Hydraulické motory v sérii vs paralelne: Výber dvojmotorového okruhu

V sériovom okruhu olej opúšťajúci hlavný výstup motora 1 napája motor 2. Čerpadlo musí prekonať pokles tlaku oboch motorov. Paralelne spoj rozdeľuje napájanie na dve vetvy motora. Pri dimenzovaní čerpadla pridajte ich požiadavky na prietok. Krútiaci moment závisí od straty tlaku v každom motore; rýchlosť hriadeľa závisí od prietoku, ktorý ho dosahuje. Každú požiadavku na zodpovedajúce rýchlosti skontrolujte samostatne.

Pred nakreslením hadíc zvážte výstupy. Dva samostatné dopravníky môžu vyžadovať nezávislé ovládanie rýchlosti. Spoločný pás obmedzuje jeho valčeky, zatiaľ čo riadenie vyžaduje iný pohyb kolies v zákrute. Popíšte tieto pohyby a akúkoľvek potrebu zastaviť len jeden hriadeľ. Zahrňte spomalenie, ak pohybujúce sa zaťaženie môže poháňať motor po tom, čo operátor odstráni príkaz.

Pre počiatočné vyhľadávanie komponentov, BLINCE's kategória hydraulických motorov poskytuje dostupné smery rodiny. Vhodnosť série stále závisí od zvolenej konfigurácie a jej obvodu. Ani priezvisko, ani fotografia nestanovujú prípustný tlak na výstupe motora.

Čo sa zmení, keď motory zdieľajú čerpadlo

Pre motory s pevným objemom v ustálenej motorickej prevádzke je základné porovnanie nižšie. Ku skutočnému okruhu je potrebné pripočítať obtoky, regulačné ventily, úniky a straty v potrubí.

Druhý motor v sériovom obvode dostáva stlačený olej z výstupu prvého motora. Môže vytvárať krútiaci moment, pretože tlak opäť klesá cez jeho vlastné pracovné komory. Prvý motor má teda tlak na oba hlavné porty. Jeho krútiaci moment sa riadi skôr rozdielom medzi týmito tlakmi než údajom na samotnom čerpadle.

Základné posunové vzťahy použité nižšie sú v súlade s Technické informácie spoločnosti Danfoss General Orbital Motors, strany 8 a 14–15 . Príklady sú výpočty zostavené pre toto porovnanie. Nie sú to miery, hodnotenia BLINCE ani navrhovaný inštalačný výkres.

Prietok a tlak sú samostatné rozpočty

Pre ideálny motor so zdvihovým objemom D v cm³/ot a vstupným prietokom Q v L/min:

n = 1 000 × Q / D

Tu n je rýchlosť hriadeľa v ot./min. Zodpovedajúci ideálny krútiaci moment T v N·m pri použití poklesu tlaku motora Δp v baroch je:

T = Δp × D / (20 × π)

Vyriešenie rovnice krútiaceho momentu pre tlak dáva Δp = 20 × π × T / D. Pre skutočný motor počítajte s netesnosťami v odhade prietoku a mechanickými stratami v odhade krútiaceho momentu. Motorické rovnice sú Q = D × n / (1 000 × ηv) a Δp = 20 × π × T / (D × ηhm), kde ηv je objemová účinnosť a ηhm je hydraulicko-mechanická účinnosť. Vezmite hodnoty z kriviek zvoleného motora v bode, ktorý sa vypočítava. Percento odobraté pri inej rýchlosti alebo tlaku môže zmeniť výsledok.

Pripojenie mení spôsob, akým sa tieto individuálne požiadavky dostanú k čerpadlu. V sérii pridajte požadované tlakové rozdiely pozdĺž hlavnej prietokovej cesty. Paralelne pridajte požadované prietoky odbočiek. Pred porovnaním kapacity čerpadla si zapíšte oba rozpočty. Maximálny tlak a maximálny prietok čerpadla nie sú automaticky dostupné spolu pri požadovanej rýchlosti a výkone pohonu.

Spracované porovnanie s rovnakými dvoma motormi

Toto hypotetické porovnanie má štyri vstupy:

• Zdvihový objem motora 1: 200 cm³/ot.

