Motoare hidraulice în serie vs paralel: alegerea unui circuit cu două motoare

Într-un circuit în serie, uleiul care părăsește priza principală a motorului 1 alimentează motorul 2. Pompa trebuie să depășească căderile de presiune ale ambelor motoare. În paralel, o joncțiune separă alimentarea în două ramuri de motor. Adăugați cerințele de debit atunci când dimensionați pompa. Cuplul depinde de presiunea pierdută pe fiecare motor; viteza arborelui depinde de debitul care ajunge la acesta. Verificați separat orice cerințe pentru potrivirea vitezelor.

Luați în considerare ieșirile înainte de a extrage furtunurile. Două transportoare separate pot avea nevoie de controale independente ale vitezei. O centură comună își constrânge rolele, în timp ce direcția necesită o deplasare diferită a roții în jurul unei curbe. Descrieți acele mișcări și orice nevoie de a opri un singur arbore. Includeți decelerația dacă o sarcină în mișcare poate antrena motorul după ce operatorul înlătură comanda.

Pentru o căutare inițială a componentelor, BLINCE categoria de motoare hidraulice oferă direcțiile disponibile pentru familie. Adecvarea seriei depinde în continuare de configurația selectată și de circuitul acesteia. Nici numele de familie, nici o fotografie nu stabilesc presiunea admisă la priza motorului.

Ce se schimbă atunci când motoarele împart o pompă

Pentru motoarele cu cilindree fixă ​​în funcționare constantă, comparația de bază este mai jos. Bypass-urile, supapele de control, scurgerile și pierderile de conducte trebuie adăugate la circuitul real.

Al doilea motor dintr-un circuit în serie primește ulei sub presiune de la priza primului motor. Poate produce cuplu deoarece presiunea scade din nou prin propriile camere de lucru. Prin urmare, primul motor are presiune pe ambele porturi principale. Cuplul său urmează diferența dintre aceste presiuni, mai degrabă decât citirea doar la pompă.

Relațiile de bază de deplasare utilizate mai jos sunt în concordanță cu Informații tehnice Danfoss General Orbital Motors, paginile 8 și 14–15 . Exemplele sunt calcule asamblate pentru această comparație. Nu sunt măsurători, evaluări BLINCE sau un desen de instalare propus.

Debitul și presiunea sunt bugete separate

Pentru un motor ideal, cu cilindreea D în cm³/tor și debitul de admisie Q în L/min:

n = 1.000 × Q / D

Aici n este viteza arborelui în rpm. Cuplul ideal corespunzător T în N·m, folosind căderea de presiune a motorului Δp în bar, este:

T = Δp × D / (20 × π)

Rezolvarea ecuației cuplului pentru presiune dă Δp = 20 × π × T / D. Pentru un motor real, luați în considerare scurgerile în estimarea debitului și pierderile mecanice în estimarea cuplului. Ecuațiile auto sunt Q = D × n / (1.000 × ηv) și Δp = 20 × π × T / (D × ηhm), unde ηv este randamentul volumetric și ηhm este randamentul hidraulico-mecanic. Preluați valorile din curbele motorului selectat în punctul de calculat. Un procent luat la o altă viteză sau presiune poate modifica rezultatul.

Conexiunea modifică modul în care aceste cerințe individuale ajung la pompă. În serie, adăugați diferențele de presiune necesare de-a lungul căii de curgere principală. În paralel, adăugați fluxurile de ramificație necesare. Scrieți ambele bugete înainte de a compara capacitatea pompei. Presiunea maximă și debitul maxim ale unei pompe nu sunt disponibile automat împreună la viteza și puterea de antrenare necesare.

O comparație funcțională cu aceleași două motoare

Această comparație ipotetică are patru intrări:

• Deplasare motor 1: 200 cm³/rev.

• Deplasare motor 2: 200 cm³/rev.

• Cuplu rezistent la Motor 1: 200 N·m.

• Cuplu rezistent la Motor 2: 100 N·m.

Nicio sarcină nu își acționează motorul în exterior. Pornirea, accelerarea, scurgerile și pierderile de supapă sau conductă sunt excluse din această primă trecere ideală.

Pentru Motorul 1, 20 × π × 200 / 200 ajunge la 62,83 bar. Reducerea la jumătate a cuplului pentru motorul 2 înjumătățește diferența de presiune necesară, la 31,42 bar. Deplasarea comună nu a egalat sarcinile.

