Hydraulmotorer i serie kontra parallella: Att välja en tvåmotorskrets

I en seriekrets försörjer olja som lämnar motor 1:s huvudutlopp motor 2. Pumpen måste övervinna båda motorernas tryckfall. Parallellt separerar en koppling matningen i två motorgrenar. Lägg till deras flödeskrav när du dimensionerar pumpen. Vridmomentet beror på trycket som förloras över varje motor; axelhastigheten beror på flödet som når det. Kontrollera eventuella krav på matchande hastigheter separat.

Tänk på utgångarna innan du drar slangarna. Två separata transportörer kan behöva oberoende hastighetskontroller. Ett delat bälte begränsar dess rullar, medan styrning kräver olika hjulrörelser runt en kurva. Beskriv dessa rörelser och eventuellt behov av att stoppa en axel ensam. Inkludera retardation om en rörlig last kan driva motorn efter att operatören tagit bort kommandot.

För en första komponentsökning, BLINCE's kategorin hydraulisk motor ger de tillgängliga familjeanvisningarna. Seriens lämplighet beror fortfarande på den valda konfigurationen och dess krets. Varken efternamnet eller ett fotografi fastställer det tillåtna trycket vid motorns uttag.

Vad förändras när motorerna delar en pump

För motorer med fast deplacement i konstant motordrift, är den grundläggande jämförelsen nedan. Bypass, reglerventiler, läckage och rörförluster måste läggas till den faktiska kretsen.

Den andra motorn i en seriekrets tar emot trycksatt olja från den första motorns utlopp. Den kan producera vridmoment eftersom trycket faller igen över dess egna arbetskamrar. Den första motorn har därför tryck på båda huvudportarna. Dess vridmoment följer skillnaden mellan dessa tryck, snarare än avläsningen vid enbart pumpen.

De grundläggande förskjutningsförhållandena som används nedan överensstämmer med Danfoss's General Orbital Motors teknisk information, sidorna 8 och 14–15 . Exemplen är beräkningar sammansatta för denna jämförelse. De är inte mått, BLINCE-betyg eller en föreslagen installationsritning.

Flöde och tryck är separata budgetar

För en idealisk motor, med deplacement D i cm³/varv och inloppsflöde Q i L/min:

n = 1 000 × Q/D

Här är n axelhastighet i rpm. Motsvarande ideala vridmoment T i N·m, med motortryckfall Δp i bar, är:

T = Δp × D / (20 × π)

Lösning av vridmomentekvationen för tryck ger Δp = 20 × π × T / D. För en riktig motor, ta hänsyn till läckage i flödesuppskattningen och mekaniska förluster i vridmomentuppskattningen. Motorekvationerna är Q = D × n / (1 000 × ηv) och Δp = 20 × π × T / (D × ηhm), där ηv är volymetrisk verkningsgrad och ηhm är hydraulisk-mekanisk verkningsgrad. Ta värdena från den valda motorns kurvor vid den punkt som beräknas. En procentsats som tas vid en annan hastighet eller ett annat tryck kan ändra resultatet.

Anslutningen ändrar hur dessa individuella krav når pumpen. I serie, lägg till de erforderliga tryckskillnaderna längs huvudflödesvägen. Parallellt, lägg till nödvändiga grenflöden. Skriv båda budgetarna innan du jämför pumpkapaciteten. En pumps maximala tryck och maximala flöde är inte automatiskt tillgängliga tillsammans vid erforderlig hastighet och effekt.

En fungerande jämförelse med samma två motorer

Denna hypotetiska jämförelse har fyra ingångar:

• Motor 1 slagvolym: 200 cm³/varv.

• Motor 2 slagvolym: 200 cm³/varv.

• Motståndsvridmoment vid motor 1: 200 N·m.

• Motståndsmoment vid motor 2: 100 N·m.

Ingen av lasterna driver sin motor externt. Start, acceleration, läckage och ventil- eller rörförluster är uteslutna från detta idealiska förstapass.

För motor 1 kommer 20 × π × 200 / 200 till 62,83 bar. Halvering av vridmomentet för Motor 2 halverar den erforderliga tryckskillnaden till 31,42 bar. Den delade förskjutningen har inte gjort deras laster lika.

