Гидравлические двигатели, работающие последовательно или параллельно: выбор схемы с двумя двигателями

В последовательной схеме масло, выходящее из главного выхода двигателя 1, питает двигатель 2. Насос должен компенсировать падение давления на обоих двигателях. Параллельно перемычка разделяет питание на две ветви двигателя. При выборе насоса учитывайте требования к расходу. Крутящий момент зависит от давления, теряемого в каждом двигателе; Скорость вала зависит от достигающего его потока. Проверьте требования по согласованию скоростей отдельно.

Прежде чем рисовать шланги, рассмотрите выходные данные. Два отдельных конвейера могут нуждаться в независимом контроле скорости. Общий ремень сдерживает его ролики, а рулевое управление требует разного хода колес на повороте. Опишите эти движения и необходимость остановки только одного вала. Включите замедление, если движущаяся нагрузка может привести в движение двигатель после того, как оператор отменил команду.

Для первоначального поиска компонентов используйте BLINCE. Категория гидравлического двигателя предоставляет доступные семейные направления. Пригодность серии еще зависит от выбранной конфигурации и ее схемы. Ни фамилия, ни фотография не определяют допустимое давление на выходе мотора.

Что меняется, когда двигатели используют общий насос

Для двигателей постоянного объема, работающих в установившемся режиме, базовое сравнение приведено ниже. Байпасы, регулирующие клапаны, утечки и потери в трубопроводах должны быть добавлены к фактическому контуру.

Второй двигатель в последовательной цепи получает масло под давлением из выпускного отверстия первого двигателя. Он может создавать крутящий момент, поскольку давление снова падает в его собственных рабочих камерах. Таким образом, первый двигатель оказывает давление на оба главных порта. Его крутящий момент зависит от разницы между этими давлениями, а не только от показаний насоса.

Основные соотношения смещения, используемые ниже, согласуются с Техническая информация Danfoss General Orbital Motors, стр. 8 и 14–15 . Примеры представляют собой расчеты, собранные для этого сравнения. Это не размеры, параметры BLINCE или предлагаемый установочный чертеж.

Поток и давление — это отдельные бюджеты.

Для идеального двигателя с рабочим объемом D в см³/об и расходом на впуске Q в л/мин:

п = 1000 × К/Д

Здесь n — скорость вала в об/мин. Соответствующий идеальный крутящий момент T в Н·м при перепаде давления двигателя Δp в бар равен:

Т = Δp × D/(20 × π)

Решение уравнения крутящего момента для давления дает Δp = 20 × π × T / D. Для реального двигателя учтите утечку в оценке расхода и механические потери в оценке крутящего момента. Уравнения двигателя: Q = D × n / (1000 × ηv) и Δp = 20 × π × T / (D × ηhm), где ηv — объемный КПД, а ηhm — гидромеханический КПД. Возьмите значения из кривых выбранного двигателя в расчетной точке. Процент, взятый при другой скорости или давлении, может изменить результат.

Соединение меняет то, как эти индивидуальные требования достигают насоса. Последовательно добавьте необходимые перепады давления вдоль основного пути потока. Параллельно добавьте необходимые потоки ветвей. Прежде чем сравнивать производительность насоса, запишите оба бюджета. Максимальное давление и максимальный расход насоса не могут быть автоматически доступны одновременно при требуемой скорости привода и мощности.

Проработанное сравнение с теми же двумя моторами.

Это гипотетическое сравнение имеет четыре входа:

• Рабочий объем двигателя 1: 200 см³/об.

• Объем двигателя 2: 200 см³/об.

• Момент сопротивления на двигателе 1: 200 Н·м.

• Момент сопротивления на двигателе 2: 100 Н·м.

Ни одна нагрузка не приводит в движение свой двигатель извне. При этом идеальном первом проходе исключаются запуск, ускорение, утечки и потери в клапанах или трубах.

Для двигателя 1 20 × π × 200/200 составляет 62,83 бар. Уменьшение крутящего момента двигателя 2 вдвое уменьшает требуемую разницу давлений до 31,42 бар. Общее смещение не уравняло их нагрузки.