Setați debitul pompei la 40 L/min pentru prima comparație. Pentru paralel, presupunem că un control menține fluxul de ramificație la 20 L/min fiecare și ține cont de surplusul de presiune din ramura mai ușoară. Înlocuiți debitul de admisie al fiecărui motor în 1.000 × Q / 200 pentru a obține vitezele din tabel. Împărțirea egală este o condiție de control impusă; nicio precizie de partajare nu a fost atribuită unui tee.

Pentru restul exemplului, utilizați o țintă comună de 100 rpm. Prin urmare, seria necesită 20 L/min prin pereche, iar paralela controlată necesită 40 L/min total. Sarcinile rezistente rămân la valorile inițiale. Aceasta furnizează o ieșire comună pentru compararea presiunii și puterii.

Comparația pompei are nevoie de un punct pe o curbă: livrare la presiunea necesară și viteza de antrenare. Includeți eficiența și pierderile de cale pentru a o localiza. Dacă documentația oferă doar două maxime independente, obțineți datele de funcționare lipsă înainte de a selecta perechea de motoare.

Citiți un circuit în serie ca o hartă a presiunii

Utilizați aceeași pereche ipotetică la 100 rpm. Adăugați o presiune de 6 bar între priza celui de-al doilea motor și rezervor. Pentru această hartă simplificată a presiunii, ignorați pierderea în conexiunea scurtă dintre motoare.

Începând de la capătul rezervorului, sumele sunt 6 + 31,42 = 37,42 bar la joncțiune și 37,42 + 62,83 = 100,25 bar la prima intrare. Un alt ipotetic 6 bari pe calea de alimentare-control aduce debitul pompei la 106,25 bar.

La Motorul 1, scădeți cele două citiri porturi: 100,25 − 37,42 dă 62,83 bari utilizați în calculul cuplului. Folosind doar citirea la admisie ar supraevalua cuplul. Între timp, 37,42 bari de la ieșire trebuie verificați în raport cu presiunea de ieșire permisă a construcției selectate pentru această viteză și sarcină.

Dacă sarcina motorului 2 crește, pierderea de presiune necesară crește. Presiunea la ieșirea motorului 1 crește odată cu aceasta, iar pompa trebuie să furnizeze un total mai mare dacă ambele cupluri trebuie menținute. Un indicator de la pompă nu poate arăta cum este distribuit acel total. Două citiri ale portului de lucru la fiecare motor oferă diferențele locale necesare pentru evaluare.

Pentru operarea inversă, desenați oa doua hartă cu săgețile inversate. Motorul aflat anterior la capătul rezervorului poate primi acum primul debit al pompei. Verificați ambele sarcini în port, inclusiv orice trasee de eliberare a frânei, spălare și supape de reținere. Copiați numele porturilor din desenul fiecărui motor și stabiliți rotația arborelui din direcția de vizualizare specificată.

Presiunea de ieșire și presiunea carcasei au nevoie de propriile limite

a lui Vivoil îndrumarea cu privire la utilizarea motoarelor sale în serie specifică versiunea sa cu drenaj extern și o conexiune adecvată de scurgere de joasă presiune. Această cerință aparține construcției Vivoil documentate.

Păstrați intrări separate pentru presiunea de intrare, presiunea de ieșire, presiunea diferențială și presiunea carcasei sau a etanșării arborelui. Înregistrați durata și condițiile alături de acestea. Drenajul extern nu modifică valorile nominale ale portului de lucru. De exemplu, este necesară o limită de ieșire pentru a evalua 37,42 bari calculati.

Diagramele de la paginile 19–20 din Informațiile Danfoss despre motorul orbital arată modul în care diferitele aranjamente interne se conectează la etanșarea arborelui. Pe desenul propus de mașină, etichetați separat returul de lucru, scurgerea carcasei și conexiunea frânei. Un teed de scurgere în linia intermediară de lucru ar vedea presiunea acelei linii.

The Documentul pentru motor Danfoss L și K Frame, pagina 13 , condiționează funcționarea în serie de limitele de sistem, de încărcare și de presiune a carcasei și solicită asistență pentru aplicare deoarece durata de viață a rulmentului este afectată. Păstrați acele restricții specifice modelului atașate la revizuirea configurației.

Urmăriți puterea prin pereche

Pentru sarcina de 100 rpm, suma cuplurilor rezistente este de 300 N·m. Puterea arborelui este:

Pshaft = (200 + 100) × 2 × π × 100 / 60.000 = 3,14 kW

kW hidraulic poate fi găsit prin înmulțirea barei cu L/min și împărțirea la 600. Intrarea ideală în serie este 94,25 × 20 / 600 = 3,14 kW. Furnizarea unei rețele paralele cu presiune constantă cu 40 L/min la o diferență de alimentare la retur de 62,83 bar oferă 4,19 kW. În acel exemplu, o clapă de accelerație din ramura mai ușoară absoarbe 31,42 bar la 20 L/min, echivalent cu 1,05 kW. Alegeți o altă arhitectură de control și pierderile acesteia ar trebui calculate din propriile căi de debit și presiune.