Ställ in pumpens leverans till 40 l/min för den första jämförelsen. För parallell, antag att en kontroll håller grenflödena på 20 L/min vardera och står för övertrycket i den lättare grenen. Byt ut varje motors inloppsflöde till 1 000 × Q / 200 för att få tabellens hastigheter. Likadelningen är ett pålagt kontrollvillkor; ingen delningsnoggrannhet har tilldelats en tee.

För resten av exemplet, använd ett vanligt mål på 100 rpm. Serien tar därför 20 L/min genom paret, och kontrollerad parallell tar totalt 40 L/min. De motståndskraftiga belastningarna stannar vid sina ursprungliga värden. Detta ger en gemensam utgång för tryck- och effektjämförelsen.

Pumpjämförelsen behöver en punkt på en kurva: leverans vid erforderligt tryck och drivhastighet. Inkludera effektivitetsvinster och vägförluster för att lokalisera den. Om dokumentationen endast ger två oberoende maxima, skaffa de saknade driftsdata innan du väljer motorpar.

Läs en seriekrets som en tryckkarta

Använd samma hypotetiska par vid 100 rpm. Lägg till en antagen 6 bar mellan den andra motorns utlopp och behållaren. För denna förenklade tryckkarta, ignorera förlusten i den korta kopplingen mellan motorer.

Med start vid reservoaränden är summorna 6 + 31,42 = 37,42 bar vid korsningen och 37,42 + 62,83 = 100,25 bar vid första inloppet. Ytterligare en hypotetisk 6 bar i tillförselkontrollbanan bringar pumpens urladdning till 106,25 bar.

Vid motor 1, subtrahera de två portavläsningarna: 100,25 − 37,42 ger 62,83 bar som används i vridmomentberäkningen. Att endast använda dess inloppsavläsning skulle överdriva vridmomentet. Under tiden måste 37,42 bar vid dess utlopp kontrolleras mot den valda konstruktionens tillåtna utloppstryck för denna hastighet och drift.

Om motor 2:s belastning ökar, ökar dess erforderliga tryckfall. Trycket vid motor 1:s utlopp stiger med det, och pumpen behöver försörja den större summan om båda vridmomenten ska bibehållas. En mätare vid pumpen kan inte visa hur den summan är fördelad. Två arbetsportavläsningar vid varje motor ger de lokala skillnader som behövs för bedömningen.

För omvänd operation, rita en andra karta med pilarna omvända. Motorn tidigare vid tankänden kan nu få pumpflöde först. Kontrollera båda hamnuppgifterna, inklusive eventuella bromsfrigörings-, spolnings- och backventilbanor. Kopiera portnamnen från varje motorritning och etablera axelrotation från den angivna visningsriktningen.

Utloppstryck och hustryck behöver sina egna gränser

Vivoils vägledning för att använda dess motorer i serie specificerar dess externa dräneringsversion och en lämplig lågtrycksdräneringsanslutning. Det kravet tillhör den dokumenterade Vivoil-konstruktionen.

Håll separata klassificeringsuppgifter för inloppstryck, utloppstryck, differenstryck och hölje eller axeltätningstryck. Anteckna varaktighet och villkor vid sidan av dem. Det externa avloppet ändrar inte arbetsportens klassificeringar. För exemplet behövs en uttagsgräns för att bedöma de beräknade 37,42 bar.

Diagrammen på sidorna 19–20 i Danfosss orbitalmotorinformation visar hur olika interna arrangemang ansluter till axeltätningen. På den föreslagna maskinritningen, märk den fungerande returen, höljets dränering och bromsanslutningen separat. En dränering in i den mellanliggande arbetsledningen skulle se den ledningens tryck.

De Danfoss L och K Frame motordokument, sidan 13 , gör seriedrift beroende av system-, laddnings- och hustryckgränser, och kräver applikationshjälp eftersom lagrets livslängd påverkas. Behåll de modellspecifika begränsningarna kopplade till konfigurationsgranskningen.