Установите подачу насоса на 40 л/мин для первого сравнения. Для параллельного варианта предположим, что система управления поддерживает потоки ветвей на уровне 20 л/мин в каждой и учитывает избыточное давление в более легкой ветке. Замените входной поток каждого двигателя на 1000 × Q/200, чтобы получить значения скорости, указанные в таблице. Равное разделение является навязанным условием контроля; тройнику не назначена точность совместного использования.

В оставшейся части примера используйте общую целевую скорость 100 об/мин. Таким образом, последовательный расход через пару составляет 20 л/мин, а контролируемый параллельный канал — всего 40 л/мин. Сопротивляющиеся нагрузки остаются на своих первоначальных значениях. Это обеспечивает общий выход для сравнения давления и мощности.

Для сравнения насосов нужна точка на кривой: подача при требуемом давлении и скорости привода. Включите эффективность и потери на пути, чтобы найти его. Если в документации указаны только два независимых максимума, перед выбором пары двигателей получите недостающие рабочие данные.

Считайте последовательную цепь как карту давления.

Используйте ту же гипотетическую пару при 100 об/мин. Добавьте предполагаемое давление 6 бар между выпускным отверстием второго двигателя и резервуаром. Для этой упрощенной карты давления не учитывайте потери в коротком соединении между двигателями.

Начиная с конца резервуара, суммы составляют 6 + 31,42 = 37,42 бар на стыке и 37,42 + 62,83 = 100,25 бар на первом входе. Еще одно гипотетическое давление в 6 бар на линии подачи-регулирования доводит давление нагнетания насоса до 106,25 бар.

На двигателе 1 вычтите показания двух портов: 100,25–37,42 дает значение 62,83 бар, используемое при расчете крутящего момента. Использование только показаний на впуске приведет к завышению крутящего момента. Между тем, давление на выходе 37,42 бар должно быть сопоставлено с допустимым давлением на выходе выбранной конструкции для данной скорости и режима работы.

Если нагрузка двигателя 2 увеличивается, необходимое падение давления увеличивается. Вместе с этим повышается давление на выходе двигателя 1, и насос должен подавать большее общее количество, чтобы поддерживать оба крутящих момента. Манометр на насосе не может показать, как распределяется эта сумма. Два показания рабочего порта на каждом двигателе обеспечивают локальные различия, необходимые для оценки.

Для обратной операции нарисуйте вторую карту с перевернутыми стрелками. Двигатель, ранее находившийся на конце резервуара, теперь может первым получать поток насоса. Проверьте оба порта, включая пути отпускания тормозов, промывки и обратного клапана. Скопируйте названия портов с каждого чертежа двигателя и установите вращение вала с указанного направления просмотра.

Давление на выходе и давление в корпусе требуют своих собственных пределов.

Вивойл's В руководстве по последовательному использованию двигателей указана версия с внешним дренажем и подходящее сливное соединение низкого давления. Это требование соответствует документированной конструкции Vivoil.

Сохраняйте отдельные номинальные значения давления на входе, давления на выходе, перепада давления и давления в корпусе или уплотнении вала. Запишите продолжительность и условия рядом с ними. Внешний сток не меняет номиналы рабочих портов. Например, предел выхода необходим для оценки расчетного давления 37,42 бар.

Диаграммы на стр. 19–20 Информация Danfoss об орбитальном двигателе показывает, как различные внутренние конструкции соединяются с уплотнением вала. На предлагаемом чертеже машины пометьте рабочую обратку, слив картера и соединение тормоза отдельно. Сливной патрубок в промежуточную рабочую линию будет воспринимать давление в этой линии.

Документ Danfoss по двигателям с рамами L и K, стр. 13 , ставит серийную эксплуатацию в зависимость от предельных значений давления в системе, заправке и корпусе, а также требует помощи при применении, поскольку это влияет на срок службы подшипников. Сохраняйте эти ограничения, специфичные для модели, при проверке конфигурации.

