Послідовні та паралельні гідравлічні двигуни: вибір схеми з двома двигунами

У послідовному контурі масло, що виходить з головного випуску двигуна 1, подає двигун 2. Насос повинен подолати падіння тиску в обох двигунах. Паралельно з'єднання розділяє подачу на дві гілки двигуна. Додайте їхні вимоги до витрати під час визначення розміру насоса. Крутний момент залежить від втрати тиску на кожному двигуні; швидкість вала залежить від потоку, що його досягає. Перевірте будь-які вимоги щодо відповідності швидкостей окремо.

Розгляньте вихідні дані перед тим, як протягувати шланги. Два окремих конвеєра можуть потребувати незалежного контролю швидкості. Спільний ремінь обмежує його ролики, тоді як кермо вимагає різного ходу коліс на поворотах. Опишіть ці рухи та будь-яку потребу зупинити лише один вал. Включіть уповільнення, якщо рухомий вантаж може рухати двигун після того, як оператор зніме команду.

Для початкового пошуку компонентів BLINCE категорія гідравлічного двигуна забезпечує доступні напрямки сімейства. Придатність серії все ще залежить від обраної конфігурації та її схеми. Ні прізвище, ні фотографія не вказують на допустимий тиск на виході з двигуна.

Що змінюється, коли двигуни використовують спільний насос

Нижче наведено основне порівняння для двигунів із фіксованим робочим об’ємом у постійній роботі двигуна. Байпаси, регулюючі клапани, витоки та втрати в трубопроводах необхідно додати до фактичного контуру.

Другий двигун у послідовному ланцюзі отримує масло під тиском з вихідного отвору першого двигуна. Він може створювати крутний момент, оскільки тиск знову падає в його власних робочих камерах. Тому перший двигун має тиск на обидва головні порти. Його крутний момент залежить від різниці між цими тисками, а не лише від показань насоса.

Основні співвідношення переміщення, використані нижче, відповідають Технічна інформація компанії Danfoss General Orbital Motors, сторінки 8 і 14–15 . Приклади є розрахунками, зібраними для цього порівняння. Вони не є вимірюваннями, оцінками BLINCE або запропонованим кресленням встановлення.

Потік і тиск – це окремі бюджети

Для ідеального двигуна з робочим об’ємом D у см³/об і вхідним потоком Q у л/хв:

n = 1000 × Q / D

Тут n — швидкість вала в об/хв. Відповідний ідеальний крутний момент T у Н·м з використанням падіння тиску двигуна Δp у барах становить:

T = Δp × D / (20 × π)

Розв’язування рівняння крутного моменту для тиску дає Δp = 20 × π × T / D. Для реального двигуна врахуйте витік в оцінці потоку та механічні втрати в оцінці крутного моменту. Рівняння двигуна такі: Q = D × n / (1000 × ηv) і Δp = 20 × π × T / (D × ηhm), де ηv — об’ємна ефективність, а ηhm — гідравлічно-механічна ефективність. Візьміть значення з кривих вибраного двигуна в точці, що обчислюється. Відсоток, взятий за іншої швидкості чи тиску, може змінити результат.

Підключення змінює те, як ці індивідуальні вимоги досягають насоса. Послідовно додайте необхідні різниці тиску вздовж основного шляху потоку. Паралельно додайте необхідні потоки розгалужень. Напишіть обидва бюджети перед тим, як порівнювати потужність насоса. Максимальний тиск і максимальний потік насоса не доступні автоматично разом за необхідної швидкості та потужності приводу.

Спрацьоване порівняння з тими ж двома двигунами

Це гіпотетичне порівняння має чотири входи:

• Робочий об’єм двигуна 1: 200 см³/об.

• Робочий об’єм двигуна 2: 200 см³/об.

• Момент опору на двигуні 1: 200 Н·м.

• Момент опору на двигуні 2: 100 Н·м.

Жодне навантаження не керує двигуном ззовні. Запуск, прискорення, витік і втрати клапана або труби виключаються з цього ідеального першого проходу.

Для двигуна 1 20 × π × 200 / 200 становить 62,83 бар. Зменшення крутного моменту для двигуна 2 вдвічі зменшує необхідну різницю тиску до 31,42 бар. Спільне переміщення не зрівняло їх навантаження.