Spåra kraften genom paret

För den angivna driften på 100 rpm är summan av motståndsmoment 300 N·m. Axeleffekten är:

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

Hydraulisk kW kan hittas genom att multiplicera stapeln med L/min och dividera med 600. Den idealiska serieinmatningen är 94,25 × 20 / 600 = 3,14 kW. Att tillföra ett parallellt konstanttrycksnät med 40 L/min vid 62,83 bar differens mellan leverans och retur ger 4,19 kW. I det exemplet absorberar en gasreglage i den lättare grenen 31,42 bar vid 20 L/min, motsvarande 1,05 kW. Välj en annan styrarkitektur och dess förluster måste beräknas utifrån dess egna flödes- och tryckvägar.

Inkludera de antagna gemensamma leverans- och returförlusterna på 12 bar som använts tidigare. Vid 20 l/min ökar dessa förluster 0,40 kW i serieexemplet. Vid parallellkretsens totala 40 L/min tillför samma antagna 12 bar 0,80 kW. Den resulterande jämförelsen är:

Den fasta 12-stapeln är en illustration. Använd varje slang, koppling och kylares faktiska förlustkurva för val. Kontrollera igen banorna vid flödet som varje alternativ skulle bära, inklusive effekten av motor- och pumpeffektivitet på drivinmatningen. Varaktigheten av varje drifttillstånd behövs för att göra förlustuppskattningen till en värmebedömning.

Det parallella alternativet kan fortfarande krävas för oberoende justering eller felåterställning. Dess kontroller måste utvärderas mot det jobbet. Inkludera perioder med en motor avlastad eller stoppad; de kan uppta mycket mer av ett skift än den tyngsta samtidiga plikten. Siffran för grenförlust på 1,05 kW ovan gäller endast det angivna strypningsexemplet.

Varför lika flöde inte garanterar lika rörelse

Jämför två hypotetiska idealförskjutningar:

Serie VVS bevarar förskjutningsförhållandet. Lika hastighet parallellt kräver olika grenflöden, som visas ovan.

För den sista raden dividerades de ideala inloppskraven med en antagen ηv på 0,92. Totalt inloppsbehov blir 48,91 L/min. Lika antagna effektivitetsvinster bevarar förhållandet. En faktisk avdelarförfrågan behöver kurvorna vid relevant oljetillstånd och tryck; de två motorerna kan ha olika läckage där.

Läckagedirigering ändrar serieflödesbalansen. För ett separat exempel, tilldela 20 L/min till Motor 1:s inlopp och 0,6 L/min till dess externa avlopp. Utan andra grenar har huvuduttaget 19,4 L/min kvar, en minskning med 3 %. Läckage som når arbetsutloppet förblir i den nedströmsförsörjningen. Rita dess destination innan du subtraherar den, så att oljan inte räknas dubbelt som en extern förlust.

Kontrollera rulldiametern samt axelns varvtal. Ta två hypotetiska rullar som mäter 100 och 102 mm på sina effektiva ytor. Vid 100 rpm ger omkrets gånger rpm 31,42 och 32,04 m/min. Lämna dem fria från mekanisk koppling och den relativa rörelsen skulle nå cirka 3,14 m på fem minuter. Den beräknade skillnaden är 0,63 m/min vid ytorna. Ett delat bälte förhindrar den fria ansamlingen; krafter, slirning eller faktisk hastighet måste ändras för att tillgodose begränsningen.

Namnge den kontrollerade kvantiteten i toleransen. Rullythastighet, axelvarv per minut och vinkelläge kan kräva olika korrigeringar. Inkludera intervall och belastningsändringar. En process som accepterar 5 % hastighetsvariation ger designrummet som ett fast vinkelförhållande över upprepade starter inte gör det.

Välj grenkontroll runt den önskade rörelsen

En okontrollerad parallellkoppling är endast lämplig där dess faktiska flödesbeteende är acceptabelt. Om en gren erbjuder en enklare flödesväg kan allokeringen ändras när belastningen ändras. Lika slanglängder eller matchande nominella motorförskjutningar skapar inte en kontrollerad split. Identifiera vilken enhet som etablerar varje grens flöde över driftsområdet.

Sun Hydraulics tekniska tips för flödesdelare, sidorna 1–2 , skiljer delning i en riktning från delning och kombinering för dubbelriktade motoruppgifter. De varnar också för att drift under det specificerade flödesområdet kan förlora den avsedda uppdelningen, och att mekaniskt kopplade utgångar behöver uppmärksammas för kavitation, låsning och tryckförstärkning. Dessa egenskaper tillhör den valda enheten och kretsen; en etikett med texten '50:50' beskriver inte varje stat.