Отследить мощность через пару

Для заявленного режима 100 об/мин сумма моментов сопротивления составляет 300 Н·м. Мощность на валу составляет:

Pвал = (200 + 100) × 2 × π × 100/60 000 = 3,14 кВт

Гидравлическую мощность можно найти, умножив бар на л/мин и разделив на 600. Идеальная последовательная потребляемая мощность составляет 94,25 × 20/600 = 3,14 кВт. Обеспечение параллельной сети постоянного давления с расходом 40 л/мин при разнице между подачей и обраткой 62,83 бар дает 4,19 кВт. В этом примере дроссель более легкой ветви поглощает давление 31,42 бар при 20 л/мин, что эквивалентно 1,05 кВт. Выберите другую архитектуру управления, и ее потери придется рассчитывать на основе собственных путей потока и давления.

Включите предполагаемые общие потери на подачу и возврат в размере 12 бар, использованные ранее. При 20 л/мин эти потери добавляют 0,40 кВт в последовательном примере. При общем расходе параллельного контура 40 л/мин те же предполагаемые 12 бар добавляют 0,80 кВт. Результат сравнения:

Фиксированное значение 12 бар является иллюстрацией. Для выбора используйте кривую фактических потерь каждого шланга, фитинга и охладителя. Еще раз проверьте пути потока, которые будет иметь каждый вариант, включая влияние эффективности двигателя и насоса на входную мощность привода. Продолжительность каждого рабочего состояния необходима для того, чтобы превратить оценку потерь в оценку тепла.

Параллельная опция все еще может потребоваться для независимой регулировки или устранения неисправностей. Его средства управления должны оцениваться с учетом этой работы. Включите периоды, когда один двигатель не нагружен или остановлен; они могут занимать гораздо больше времени в смену, чем самая тяжелая одновременная работа. Приведенное выше значение потерь в ответвлении 1,05 кВт применимо только к указанному примеру регулирования.

Почему равный поток не гарантирует равное движение

Сравните два гипотетических идеальных перемещения:

Последовательная сантехника сохраняет коэффициент смещения. Как показано выше, одинаковая скорость в параллельном режиме требует разных ветвящихся потоков.

Для последней строки идеальные требования на входе были разделены на предполагаемое ηv, равное 0,92. Общая потребность на входе составляет 48,91 л/мин. Равная предполагаемая эффективность сохраняет соотношение. Для фактического запроса делителя необходимы кривые при соответствующем состоянии масла и давлении; у двух двигателей могут быть разные утечки.

Маршрут утечки изменяет баланс последовательного потока. В качестве отдельного примера назначьте 20 л/мин на вход двигателя 1 и 0,6 л/мин на его внешний дренаж. При отсутствии других ответвлений в главном выпуске остается 19,4 л/мин, что означает снижение на 3%. Утечка, достигшая рабочего выхода, остается в этом расположенном ниже по потоку источнике. Нарисуйте пункт назначения, прежде чем вычитать его, чтобы нефть не учитывалась дважды как внешний ущерб.

Проверьте диаметр ролика, а также частоту вращения вала. Возьмем два гипотетических ролика размерами рабочих поверхностей 100 и 102 мм. При 100 об/мин умножение окружности на об/мин дает 31,42 и 32,04 м/мин. Если оставить их без механического соединения, относительный ход достигнет примерно 3,14 м за пять минут. Расчетная разница составляет 0,63 м/мин на поверхностях. Общий ремень предотвращает такое свободное накопление; силы, скольжение или фактическая скорость должны измениться, чтобы учесть ограничение.

Назовите контролируемую величину в допуске. Скорость поверхности ролика, частота вращения вала и угловое положение могут потребовать различных корректировок. Учитывайте интервал и изменения нагрузки. Процесс, допускающий изменение скорости на 5%, дает проектировщику пространство, которого нет при фиксированном угловом соотношении при повторяющихся запусках.

Выберите управление ветвью вокруг необходимого движения

Неконтролируемое параллельное соединение целесообразно только в том случае, если его фактическое поведение потока является приемлемым. Если одна ветвь предлагает более простой путь потока, распределение может меняться по мере изменения нагрузки. Одинаковая длина шлангов или одинаковый номинальный рабочий объем двигателя не создают контролируемого разделения. Определите, какое устройство устанавливает расход каждой ветви в рабочем диапазоне.