• Zdvihový objem motora 2: 200 cm³/ot.

• Odporový krútiaci moment pri motore 1: 200 N·m.

• Odporový krútiaci moment pri motore 2: 100 N·m.

Žiadna záťaž nepoháňa svoj motor externe. Z tohto ideálneho prvého prechodu sú vylúčené štartovanie, zrýchlenie, úniky a straty ventilov alebo potrubia.

Pre motor 1 je 20 × π × 200 / 200 62,83 bar. Zníženie krútiaceho momentu pre motor 2 na polovicu zníži požadovaný tlakový rozdiel na 31,42 bar. Zdieľaný výtlak nezrovnal ich zaťaženie.

Pre prvé porovnanie nastavte dodávku čerpadla na 40 l/min. V prípade paralelného vedenia predpokladajme, že kontrola udržuje prietoky vetvy na 20 l/min. a počíta s prebytočným tlakom v ľahšej vetve. Nahraďte vstupný prietok každého motora hodnotou 1 000 × Q / 200, aby ste získali otáčky tabuľky. Rovnaké rozdelenie je podmienkou kontroly; k odpalisku nebola priradená žiadna presnosť zdieľania.

Pre zvyšok príkladu použite spoločný cieľ 100 otáčok za minútu. Séria teda spotrebuje 20 l/min cez pár a riadený paralelný spotrebuje celkovo 40 l/min. Odporové zaťaženia zostávajú na svojich pôvodných hodnotách. To poskytuje spoločný výstup na porovnanie tlaku a výkonu.

Na porovnanie čerpadla je potrebný bod na krivke: dodávka pri požadovanom tlaku a rýchlosti pohonu. Zahrňte účinnosti a straty cesty, aby ste to našli. Ak dokumentácia uvádza iba dve nezávislé maximá, pred výberom dvojice motorov si zaobstarajte chýbajúce prevádzkové údaje.

Prečítajte si sériový obvod ako tlakovú mapu

Použite rovnaký hypotetický pár pri 100 ot./min. Pridajte predpokladaných 6 barov medzi výstup druhého motora a nádrž. Pre túto zjednodušenú tlakovú mapu ignorujte stratu v krátkom spojení medzi motormi.

Počnúc koncom nádrže sú sumy 6 + 31,42 = 37,42 barov na križovatke a 37,42 + 62,83 = 100,25 barov na prvom vstupe. Ďalších hypotetických 6 barov v dráhe riadenia prívodu zvyšuje výtlak čerpadla na 106,25 bar.

Pri motore 1 odčítajte hodnoty dvoch portov: 100,25 − 37,42 udáva hodnotu 62,83 bar použitú pri výpočte krútiaceho momentu. Použitie samotného vstupného údaja by prehnalo krútiaci moment. Medzitým sa musí skontrolovať 37,42 bar na jeho výstupe v porovnaní s povoleným výstupným tlakom zvolenej zostavy pre túto rýchlosť a výkon.

Ak sa zvýši zaťaženie motora 2, zvýši sa jeho požadovaný pokles tlaku. Tlak na výstupe motora 1 stúpa spolu s ním a čerpadlo musí dodávať väčší súčet, ak sa majú zachovať oba krútiace momenty. Meradlo na čerpadle nemôže ukázať, ako je táto suma rozdelená. Dva údaje z pracovného portu na každom motore poskytujú miestne rozdiely potrebné na posúdenie.

Pre opačnú operáciu nakreslite druhú mapu s obrátenými šípkami. Motor, ktorý bol predtým na konci nádrže, môže teraz ako prvý prijímať prietok čerpadla. Skontrolujte obe funkcie portu, vrátane dráhy uvoľnenia brzdy, preplachovania a spätného ventilu. Skopírujte názvy portov z každého výkresu motora a stanovte rotáciu hriadeľa z uvedeného smeru pohľadu.

Výstupný tlak a tlak v puzdre potrebujú svoje vlastné limity

Vivoil's návod na použitie jeho motorov v sérii špecifikuje jeho verziu s vonkajším odtokom a vhodné nízkotlakové pripojenie odtoku. Táto požiadavka patrí k zdokumentovanej konštrukcii Vivoil.