Для першого порівняння встановіть подачу насоса на 40 л/хв. Паралельно припустимо, що контрольний пристрій підтримує потік у гілці 20 л/хв кожна та враховує надлишковий тиск у легшій гілці. Замініть вхідний потік кожного двигуна на 1000 × Q / 200, щоб отримати швидкість у таблиці. Рівний розподіл є накладеною умовою контролю; точність спільного використання не була призначена трійнику.

Для решти прикладу використовуйте загальну ціль 100 об/хв. Таким чином, серія пропускає 20 л/хв через пару, а контрольована паралель потребує всього 40 л/хв. Опірні навантаження залишаються на початкових значеннях. Це забезпечує загальний вихід для порівняння тиску та потужності.

Для порівняння насосів потрібна точка на кривій: подача за необхідного тиску та швидкості руху. Включіть ефективність і втрати на шляху, щоб знайти його. Якщо в документації подано лише два незалежних максимуми, перед вибором пари двигунів отримайте відсутні робочі дані.

Прочитайте послідовну схему як карту тиску

Використовуйте ту саму гіпотетичну пару при 100 об/хв. Додайте припущення 6 бар між випускним отвором другого двигуна та резервуаром. Для цієї спрощеної карти тиску ігноруйте втрати в короткому з’єднанні між двигунами.

Починаючи з кінця резервуара, суми становлять 6 + 31,42 = 37,42 бар на стику та 37,42 + 62,83 = 100,25 бар на першому вході. Інші гіпотетичні 6 бар на шляху подачі-регулювання призводять до нагнітання насоса до 106,25 бар.

На двигуні 1 відніміть показання двох портів: 100,25 − 37,42 дає 62,83 бар, використаний у розрахунку крутного моменту. Використання тільки його показань на вході призвело б до перебільшення крутного моменту. Тим часом 37,42 бар на виході необхідно перевірити на відповідність дозволеному вихідному тиску вибраної конструкції для цієї швидкості та навантаження.

Якщо навантаження двигуна 2 збільшується, його необхідний перепад тиску збільшується. Тиск на виході двигуна 1 зростає разом із цим, і насос повинен забезпечити більший загальний тиск, щоб підтримувати обидва крутні моменти. Датчик на насосі не може показати, як ця сума розподіляється. Два показники робочого порту на кожному двигуні забезпечують локальні відмінності, необхідні для оцінки.

Для роботи в зворотному напрямку намалюйте другу карту з перевернутими стрілками. Двигун, який раніше знаходився на кінці бака, тепер може спочатку отримувати потік насоса. Перевірте обидва портові обов’язки, включно з будь-якими шляхами відпускання гальм, промивання та зворотного клапана. Скопіюйте назви портів із кожного креслення двигуна та встановіть обертання вала від зазначеного напрямку перегляду.

Вихідний тиск і тиск у корпусі потребують власних обмежень

Vivoil's Керівництво щодо використання двигунів у серії вказує його версію із зовнішнім дренажем і відповідне дренажне з’єднання низького тиску. Ця вимога належить до задокументованої конструкції Vivoil.

Зберігайте окремі номінальні записи для тиску на вході, тиску на виході, перепаду тиску та тиску в корпусі або ущільненні валу. Запишіть тривалість і умови поруч з ними. Зовнішній дренаж не змінює рейтинги робочих портів. Для прикладу, для оцінки розрахункового тиску 37,42 бар необхідний вихідний ліміт.

Схеми на сторінках 19–20 Інформація про орбітальний двигун Danfoss показує, як різні внутрішні пристрої з’єднуються з ущільненням валу. На пропонованому кресленні машини окремо позначте робочу зворотну, дренажну та гальмівну муфти. Дренаж, під’єднаний до проміжної робочої лінії, бачить тиск цієї лінії.

The Документ Danfoss L and K Frame motor, сторінка 13 , обумовлює серійну роботу залежно від обмежень системи, заряду та тиску в корпусі, а також вимагає допомоги в застосуванні, оскільки це впливає на термін служби підшипників. Зберігайте ці обмеження, що стосуються моделі, долученими до перегляду конфігурації.