Tre driftkrav leder till olika kontrollkontroller:

En enkel seriekedja binder samman huvudflödesvägarna. Att stoppa en axel kan begränsa den andra om inte en konstruerad förbikoppling eller annan arbetsväg tillhandahålls. Lägg till bypass till schemat och spåra den återstående motorns flöde med den öppen, stängd och växlande tillstånd. Dessa tre skisser avslöjar varje förändring i tryck eller hastighet som den extra vägen introducerar.

Inkludera växlar, kedjor, den delade remmen och eventuell intermittent kontakt på ritningen som skickas för kontrollval. En styv anslutning åstadkommer axelrörelse och kan överföra vridmoment mellan utgångar. Kontakt genom ett bälte eller marken kan innebära en annan begränsning när maskinen fungerar. Markera när varje begränsning gäller så att det föreslagna flödesförhållandet kan kontrolleras mot den mekaniska rörelsen.

Inkludera avstannade, start- och stopplägen

Markera en axel blockerad på en kopia av schemat. På en annan, stäng av en enhet; på en tredje, vänd kommandot med axlarna fortfarande i rörelse. Spåra förbifartsvägarna och lokala lättnadsvägar på varje kopia. Normalt körande data lämnar dessa händelser öppna för granskning.

För serier, jämför det kombinerade belastningsbehovet med tillgängligt tryck. När efterfrågan överstiger utbudskapaciteten stöder beräkningen inte längre båda begärda driftspunkterna. Använd det faktiska läckaget och ventilbanorna för att undersöka den resulterande rörelsen. Kontrollera den installerade komponenten och drivenhetens gränser innan du överväger någon ändring av en avlastningsinställning.

För parallell, spåra den monterade grenkontrollen med en axel blockerad och med dess last borttagen. Inkludera omvänt flöde. En prioritetskontroll allokerar avsiktligt utbudet annorlunda än en avdelare med lika kvoter. Oberoende ventiler introducerar sina egna beordrade tillstånd. Granskningen behöver tillverkarens information för den faktiska enheten och ventilpositionen.

Lägg till brytmoment för en laddad omstart. En monterad broms behöver sin lossningshändelse markerad i sekvensen, med trycket tillgängligt vid den händelsen. Använd motorns startdata för denna kontroll. Siffrorna för köreffektivitet i det arbetade exemplet lämnar utbrytarprestanda oprövad.

Under ett stopp kan en roterande last fortsätta driva olja genom motorn. Markera den pumpriktningen på stopptillståndskissen. Låt kretsgranskaren identifiera dess påfyllnings- och tryckbegränsande vägar, inklusive passager som en ventil kan isolera från pumpavlastningen. Skydd för denna lagrade energi måste väljas separat från den normala motorberäkningen.

För en initial granskning är ett kort kalkylblad mer användbart än en enda siffra för maximalt tryck:

Byte av en motor i ett befintligt par

Behåll den befintliga motorns fullständiga suffix när du jämför utbyten. Jämför vid sidan av fläns- och axelritningen förskjutning, portfunktioner, utloppsklassning, dräneringsarrangemang och relevanta kurvor. Den andra motorn och dess kontroller utgör en del av den jämförelsen eftersom ersättningen ändrar en del av ett fungerande par.

För ett par nominellt lika utbyten, jämför kurvan för inloppsflödet vid erforderlig hastighet och vridmoment. Håll oljetillståndet fäst vid dessa ingångar. Lägg till den installerade avdelarens förhållande, flödesområde och riktningskapacitet. Den jämförelsen kan avslöja en saknad operationspunkt även när rubrikförskjutningen matchar.

Registrera kretsen som den hittas innan du beställer. Fotografera båda modelltaggarna, spåra den huvudsakliga sammankopplingslinjen, identifiera varje höljesavlopp och markera eventuella bypass- eller korsportar. En andra liten slang kan vara en bromsfrigörings- eller spolanslutning, så identifiera den från motorritningen. Bevara originalportetiketter i posten; informella namn som 'returslang' kan betyda olika tryckuppgifter i seriedrift.