Uchovajte samostatné menovité údaje pre vstupný tlak, výstupný tlak, diferenčný tlak a tlak v puzdre alebo tesnení hriadeľa. Zaznamenajte dobu trvania a podmienky popri nich. Externý odtok nemení hodnotenie pracovných portov. Napríklad na posúdenie vypočítaných 37,42 barov je potrebný výstupný limit.

Diagramy na stranách 19–20 Informácie o orbitálnom motore spoločnosti Danfoss ukazujú, ako sa rôzne vnútorné usporiadania spájajú s tesnením hriadeľa. Na navrhovanom výkrese stroja samostatne označte pracovný návrat, vypúšťanie skrine a pripojenie brzdy. Odtokový diel do medziľahlého pracovného potrubia by videl tlak tohto potrubia.

The Dokument motora Danfoss L a K Frame, strana 13 , podmieňuje sériovú prevádzku limitmi systému, nabíjania a tlaku v puzdre a vyžaduje pomoc pri aplikácii, pretože je ovplyvnená životnosť ložísk. Ponechajte tieto obmedzenia špecifické pre daný model pripojené ku kontrole konfigurácie.

Sledujte silu cez pár

Pre uvedenú prevádzku pri 100 ot./min. je súčet odporových krútiacich momentov 300 N·m. Výkon hriadeľa je:

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

Hydraulický kW zistíte vynásobením stĺpca L/min a vydelením 600. Ideálny sériový príkon je 94,25 × 20 / 600 = 3,14 kW. Napájanie paralelnej siete s konštantným tlakom 40 l/min pri rozdiele medzi prívodom a spiatočkou 62,83 bar dáva 4,19 kW. V tomto príklade škrtiaca klapka v ľahšej vetve absorbuje 31,42 barov pri 20 l/min, čo zodpovedá 1,05 kW. Zvoľte si inú regulačnú architektúru a jej straty by sa museli vypočítať z jej vlastných prietokových a tlakových ciest.

Zahrňte predpokladané spoločné straty v prívode a spätnom toku 12 bar, ktoré sa používali predtým. Pri 20 l/min tieto straty pridávajú v sériovom príklade 0,40 kW. Pri celkovom prietoku paralelného okruhu 40 l/min., rovnakých predpokladaných 12 barov pridáva 0,80 kW. Výsledné porovnanie je:

Pevných 12 barov je ilustrácia. Na výber použite krivku skutočnej straty každej hadice, fitingu a chladiča. Znova skontrolujte dráhy prietoku, ktoré by každá možnosť preniesla, vrátane vplyvu účinnosti motora a čerpadla na vstup pohonu. Trvanie každého prevádzkového stavu je potrebné na to, aby sa odhad straty zmenil na hodnotenie tepla.

Paralelná možnosť môže byť stále potrebná na nezávislé nastavenie alebo obnovenie poruchy. Jeho ovládacie prvky sa musia hodnotiť v porovnaní s touto úlohou. Zahrňte obdobia s jedným nezaťaženým alebo zastaveným motorom; môžu zaberať oveľa viac zmeny ako najťažšia simultánna služba. Vyššie uvedená hodnota straty vetvy 1,05 kW platí len pre uvedený príklad škrtenia.

Prečo rovnaký tok nezaručuje rovnaký pohyb

Porovnajte dve hypotetické ideálne posunutia:

Sériová inštalácia zachováva pomer výtlaku. Rovnaká rýchlosť v paralelnom režime vyžaduje rôzne toky vetví, ako je uvedené vyššie.

Pre posledný riadok boli ideálne nároky na vstup delené predpokladaným ηv 0,92. Celková spotreba na prívode je 48,91 l/min. Rovnaké predpokladané účinnosti zachovávajú pomer. Skutočná požiadavka na rozdeľovač vyžaduje krivky pri príslušnom stave a tlaku oleja; dva motory tam môžu mať rozdielny únik.