Includeți pierderile comune presupuse de alimentare și retur de 12 bari utilizate anterior. La 20 L/min, acele pierderi adaugă 0,40 kW în exemplul de serie. La valoarea totală a circuitului paralel de 40 L/min, același presupus 12 bar adaugă 0,80 kW. Comparația rezultată este:

Bara fixă ​​de 12 este o ilustrare. Utilizați fiecare furtun, fiting și curba de pierdere reală a răcitorului pentru selecție. Verificați din nou căile la debitul pe care l-ar transporta fiecare opțiune, inclusiv efectul eficienței motorului și a pompei asupra aportului de antrenare. Durata fiecărei stări de funcționare este necesară pentru a transforma estimarea pierderilor într-o evaluare a căldurii.

Opțiunea paralelă poate fi în continuare necesară pentru reglarea independentă sau recuperarea defecțiunii. Controalele sale trebuie evaluate în raport cu acel loc de muncă. Includeți perioadele cu un motor descărcat sau oprit; pot ocupa mult mai mult o tură decât cea mai grea sarcină simultană. Cifra de pierdere a ramurilor de 1,05 kW de mai sus se aplică doar exemplului de limitare menționat.

De ce fluxul egal nu garantează o mișcare egală

Comparați două deplasări ideale ipotetice:

Instalațiile de serie păstrează raportul de deplasare. Viteza egală în paralel necesită fluxuri diferite de ramificație, așa cum se arată mai sus.

Pentru ultimul rând, cererile ideale de intrare au fost împărțite la un ηv presupus de 0,92. Cererea totală de admisie devine 48,91 L/min. Eficiențe egale presupuse păstrează raportul. O interogare efectivă a divizorului necesită curbele la starea și presiunea uleiului relevante; cele două motoare pot avea scurgeri diferite acolo.

Dirijarea scurgerilor modifică echilibrul debitului în serie. Pentru un exemplu separat, atribuiți 20 L/min admisiei motorului 1 și 0,6 L/min scurgerii sale externe. Fără alte ramuri, priza principală mai are 19,4 L/min, o reducere de 3%. Scurgerile care ajung la priza de lucru rămân în acea alimentare din aval. Desenați-i destinația înainte de a o scădea, astfel încât uleiul să nu fie socotit de două ori ca o pierdere externă.

Verificați diametrul rolei, precum și turația arborelui. Luați două role ipotetice care măsoară 100 și 102 mm la suprafețele lor efective. La 100 rpm, circumferința timpilor rpm dă 31,42 și 32,04 m/min. Lăsați-le libere de cuplare mecanică și deplasarea relativă ar ajunge la aproximativ 3,14 m în cinci minute. Diferența calculată este de 0,63 m/min la suprafețe. O centură comună împiedică această acumulare liberă; forțele, alunecarea sau viteza reală trebuie să se modifice pentru a se adapta constrângerii.

Denumiți cantitatea controlată în toleranță. Viteza suprafeței rolei, turația arborelui și poziția unghiulară pot necesita diferite corecții. Includeți modificările de interval și de încărcare. Un proces care acceptă o variație de viteză de 5% oferă designerului spațiu pe care nu o are o relație unghiulară fixă ​​la porniri repetate.

Alegeți controlul ramurilor în jurul mișcării necesare

O conexiune paralelă necontrolată este adecvată numai în cazul în care comportamentul său real al curgerii este acceptabil. Dacă o ramură oferă o cale de curgere mai ușoară, alocarea se poate modifica pe măsură ce sarcina se modifică. Lungimile egale ale furtunului sau deplasările nominale egale ale motorului nu stabilesc o împărțire controlată. Identificați ce dispozitiv stabilește fluxul fiecărei ramuri în intervalul de funcționare.

Sfaturile tehnice ale divizorului de debit de la Sun Hydraulics, paginile 1–2 , deosebesc împărțirea într-o direcție de împărțirea și combinarea pentru sarcinile motoare bidirecționale. De asemenea, ei avertizează că operarea sub intervalul de debit specificat poate pierde diviziunea dorită și că ieșirile cuplate mecanic necesită atenție la cavitație, blocare și intensificare a presiunii. Aceste caracteristici aparțin dispozitivului și circuitului selectat; o etichetă care arată „50:50” nu descrie fiecare stare.