Технические советы Sun Hydraulics по делителям потока (страницы 1–2 ) отличают разделение в одном направлении от разделения и объединения для двунаправленных задач двигателя. Они также предупреждают, что работа ниже указанного диапазона расхода может привести к потере заданного деления и что механически связанные выходы требуют внимания к кавитации, блокировке и повышению давления. Эти характеристики принадлежат выбранному устройству и схеме; этикетка с надписью «50:50» не описывает каждый штат.

Три эксплуатационных требования приводят к различным контрольным проверкам:

Простая последовательная цепочка связывает вместе основные пути потока. Остановка одного вала может ограничить работу другого, если не предусмотрен предусмотренный обходной канал или другой рабочий путь. Добавьте байпас на схему и проследите оставшийся поток двигателя в его открытом, закрытом и изменяющемся состоянии. Эти три эскиза демонстрируют любые изменения давления или скорости, которые вносит дополнительный путь.

Включите шестерни, цепи, общий ремень и любой прерывистый контакт на чертеже, отправленном на выбор управления. Жесткое соединение вызывает движение вала и может передавать крутящий момент между выходами. Контакт через ремень или землю может привести к другим ограничениям во время работы машины. Отметьте, когда применяется каждое ограничение, чтобы можно было сравнить предполагаемое соотношение потоков с механическим движением.

Включить состояния остановки, запуска и остановки

Отметьте один заблокированный вал на копии схемы. На другом выключите один привод; в третьем измените команду, оставив валы в движении. Проследите обходные пути и локальные пути рельефа на каждой копии. Данные при нормальной работе оставляют эти события открытыми для просмотра.

Для серии сравните общую требуемую нагрузку с доступным давлением. Как только этот спрос превышает возможности предложения, расчет больше не поддерживает обе запрошенные рабочие точки. Используйте фактическую утечку и пути клапана для исследования результирующего движения. Прежде чем рассматривать возможность изменения настройки сброса, проверьте установленный компонент и пределы привода.

Для параллельности проследите установленный блок управления ответвлением с заблокированным одним валом и снятой с него нагрузкой. Включить обратный поток. Приоритетное управление намеренно распределяет предложение иначе, чем делитель с равным соотношением. Независимые клапаны вводят свои собственные управляемые состояния. Для проверки необходима информация производителя о фактическом устройстве и положении клапана.

Добавьте пусковой момент для перезапуска под нагрузкой. Для установленного тормоза событие отпускания должно быть отмечено в последовательности с указанием давления, доступного в этом событии. Для этой проверки используйте пусковые данные двигателя. Показатели эффективности работы в рассмотренном примере оставляют бездоказательными показатели отрыва.

Во время остановки вращающаяся нагрузка может продолжать прогонять масло через двигатель. Отметьте это направление накачки на эскизе состояния остановки. Попросите специалиста по проверке контура определить пути пополнения и ограничения давления, включая каналы, которые клапан может изолировать от сброса давления насоса. Защита этой накопленной энергии должна выбираться отдельно от обычного расчета двигателя.

Для первоначального анализа состояния более полезен короткий рабочий лист, чем один показатель максимального давления:

Замена одного двигателя в существующей паре

При сравнении запасных частей сохраняйте полный суффикс существующего двигателя. Наряду с чертежами фланца и вала сравните рабочий объем, функции портов, номинальное значение выпускного отверстия, расположение дренажа и соответствующие кривые. Второй двигатель и его элементы управления являются частью этого сравнения, поскольку при замене заменяется один член рабочей пары.

Для пары номинально равных замен сравните записи кривой расхода на впуске при требуемой скорости и крутящем моменте. Сохраняйте состояние масла в этих записях. Добавьте соотношение установленного делителя, диапазон расхода и возможность направления. Это сравнение может выявить недостающую рабочую точку, даже если смещение заголовка совпадает.

Перед заказом запишите найденную схему. Сфотографируйте бирки обеих моделей, проследите главную соединительную линию, определите слив каждого корпуса и отметьте любой узел байпаса или перекрестного порта. Второй небольшой шланг может представлять собой соединение для отпускания тормозов или промывки, поэтому определите его по чертежу двигателя. Сохраните в записи оригинальные метки портов; неофициальные названия, такие как «обратный шланг», могут означать разные режимы давления при последовательной работе.