Smerovanie úniku mení rovnováhu toku série. V samostatnom príklade priraďte 20 l/min vstupu motora 1 a 0,6 l/min jeho externému odtoku. Bez ďalších vetiev má hlavný výstup 19,4 l/min, čo predstavuje zníženie o 3 %. Únik, ktorý dosiahne pracovný výstup, zostáva v tomto prívode. Pred odčítaním nakreslite jej miesto určenia, aby sa ropa nezapočítavala dvakrát ako externá strata.

Skontrolujte priemer valca, ako aj otáčky hriadeľa. Vezmite dva hypotetické valčeky s rozmermi 100 a 102 mm na ich účinných plochách. Pri 100 ot./min. obvodové časy ot./min. dávajú 31,42 a 32,04 m/min. Nechajte ich bez mechanického spojenia a relatívna dráha by dosiahla asi 3,14 m za päť minút. Vypočítaný rozdiel na povrchoch je 0,63 m/min. Spoločný pás zabraňuje voľnému hromadeniu; sily, sklz alebo skutočná rýchlosť sa musia zmeniť, aby sa prispôsobili obmedzeniu.

Pomenujte regulovanú veličinu v tolerancii. Rýchlosť povrchu valca, otáčky hriadeľa a uhlová poloha môžu vyžadovať rôzne korekcie. Zahrňte zmeny intervalu a zaťaženia. Proces akceptujúci 5% zmenu rýchlosti dáva dizajnérovi priestor, ktorý pevný uhlový vzťah pri opakovaných štartoch neposkytuje.

Zvoľte ovládanie vetvy okolo požadovaného pohybu

Nekontrolované paralelné pripojenie je vhodné len tam, kde je prijateľné jeho skutočné prietokové správanie. Ak jedna vetva ponúka jednoduchšiu cestu toku, alokácia sa môže meniť podľa zmeny zaťaženia. Rovnaké dĺžky hadíc alebo zodpovedajúce menovité objemy motora nezabezpečujú kontrolované rozdelenie. Identifikujte, ktoré zariadenie vytvára tok každej vetvy v prevádzkovom rozsahu.

Technické tipy na rozdeľovanie prietoku od spoločnosti Sun Hydraulics, strany 1–2 , rozlišujú delenie v jednom smere od delenia a kombinovania pre obojsmerné funkcie motora. Tiež varujú, že prevádzka pod špecifikovaným rozsahom prietoku môže stratiť zamýšľané rozdelenie a že mechanicky spojené výstupy vyžadujú pozornosť na kavitáciu, zablokovanie a zosilnenie tlaku. Tieto charakteristiky patria k vybranému zariadeniu a okruhu; štítok s textom '50:50' nepopisuje každý stav.

Tri prevádzkové požiadavky vedú k rôznym kontrolným kontrolám:

Jednoduchý sériový reťazec spája hlavné prietokové cesty dohromady. Zastavenie jedného hriadeľa môže obmedziť druhý, pokiaľ nie je zabezpečený projektovaný obtok alebo iná prevádzková cesta. Pridajte obtok do schémy a sledujte zostávajúci prietok motora s otvoreným, zatvoreným a meniacim sa stavom. Tieto tri náčrty odhaľujú akúkoľvek zmenu tlaku alebo rýchlosti, ktorú predstavuje extra dráha.

Zahrňte ozubené kolesá, reťaze, spoločný remeň a akýkoľvek prerušovaný kontakt na výkres odoslaný na výber kontroly. Pevné spojenie spôsobuje pohyb hriadeľa a môže prenášať krútiaci moment medzi výstupmi. Kontakt cez pás alebo zem môže pri prevádzke stroja spôsobiť iné obmedzenie. Označte, kedy platí každé obmedzenie, aby bolo možné skontrolovať navrhovaný pomer prietoku voči mechanickému pohybu.

Zahrňte stavy zastavenia, spustenia a zastavenia

Označte jeden hriadeľ zablokovaný na kópii schémy. Na inom vypnite jeden pohon; na tretinu vráťte príkaz s pohybom hriadeľov. Na každej kópii sledujte obchvaty a miestne reliéfne cesty. Normálne spustené údaje ponechávajú tieto udalosti otvorené na kontrolu.