Trei cerințe de funcționare duc la verificări de control diferite:

Un simplu lanț în serie leagă împreună principalele căi de flux. Oprirea unui arbore îl poate restricționa pe celălalt dacă nu este prevăzută o ocolire proiectată sau o altă cale de operare. Adăugați bypass-ul la schema și urmăriți debitul motorului rămas cu acesta deschis, închis și în schimbare. Aceste trei schițe expun orice schimbare de presiune sau viteză pe care o introduce calea suplimentară.

Includeți angrenajele, lanțurile, cureaua comună și orice contact intermitent pe desenul trimis pentru selectarea controlului. O conexiune rigidă impune mișcarea arborelui și poate transfera cuplul între ieșiri. Contactul printr-o centură sau sol poate impune o constrângere diferită pe măsură ce mașina funcționează. Marcați când se aplică fiecare constrângere, astfel încât raportul de curgere propus să poată fi verificat în raport cu mișcarea mecanică.

Includeți stările blocat, pornire și oprire

Marcați un arbore blocat pe o copie a schemei. Pe altul, opriți o unitate; pe un al treilea, inversează comanda cu arborii încă în mișcare. Urmăriți ocolirile și căile de relief locale pe fiecare copie. Datele care rulează normal lasă acele evenimente deschise pentru revizuire.

Pentru serie, comparați cererea de sarcină combinată cu presiunea disponibilă. Odată ce cererea depășește capacitatea de aprovizionare, calculul nu mai acceptă ambele puncte de operare solicitate. Utilizați scurgerile reale și traseele supapelor pentru a investiga mișcarea rezultată. Verificați componenta instalată și limitele unității înainte de a lua în considerare orice modificare a unei setari de relief.

Pentru paralel, urmăriți controlul de ramificare montat cu un arbore blocat și cu sarcina îndepărtată. Includeți fluxul invers. Un control prioritar alocă în mod intenționat aprovizionarea în mod diferit față de un divizor cu raport egal. Supapele independente introduc propriile stări comandate. Revizuirea necesită informațiile producătorului pentru dispozitivul real și poziția supapei.

Adăugați cuplu de rupere pentru o repornire la încărcare. O frână montată are nevoie de evenimentul său de eliberare marcat în secvență, cu presiunea disponibilă la acel eveniment. Utilizați datele de pornire ale motorului pentru această verificare. Cifrele de eficiență de rulare din exemplul lucrat lasă performanța de ruptură nedovedită.

În timpul unei opriri, o sarcină rotativă poate continua să conducă uleiul prin motor. Marcați acea direcție de pompare pe schița stării de oprire. Cereți examinatorului circuitului să identifice căile sale de reaprovizionare și limitare a presiunii, inclusiv pasajele pe care o supapă le poate izola de evacuarea pompei. Protecția pentru această energie stocată trebuie selectată separat de calculul normal al automobilului.

Pentru o evaluare inițială a stării, o foaie de lucru scurtă este mai utilă decât o singură cifră de presiune maximă:

Înlocuirea unui motor dintr-o pereche existentă

Păstrați sufixul complet al motorului existent atunci când comparați înlocuirile. Alături de desenul flanșei și arborelui, comparați deplasarea, funcțiile portului, valoarea nominală a ieșirii, aranjamentul de scurgere și curbele relevante. Al doilea motor și comenzile sale fac parte din această comparație, deoarece înlocuirea schimbă un membru al unei perechi de lucru.

Pentru o pereche de înlocuiri egale nominal, comparați intrările curbei pentru debitul de admisie la viteza și cuplul necesar. Păstrați starea uleiului atașată la acele intrări. Adăugați raportul divizorului instalat, domeniul debitului și capacitatea de direcție. Această comparație poate dezvălui un punct de operare lipsă chiar și atunci când deplasarea titlului se potrivește.

Înregistrați circuitul așa cum a fost găsit înainte de a comanda. Fotografiați ambele etichete de model, urmăriți linia principală de interconectare, identificați fiecare scurgere a carcasei și marcați orice ansamblu de ocolire sau porturi transversale. Un al doilea furtun mic poate fi o conexiune de eliberare a frânei sau de spălare, deci identificați-l din desenul motorului. Păstrați etichetele originale ale porturilor în înregistrare; denumiri informale precum „furtun de retur” pot însemna sarcini diferite de presiune în funcționarea în serie.

ale lui BLINCE Gama motorului orbital poate fi utilizat pentru a porni o interogare de configurare. O familie comparabilă sau deplasare este un candidat pentru revizuire. Desenul selectat, limitele de operare și compararea interfeței sunt încă necesare înainte de a-l numi înlocuitor pentru oricare dintre motorul dintr-o pereche existentă.

