧並列ネットワークに供給すると、4.19 kW が得られます。この例では、軽量ブランチのスロットルは 20 L/min で 31.42 bar (1.05 kW に相当) を吸収します。別の制御アーキテクチャを選択すると、その損失は独自の流路と圧力経路から計算する必要があります。

前に使用した 12 bar の想定された共通供給損失と反射損失を含めます。 20 L/min では、直列の例ではこれらの損失により 0.40 kW が追加されます。並列回路の合計 40 L/min では、同じ想定の 12 bar で 0.80 kW が追加されます。結果の比較は次のようになります。

固定12バーはイメージです。各ホース、継手、クーラーの実損失曲線を参考にして選定してください。ドライブ入力に対するモーターとポンプの効率の影響を含め、各オプションが運ぶ流量の経路を再確認します。各デューティ状態の継続時間は、損失推定値を熱評価に変換するために必要です。

並列オプションは、独立した調整または障害回復のために依然として必要な場合があります。そのコントロールは、そのジョブに対して評価する必要があります。 1 つのモーターが無負荷または停止している期間を含みます。彼らは最も重い同時勤務よりもはるかに多くのシフトを占める可能性があります。上記の 1.05 kW の分岐損失の数値は、前述のスロットルの例にのみ適用されます。

なぜ等しい流れが等しい動きを保証しないのか

2 つの仮想的な理想変位を比較します。

直列配管では変位比が維持されます。上に示すように、並列で同じ速度を実現するには、異なる分岐フローが必要になります。

最後の行では、理想的な入口需要が 0.92 の仮定された ηv で除算されました。総入口需要は 48.91 L/min になります。等しいと仮定される効率は比率を維持します。実際のディバイダーの調査には、関連するオイルの状態と圧力での曲線が必要です。 2 つのモーターには異なる漏れがある可能性があります。

漏れ経路により、直列の流れのバランスが変化します。別の例として、モーター 1 の入口に 20 L/min、外部ドレンに 0.6 L/min を割り当てます。他に分岐がないため、メイン出口には 19.4 L/min が残り、3% 減少します。作業用出口に到達した漏れは、その下流側の電源に残ります。石油が外部損失として二重にカウントされないように、それを差し引く前にその目的地を描画します。

ローラーの直径とシャフトの回転数を確認してください。有効表面の寸法が 100 mm と 102 mm の 2 つの仮想ローラーを考えます。 100 rpm では、円周×rpm は 31.42 および 32.04 m/min になります。機械的なカップリングを外したままにすると、相対移動量は 5 分で約 3.14 m に達します。計算された差は、表面で 0.63 m/min です。共用ベルトはその自由な蓄積を防ぎます。制約に適応するには、力、滑り、または実際の速度を変更する必要があります。

許容範囲内の管理数量に名前を付けます。ローラーの表面速度、シャフトの回転数、角度位置によっては、さまざまな補正が必要になる場合があります。間隔と負荷の変化を含めます。 5% の速度変動を許容するプロセスでは、繰り返し開始される固定角度関係では許容できない余地が設計者に与えられます。

必要なモーションを中心に分岐制御を選択

制御されていない並列接続は、実際のフロー動作が許容される場合にのみ適切です。 1 つのブランチがより容易なフロー パスを提供する場合、負荷の変化に応じて割り当てが変更される可能性があります。ホースの長さが等しい、またはモーターの公称容量が一致しても、制御された分割は確立されません。どのデバイスが動作範囲全体で各分岐の流れを確立しているかを特定します。

Sun Hydraulics の分流器の技術ヒント (1 ～ 2 ページ) では、一方向での分流と、双方向のモータの役割のための分流と結合を区別しています。また、指定された流量範囲未満で動作すると意図した分割が失われる可能性があること、機械的に結合された出力ではキャビテーション、ロックアップ、圧力増大に注意する必要があることも警告しています。これらの特性は、選択したデバイスと回路に属します。 「50:50」というラベルがすべての状態を説明しているわけではありません。

3 つの動作要件により、さまざまな制御チェックが行われます。

シンプルな直列チェーンが主要な流路を結び付けます。設計されたバイパスまたは他の動作経路が提供されていない限り、一方のシャフトを停止すると、もう一方のシャフトが制限される可能性があります。バイパスを回路図に追加し、開いた状態、閉じた状態、状態が変化する残りのモーターの流れをトレースします。これら 3 つのスケッチは、追加のパスによって生じる圧力や速度の変化を明らかにします。

制御選択のために送信される図面には、ギア、チェーン、共有ベルト、および断続的な接触が含まれます。剛性の高い接続によりシャフトの動きが強制され、出力間でトルクが伝達されます。ベルトや地面を介した接触は、機械の動作時に異なる制約を課す可能性があります。各制約がいつ適用されるかをマークして、提案された流量比を機械的動作に対してチェックできるようにします。

ストール、開始、停止状態を含む

回路図のコピー上で 1 つのシャフトがブロックされていることをマークします。別のドライブでは、1 つのドライブの電源を切ります。 3 番目の場合は、シャフトを動かしたままコマンドを逆にします。各コピーのバイパスとローカル リリーフ パスをトレースします。通常の実行データでは、これらのイベントはレビューのために未公開のままになります。

シリーズの場合は、組み合わせた負荷需要と利用可能な圧力を比較します。需要が供給能力を超えると、計算では要求された両方の動作点がサポートされなくなります。実際の漏れとバルブの経路を使用して、結果として生じる動きを調査します。緩和設定への変更を検討する前に、インストールされているコンポーネントとドライブの制限を確認してください。