Простежте силу через пару

Для зазначених 100 обертів на хвилину сума моментів опору становить 300 Н·м. Потужність на валу становить:

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

Гідравлічний кВт можна знайти, помноживши бар на л/хв і поділивши на 600. Ідеальна серійна потужність становить 94,25 × 20 / 600 = 3,14 кВт. Постачання паралельної мережі постійного тиску з витратою 40 л/хв при різниці подачі та зворотного тиску 62,83 бар дає 4,19 кВт. У цьому прикладі дросель у легшій гілці поглинає 31,42 бар при 20 л/хв, що еквівалентно 1,05 кВт. Виберіть іншу архітектуру управління, і її втрати повинні бути розраховані за її власними шляхами потоку та тиску.

Включіть припущені загальні втрати подачі та повернення 12 бар, які використовувалися раніше. При 20 л/хв ці втрати додають 0,40 кВт у прикладі серії. При загальній витраті паралельного контуру 40 л/хв ті самі припущені 12 бар додають 0,80 кВт. Отримане порівняння:

Фіксовані 12 смуг є ілюстрацією. Для вибору використовуйте фактичну криву втрат кожного шланга, фітинга та охолоджувача. Повторно перевірте шляхи потоку, які буде виконувати кожна опція, включаючи вплив ефективності двигуна та насоса на вхід приводу. Щоб перетворити оцінку втрат на оцінку тепла, потрібна тривалість кожного режиму роботи.

Паралельний варіант все ще може знадобитися для незалежного налаштування або відновлення несправності. Його елементи керування необхідно порівнювати з цією роботою. Включайте періоди, коли один двигун був розвантажений або зупинений; вони можуть займати набагато більшу частину зміни, ніж найважча одночасна робота. Наведене вище значення втрат у відгалуженні 1,05 кВт стосується лише зазначеного прикладу дроселювання.

Чому рівний потік не гарантує рівного руху

Порівняйте два гіпотетичних ідеальних переміщення:

Серійна сантехніка зберігає коефіцієнт зміщення. Рівна швидкість у паралельних викликах для різних потоків розгалужень, як показано вище.

Для останнього ряду ідеальні вимоги до входу були поділені на припущене ηv 0,92. Загальна потреба на вході становить 48,91 л/хв. Рівні передбачувані ефективності зберігають співвідношення. Фактичний запит дільника потребує кривих для відповідного стану та тиску масла; два двигуни можуть мати різні витоки.

Маршрутизація витоків змінює баланс потоку серії. Для окремого прикладу призначте 20 л/хв для входу двигуна 1 і 0,6 л/хв для його зовнішнього дренажу. Без інших розгалужень основний випускний патрубок залишився 19,4 л/хв, що на 3% менше. Витік, який досягає робочого вихідного отвору, залишається в цьому вихідному каналі. Намалюйте його призначення, перш ніж віднімати його, щоб нафта не враховувалася двічі як зовнішні втрати.

Перевірте діаметр ролика, а також частоту обертів вала. Візьмемо два гіпотетичних ролика розмірами 100 і 102 мм на їхніх ефективних поверхнях. При 100 обертах за хвилину час обертів за довжиною кола дає 31,42 і 32,04 м/хв. Залиште їх вільними від механічного з’єднання, і відносний хід досягне приблизно 3,14 м за п’ять хвилин. Розрахована різниця становить 0,63 м/хв на поверхнях. Спільний ремінь запобігає вільному накопиченню; сили, ковзання або фактична швидкість повинні змінюватися, щоб відповідати обмеженню.

Назвіть контрольовану величину в допуску. Швидкість поверхні ролика, частота обертання вала та кутове положення можуть потребувати різних поправок. Включіть зміни інтервалу та навантаження. Процес, що допускає зміну швидкості на 5%, дає розробнику простір, якого не має фіксоване кутове співвідношення при повторних запусках.

Виберіть керування розгалуженням навколо необхідного руху

Неконтрольоване паралельне з’єднання доцільне лише тоді, коли його фактична поведінка потоку прийнятна. Якщо одна гілка пропонує легший шлях потоку, розподіл може змінюватися зі зміною навантаження. Рівна довжина шлангів або відповідні номінальні об’єми двигуна не створюють контрольованого розділення. Визначте, який пристрій встановлює потік кожної гілки в робочому діапазоні.