Ce să trimiteți cu o întrebare cu două motoare

O întrebare utilă începe cu circuitul marcat și o descriere a ieșirilor. Pentru o mașină cu role ipotetică, ar putea citi: „Țintește 100 rpm la ambele role. Oricare rolă trebuie să se poată opri singur. O curea comună le conectează în timp ce este încărcată.” Ultimele două cerințe trebuie să fie reconciliate în proiectarea controlului, deci includeți momentul în care cureaua este cuplată și ce stări de oprire sunt permise.

Pentru selectarea componentelor, atașați:

• Identificare: ambele etichete motor sau coduri complete propuse.

• Funcție: cuplul și rpm necesare la fiecare arbore.

• Alimentare: livrarea pompei la viteza de antrenare prevăzută și presiunea disponibilă.

Pentru echipamentele existente, puneți locația și condițiile portului lângă valoarea de testare. Înregistrați poziția supapei, turația arborelui și temperatura uleiului cu presiunea, astfel încât examinatorul să poată localiza acel punct de funcționare pe curba motorului.

Adăugați viteza permisă sau eroarea de poziție într-un interval stabilit. Marcați serviciul înainte și înapoi, sarcinile externe de conducere și răspunsul necesar după o blocare. O schiță a traseului de scurgere și fișele disponibile cu limita motorului pot completa pachetul tehnic. Cererile de înlocuire necesită, de asemenea, desenele interfeței vechi și propuse, cu dimensiunile și funcțiile portului identificate.

Solicitați unui tehnician calificat să efectueze citirile portului de lucru și ale scurgerii carcasei prin punctele de testare desemnate. Urmați procedura aprobată a mașinii, asigurați-i sarcina și utilizați instrumente corespunzătoare circuitului. Deschiderea unei linii hidraulice sub tensiune este nesigură; mențineți liniile închise pe tot parcursul testului.

Trimiteți circuitul marcat cu două motoare către BLINCE cu o cerere pentru desenul motorului candidat și foaia de limită. Solicitați confirmarea limitelor de presiune la ieșire și a carcasei și a sarcinii în serie sau paralelă permise. Înregistrați orice punct de funcționare sau starea supapei care trebuie revizuită înainte de a elibera comanda motorului.

Tel: +86 132 4232 1601

✉️ E-mail: sales16@blince.com

Site: https://blince.com

Disclaimer

Acest articol este un ghid general de inginerie. Selectarea finală a componentelor trebuie să se bazeze pe desenele mașinii, datele hidraulice măsurate, condițiile de lucru, cerințele de siguranță și confirmarea unui inginer hidraulic sau furnizor calificat.

Echipa hidraulică Blince

Blince Hydraulic este o companie lider în industrie, dedicată producției de energie fluidă proiectată cu precizie și soluțiilor hidraulice personalizate. Susținută de zeci de ani de experiență profundă în domeniul mașinilor industriale și mii de implementări globale de succes, echipa noastră de ingineri se concentrează în întregime pe fabricarea de componente hidraulice de înaltă performanță, inclusiv motoare orbitale specializate, cursa de înaltă presiune antrenează motorul și supape de control direcțional robuste . Infrastructura noastră de producție utilizează sisteme de prelucrare CNC cu mai multe axe de ultimă generație și este pe deplin certificată ISO 9001 pentru a garanta acuratețe volumetrică repetabilă în fiecare ciclu de producție.

Oferim soluții hidraulice rapide, extrem de fiabile și eficiente din punct de vedere al costurilor distribuitorilor din industria grea, OEM-urilor de mașini și echipelor de întreținere din peste 150 de țări. Indiferent dacă proiectul dvs. activ necesită un lot mic de profile de arbore personalizate sau o serie de producție la scară largă de pompă cu roți din fontă pentru sarcini severe , ne configuram programele flexibile de producție pentru a vă îndeplini termenele de livrare țintă cu o predictibilitate totală a prețurilor. Parteneriatul cu Blince înseamnă asigurarea eficienței maxime a sistemului, calitatea materialelor de elită și profesionalism fără compromisuri în domeniul fluidelor.

Pentru a afla mai multe despre gama noastră completă de produse, vizitați site-ul nostru oficial: www.blince.com.