平行の場合は、1 つのシャフトをブロックし、負荷を取り外した状態で、取り付けられた分岐制御をトレースします。逆流も含めて。優先制御は、等比率分周器とは異なる方法で意図的に電源を割り当てます。独立したバルブは、独自のコマンド状態を導入します。レビューには実際のデバイスとバルブの位置に関するメーカー情報が必要です。

負荷をかけた再始動のために離脱トルクを追加します。取り付けられたブレーキには、シーケンス内でその解放イベントと、そのイベントで利用可能な圧力をマークする必要があります。このチェックにはモーターの始動データを使用します。実例の実行効率の数値では、離脱性能は証明されていません。

停止中、回転負荷によりモーターにオイルが供給され続ける可能性があります。停止状態のスケッチ上でそのポンプ方向をマークします。回路レビュー担当者に、バルブがポンプリリーフから隔離できる通路を含む、補充経路と圧力制限経路を特定してもらいます。この蓄積されたエネルギーの保護は、通常のモータリングの計算とは別に選択する必要があります。

初期状態を確認するには、単一の最大圧力の数値よりも短いワークシートの方が役立ちます。

既存のペアの 1 つのモーターを交換する

交換品を比較する場合は、既存のモーターの完全な接尾辞を保持してください。フランジとシャフトの図面と併せて、変位、ポート機能、出口定格、ドレン配置、および関連する曲線を比較します。交換により動作ペアの 1 つのメンバーが変更されるため、2 番目のモーターとその制御は比較の一部を構成します。

名目上等しい交換品のペアについて、必要な速度とトルクでの入口流量の曲線エントリを比較します。これらのエントリーに付属のオイルの状態を維持してください。取り付けられた分配器の比率、流量範囲、方向機能を追加します。この比較により、ヘッドラインの変位が一致する場合でも、欠落している動作点が明らかになる可能性があります。

注文する前に、見つかった回路を記録してください。両方のモデルのタグを写真に撮り、主要な相互接続ラインをトレースし、各ケースのドレンを特定し、バイパスまたはクロスポート アセンブリにマークを付けます。 2 番目の小さなホースはブレーキ解除接続またはフラッシング接続である可能性があるため、モーターの図面から特定します。元のポートラベルを記録に保存します。 「リターンホース」などの非公式の名前は、直列運転における異なる圧力義務を意味する場合があります。

ブリンス 軌道モーター範囲 を使用して、構成の照会を開始できます。同等の家族または避難所が検討の候補となります。既存のペアのいずれかのモーターを置き換える前に、選択した図面、動作限界、インターフェースの比較が必要になります。

2モーターに関する問い合わせで送信するもの

有益な調査は、マークされた回路と出力の説明から始まります。仮想のローラー マシンの場合、「両方のローラーで 100 rpm を目標にします。どちらかのローラーが単独で停止できなければなりません。負荷がかかっている間は共通のベルトでローラーを接続します。」となります。最後の 2 つの要件は制御設計で調整する必要があるため、ベルトがいつ接続されるか、どの停止状態が許可されるかが含まれます。

コンポーネントを選択するには、以下を添付してください。

• 識別: モータータグまたは完全な提案されたコードの両方。

• デューティ: 各シャフトに必要なトルクと回転数。

• 供給: 意図した駆動速度と利用可能な圧力でポンプを供給します。

既存の機器の場合は、テスト値の横にポートの位置と条件を記載します。バルブの位置、シャフトの回転数、圧力とともにオイルの温度を記録し、レビュー担当者がモーターの曲線上の動作点を特定できるようにします。

指定された間隔での許容速度または位置誤差を加算します。正転と逆転のデューティ、外部駆動負荷、失速後に必要な応答をマークします。排水ルートのスケッチと利用可能なモーター制限シートにより、技術的なパケットを完成させることができます。交換の問い合わせには、寸法とポート機能が特定された、古いインターフェイス図面と提案されたインターフェイス図面も必要です。

資格のある技術者に、指定されたテストポイントで動作ポートとケースドレンの測定値を測定してもらいます。機械の承認された手順に従い、負荷を固定し、回路向けに定格された機器を使用してください。通電された油圧ラインを開くことは危険です。テスト中はラインを閉じたままにしてください。

マークされた 2 モーター回路を次の宛先に送信します。 BLINCE に候補モーターの図面とリミットシートをリクエストします。出口およびケースの圧力制限および許容される直列または並列負荷の確認を依頼してください。モーターの注文をリリースする前に、まだ検討が必要な動作点またはバルブの状態を記録します。

電話: +86 132 4232 1601

✉️ メール: sales16@blince.com

Webサイト： https://blince.com

免責事項

この記事は一般的なエンジニアリング ガイドです。最終的なコンポーネントの選択は、機械の図面、測定された油圧データ、作業条件、安全要件、および資格のある油圧エンジニアまたはサプライヤーからの確認に基づいて行う必要があります。

ブリンス油圧チーム

Blince Hydraulic は業界をリードする企業です。 、精密設計の流体動力製造とカスタム油圧ソリューションに特化した産業機械における数十年にわたる深い専門知識と何千もの世界展開の成功に裏打ちされた当社のエンジニアリングチームは、以下を含む高性能油圧コンポーネントの製造に専念しています。 特殊な軌道モーター, 高圧走行によりモーターが駆動され、 堅牢な方向制御弁。当社の生産インフラストラクチャは最先端の多軸 CNC 加工システムを利用しており、ISO 9001 の完全認証を受けており、すべての製造工程で再現性のある体積精度を保証しています。

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当社の全製品ラインナップの詳細については、当社の公式 Web サイトをご覧ください。 www.blince.com.