V prípade série porovnajte dopyt po kombinovanom zaťažení s dostupným tlakom. Keď tento dopyt prekročí schopnosť ponuky, výpočet už nepodporuje oba požadované prevádzkové body. Použite skutočný únik a dráhy ventilov na preskúmanie výsledného pohybu. Pred zvážením akejkoľvek zmeny nastavenia odľahčenia skontrolujte nainštalovaný komponent a limity pohonu.

Pre paralelné sledovanie namontovaného ovládania odbočiek s jedným zablokovaným hriadeľom a bez zaťaženia. Zahrňte spätný tok. Prioritná kontrola zámerne alokuje dodávku inak ako rovnomerný rozdeľovač. Nezávislé ventily zavádzajú svoje vlastné prikázané stavy. Kontrola vyžaduje informácie od výrobcu pre aktuálne zariadenie a polohu ventilu.

Pridajte moment odtrhnutia pre reštart s napätím. Namontovaná brzda potrebuje odbrzdenie označené v poradí s tlakom dostupným v tomto prípade. Na túto kontrolu použite štartovacie údaje motora. Údaje o prevádzkovej účinnosti v pracovnom príklade zanechávajú nedokázaný výkon.

Počas zastavenia môže rotujúca záťaž poháňať olej cez motor. Označte tento smer čerpania na náčrte zastaveného stavu. Požiadajte kontrolóra okruhu, aby určil jeho cesty doplňovania a obmedzovania tlaku vrátane kanálov, ktoré môže ventil izolovať od odľahčenia čerpadla. Ochrana pre túto uloženú energiu musí byť zvolená oddelene od normálneho výpočtu pre jazdu.

Na úvodnú kontrolu stavu je užitočnejší krátky pracovný hárok ako jeden údaj maximálneho tlaku:

Výmena jedného motora v existujúcom páre

Pri porovnávaní náhrad si ponechajte úplnú príponu existujúceho motora. Popri výkrese príruby a hriadeľa porovnajte výtlak, funkcie portu, výstupný výkon, usporiadanie odtoku a príslušné krivky. Druhý motor a jeho ovládacie prvky tvoria súčasť tohto porovnania, pretože výmena mení jedného člena pracovnej dvojice.

Pre pár nominálne rovnakých náhrad porovnajte vstupy krivky pre vstupný prietok pri požadovanej rýchlosti a krútiacom momente. Udržujte stav oleja pripojený k týmto záznamom. Pridajte pomer inštalovaného rozdeľovača, rozsah prietoku a smerovú schopnosť. Toto porovnanie môže odhaliť chýbajúci pracovný bod, aj keď sa posun nadpisu zhoduje.

Pred objednávkou si zaznamenajte nájdený obvod. Odfoťte oba štítky modelu, obkreslite hlavné prepojovacie vedenie, identifikujte každý odtok v puzdre a označte akýkoľvek obtok alebo zostavu krížového portu. Druhá malá hadica môže byť prípojka na uvoľnenie brzdy alebo preplachovanie, preto ju identifikujte z výkresu motora. Zachovať pôvodné označenia portov v zázname; neformálne názvy ako 'spätná hadica' môžu znamenať rôzne tlakové zaťaženie v sériovej prevádzke.

BLINCE's rozsah orbitálneho motora možno použiť na spustenie dotazu na konfiguráciu. Porovnateľná rodina alebo vysídlenie je kandidátom na preskúmanie. Vybraný výkres, prevádzkové limity a porovnanie rozhrania sú stále potrebné predtým, ako sa to bude nazývať náhradou za ktorýkoľvek motor v existujúcom páre.

Čo poslať s dopytom na dva motory

Užitočná otázka začína označeným obvodom a popisom výstupov. Pre hypotetický valčekový stroj by to mohlo znieť: 'Cieľová rýchlosť 100 otáčok za minútu na oboch valcoch. Každý z valcov musí byť schopný zastaviť sa sám. Pri zaťažení ich spája spoločný remeň.' Posledné dve požiadavky je potrebné zosúladiť v návrhu ovládania, preto uveďte, kedy je remeň zapnutý a ktoré stavy zastavenia sú povolené.