BLINCE Диапазон орбитальных двигателей можно использовать для запуска запроса конфигурации. Сопоставимая семья или перемещенное лицо является кандидатом на рассмотрение. Выбранный чертеж, рабочие пределы и сравнение интерфейсов все еще необходимы, прежде чем называть его заменой любого двигателя в существующей паре.

Что отправить с запросом на два двигателя

Полезный запрос начинается с отмеченной схемы и описания выходов. Для гипотетической роликовой машины это могло бы звучать так: «Назначьте 100 об/мин на обоих роликах. Каждый ролик должен иметь возможность останавливаться самостоятельно. Общий ремень соединяет их под нагрузкой». Последние два требования необходимо согласовать в конструкции управления, поэтому укажите, когда ремень включен и какие состояния остановки разрешены.

Для выбора компонентов приложите:

• Идентификация: как бирки двигателя, так и полные предлагаемые коды.

• Обязанность: крутящий момент и частота вращения, необходимые на каждом валу.

• Подача: подача насоса при заданной скорости привода и доступном давлении.

Для существующего оборудования укажите местоположение и условия порта рядом с тестовым значением. Запишите положение клапана, частоту вращения вала и температуру масла вместе с давлением, чтобы рецензент мог найти эту рабочую точку на кривой двигателя.

Добавьте допустимую погрешность скорости или положения за указанный интервал. Отметьте режим работы вперед и назад, внешние движущие нагрузки и реакцию, необходимую после остановки. Эскиз дренажного канала и имеющиеся таблицы ограничений по двигателю могут дополнить технический пакет. Для запросов на замену также потребуются старые и предлагаемые чертежи интерфейсов с указанием размеров и функций портов.

Попросите квалифицированного специалиста снять показания рабочего порта и дренажного отверстия через определенные контрольные точки. Следуйте утвержденной процедуре для машины, закрепите ее нагрузку и используйте инструменты, рассчитанные на данную цепь. Открытие гидравлической линии под напряжением небезопасно; держите линии закрытыми на протяжении всего теста.

Отправьте отмеченную двухмоторную схему на БЛИНС с запросом чертежа двигателя-кандидата и листа ограничений. Попросите подтверждение предельных значений давления на выходе и корпусе, а также разрешенного последовательного или параллельного режима работы. Запишите все рабочие точки или состояния клапана, которые еще требуют проверки, прежде чем выдавать команду на двигатель.

Тел: +86 132 4232 1601

✉️ Электронная почта: sales16@blince.com

Веб-сайт: https://blince.com

Отказ от ответственности

Эта статья представляет собой общее инженерное руководство. Окончательный выбор компонентов должен основываться на чертежах машины, измеренных гидравлических данных, условиях работы, требованиях безопасности и подтверждении квалифицированного инженера-гидравлика или поставщика.

Гидравлическая команда Blince

Blince Hydraulic — ведущая в отрасли компания, занимающаяся прецизионным производством гидравлической энергии и индивидуальными гидравлическими решениями. Опираясь на десятилетия глубокого опыта в области промышленного оборудования и тысячи успешных внедрений по всему миру, наша команда инженеров полностью сосредоточена на производстве высокопроизводительных гидравлических компонентов, в том числе специализированные орбитальные двигатели, двигатель перемещения под высоким давлением и надежные гидрораспределители . Наша производственная инфраструктура использует современные многоосные обрабатывающие системы с ЧПУ и полностью сертифицирована по стандарту ISO 9001, что гарантирует повторяемую объемную точность на каждом этапе производства.

Мы поставляем быстрые, высоконадежные и экономичные гидравлические решения дистрибьюторам тяжелой промышленности, производителям оборудования и бригадам технического обслуживания в более чем 150 странах. Независимо от того, требует ли ваш активный проект мелкосерийную партию профилей валов по индивидуальному заказу или крупномасштабное производство Чугунный шестеренный насос для тяжелых условий эксплуатации , мы настраиваем наши гибкие графики производства так, чтобы обеспечить соблюдение целевых сроков выполнения заказов и полную предсказуемость цен. Партнерство с Blince означает обеспечение максимальной эффективности системы, элитного качества материалов и бескомпромиссного профессионализма в области гидроэнергетики.

Чтобы узнать больше о нашей полной линейке продукции, посетите наш официальный сайт: www.blince.com.