BLINCE's orbital motorområde kan användas för att starta en konfigurationsförfrågan. En jämförbar familj eller fördrivning är en kandidat för granskning. Den valda ritningen, driftgränserna och gränssnittsjämförelsen behövs fortfarande innan man kallar det en ersättning för någon av motorerna i ett befintligt par.

Vad du ska skicka med en tvåmotorsförfrågan

En användbar förfrågan börjar med den markerade kretsen och en beskrivning av utgångarna. För en hypotetisk rullmaskin kan det stå: 'Mål 100 rpm vid båda rullarna. Båda rullarna måste kunna stanna ensamma. En gemensam rem förbinder dem när de är lastade.' De två sista kraven måste stämmas av i kontrolldesignen, så inkludera när remmen är inkopplad och vilka stopplägen som är tillåtna.

För komponentval, bifoga:

• Identifiering: både motorbrickor eller kompletta föreslagna koder.

• Drift: det vridmoment och varvtal som krävs vid varje axel.

• Tillförsel: pumpleverans vid avsedd drivhastighet och tillgängligt tryck.

För befintlig utrustning, placera hamnens placering och förhållanden bredvid testvärdet. Anteckna ventilposition, axelvarvtal och oljetemperatur med trycket så att granskaren kan lokalisera den arbetspunkten på motorns kurva.

Lägg till den tillåtna hastigheten eller positionsfelet över ett angivet intervall. Markera körning framåt och bakåt, externa körbelastningar och den respons som krävs efter ett stopp. En skiss för avloppsväg och tillgängliga motorbegränsningsblad kan komplettera det tekniska paketet. Ersättningsförfrågningar behöver också de gamla och föreslagna gränssnittsritningarna, med dimensioner och portfunktioner identifierade.

Låt en kvalificerad tekniker ta avläsningarna från arbetsporten och höljets dränering genom de angivna testpunkterna. Följ maskinens godkända procedur, säkra dess last och använd instrument som är klassade för kretsen. Det är osäkert att öppna en spänningssatt hydraulledning; håll linjerna stängda under hela testet.

Skicka den markerade tvåmotorskretsen till BLINCE med en begäran om kandidatmotorns ritnings- och gränsblad. Be om bekräftelse av utlopps- och höljestryckgränserna och tillåten serie- eller parallelldrift. Registrera alla driftspunkter eller ventiltillstånd som fortfarande behöver granskas innan du släpper motorordern.

Tel: +86 132 4232 1601

✉️ E-post: sales16@blince.com

Webbplats: https://blince.com

Ansvarsfriskrivning

Den här artikeln är en allmän teknisk guide. Slutligt komponentval bör baseras på maskinritningar, uppmätta hydrauliska data, arbetsförhållanden, säkerhetskrav och bekräftelse från en kvalificerad hydraulingenjör eller leverantör.

Blince Hydraulic Team

Blince Hydraulic är ett branschledande företag dedikerat till precisionskonstruerad vätskekraftstillverkning och anpassade hydrauliska lösningar. Uppbackad av årtionden av djupfältsexpertis inom industrimaskiner och tusentals framgångsrika globala implementeringar, fokuserar vårt ingenjörsteam helt på högpresterande hydraulisk komponenttillverkning, inklusive specialiserade orbitalmotorer, högtrycksresor driver motor , och robusta riktningsventiler . Vår produktionsinfrastruktur använder toppmoderna fleraxliga CNC-bearbetningssystem och är helt ISO 9001-certifierade för att garantera repeterbar volymetrisk noggrannhet över varje enskild tillverkningsserie.

Vi levererar snabba, mycket pålitliga och kostnadseffektiva hydrauliska lösningar till tungindustridistributörer, maskintillverkare och underhållspersonal i mer än 150 länder. Oavsett om ditt aktiva projekt kräver en liten volym av skräddarsydda axelprofiler eller en storskalig produktionsserie av kraftfull kugghjulspump i gjutjärn konfigurerar vi våra flexibla produktionsscheman för att möta dina målledtider med total prissättningsförutsägbarhet. Att samarbeta med Blince innebär att säkerställa maximal systemeffektivitet, elitmaterialkvalitet och kompromisslös vätskekraftsprofessionellitet.

För att lära dig mer om vårt kompletta produktsortiment, besök vår officiella hemsida: www.blince.com.