Pre výber komponentov priložte:

• Identifikácia: obe značky motora alebo kompletné navrhované kódy.

• Prevádzka: krútiaci moment a otáčky požadované na každom hriadeli.

• Dodávka: dodávka čerpadla pri zamýšľanej rýchlosti pohonu a dostupnom tlaku.

Pre existujúce zariadenia uveďte umiestnenie portu a podmienky vedľa testovacej hodnoty. Zaznamenajte polohu ventilu, otáčky hriadeľa a teplotu oleja s tlakom, aby kontrolór mohol nájsť tento pracovný bod na krivke motora.

Pridajte povolenú rýchlosť alebo chybu polohy cez stanovený interval. Označte chod vpred a vzad, externé jazdné zaťaženie a požadovanú odozvu po zastavení. Technický balík môže doplniť náčrt odvodňovacej trasy a dostupné limitné listy motora. Požiadavky na výmenu tiež vyžadujú staré a navrhované výkresy rozhrania s identifikovanými rozmermi a funkciami portu.

Požiadajte kvalifikovaného technika, aby zmeral údaje o pracovnom porte a odtoku cez určené testovacie body. Dodržujte schválený postup stroja, zaistite jeho zaťaženie a používajte nástroje určené pre daný okruh. Otvorenie hydraulického vedenia pod napätím nie je bezpečné; počas testu udržujte vedenia zatvorené.

Označený dvojmotorový okruh odošlite na BLINCE so žiadosťou o výkresový a limitný list kandidátskeho motora. Požiadajte o potvrdenie výstupných a tlakových limitov a povoleného sériového alebo paralelného režimu. Pred uvoľnením objednávky motora si zaznamenajte akýkoľvek prevádzkový bod alebo stav ventilu, ktorý ešte potrebuje kontrolu.

Tel: +86 132 4232 1601

✉️ E-mail: sales16@blince.com

Webstránka: https://blince.com

Vylúčenie zodpovednosti

Tento článok je všeobecným inžinierskym sprievodcom. Konečný výber komponentov by mal byť založený na výkresoch stroja, nameraných hydraulických údajoch, pracovných podmienkach, bezpečnostných požiadavkách a potvrdení od kvalifikovaného hydraulického inžiniera alebo dodávateľa.

Blinc Hydraulic Team

Blince Hydraulic je popredná spoločnosť v odvetví, ktorá sa venuje presnej výrobe fluidnej energie a zákazkovým hydraulickým riešeniam. Náš inžiniersky tím, podporený desaťročiami hlbokých odborných znalostí v oblasti priemyselných strojov a tisíckami úspešných globálnych nasadení, sa zameriava výlučne na výrobu vysokovýkonných hydraulických komponentov, vrátane špecializované orbitálne motory, vysokotlakový pojazdový motor , a robustné smerové regulačné ventily . Naša výrobná infraštruktúra využíva najmodernejšie viacosové CNC obrábacie systémy a je plne certifikovaná podľa ISO 9001, aby bola zaručená opakovateľná objemová presnosť v každom jednotlivom výrobnom procese.

Dodávame rýchle, vysoko spoľahlivé a nákladovo efektívne hydraulické riešenia distribútorom ťažkého priemyslu, výrobcom OEM strojov a tímom údržby vo viac ako 150 krajinách. Či už si váš aktívny projekt vyžaduje maloobjemovú sériu prispôsobených profilov hriadeľov alebo výrobu vo veľkom meradle vysokovýkonné liatinové zubové čerpadlo , konfigurujeme naše flexibilné výrobné plány tak, aby splnili vaše cieľové dodacie lehoty s celkovou predvídateľnosťou cien. Partnerstvo so spoločnosťou Blince znamená zabezpečenie maximálnej efektívnosti systému, elitnej kvality materiálov a nekompromisnej profesionality v oblasti výkonu kvapalín.

Ak sa chcete dozvedieť viac o našej kompletnej produktovej rade, navštívte našu oficiálnu webovú stránku: www.blince.com.