Технічні поради Sun Hydraulics щодо розподілювача потоку, сторінки 1–2 , відрізняють поділ в одному напрямку від поділу та об’єднання для двонаправлених функцій двигуна. Вони також попереджають, що робота нижче зазначеного діапазону потоку може призвести до втрати запланованого розподілу, і що механічно з’єднані виходи потребують уваги щодо кавітації, блокування та посилення тиску. Ці характеристики належать обраному пристрою та схемі; мітка '50:50' не описує кожен стан.

Три робочі вимоги призводять до різних контрольних перевірок:

Простий серійний ланцюг пов’язує головні шляхи потоку. Зупинка одного валу може обмежити роботу іншого, якщо не передбачено спроектований обхід або інший робочий шлях. Додайте байпас до схеми та відстежте потік двигуна, що залишився, у відкритому, закритому та змінному стані. Ці три ескізи показують будь-яку зміну тиску або швидкості, яку вводить додатковий шлях.

Включіть шестерні, ланцюги, спільний ремінь і будь-який переривчастий контакт на кресленні, надісланому для контрольного вибору. Жорстке з’єднання забезпечує рух валу та може передавати крутний момент між виходами. Контакт через ремінь або землю може створювати інші обмеження під час роботи машини. Позначте, коли застосовується кожне обмеження, щоб запропоноване співвідношення потоку можна було перевірити на механічний рух.

Включає стани зупинки, запуску та зупинки

Позначте один вал, заблокований на копії схеми. На іншому вимкніть один диск; на третій, змініть команду, коли вали все ще рухаються. На кожному екземплярі простежте обхідні шляхи та місцеві рельєфні шляхи. Звичайні дані залишають ці події відкритими для перегляду.

Для серії порівняйте комбіноване навантаження з наявним тиском. Коли цей попит перевищує можливості пропозиції, розрахунок більше не підтримує обидві запитані робочі точки. Використовуйте фактичний витік і шляхи клапана, щоб дослідити результуючий рух. Перевірте обмеження встановленого компонента та диска, перш ніж розглядати будь-яку зміну налаштувань завантаження.

Для паралельного відстеження встановленого керування розгалуженням із заблокованим валом і знятим навантаженням. Включіть зворотний потік. Контроль пріоритету навмисно розподіляє подачу інакше, ніж дільник рівного співвідношення. Незалежні клапани вводять власні керовані стани. Для огляду потрібна інформація про виробника для фактичного пристрою та положення клапана.

Додайте крутний момент відриву для навантаженого перезапуску. Встановлене гальмо потребує події його відпускання, позначеної в послідовності, з наявним тиском у цій події. Для цієї перевірки використовуйте пускові дані двигуна. Показники ефективності роботи в обробленому прикладі залишають ефективність відриву недоведеною.

Під час зупинки вантаж, що обертається, може продовжувати проганяти масло через двигун. Позначте цей напрямок накачування на ескізі зупиненого стану. Попросіть спеціаліста з перевірки контуру визначити шляхи поповнення та обмеження тиску, включаючи канали, які клапан може ізолювати від розвантажувального насоса. Захист для цієї накопиченої енергії слід вибирати окремо від звичайного розрахунку двигуна.

Для початкового аналізу стану коротка робоча таблиця є більш корисною, ніж одна цифра максимального тиску:

Заміна одного двигуна в існуючій парі

Зберігайте повний суфікс існуючого двигуна під час порівняння замін. Поряд із кресленням фланця та вала порівняйте робочий об’єм, функції портів, номінальний рівень вихідного отвору, розташування дренажу та відповідні криві. Другий двигун і його елементи керування є частиною цього порівняння, оскільки заміна змінює один член робочої пари.

Для пари номінально однакових замін порівняйте записи кривої для вхідного потоку при необхідній швидкості та крутному моменті. Зберігайте стан масла, доданий до цих записів. Додайте коефіцієнт встановленого дільника, діапазон потоку та можливість напрямку. Це порівняння може виявити відсутню робочу точку, навіть якщо зміщення заголовка збігається.

Запишіть знайдену схему перед замовленням. Сфотографуйте обидві мітки моделі, простежте основну з’єднувальну лінію, визначте кожну трубу для стоку корпусу та позначте будь-який обхідний або перехресний вузол. Другий невеликий шланг може бути з’єднанням для відпускання гальм або промивання, тому визначте його на кресленні двигуна. Зберігайте оригінальні мітки портів у записі; неофіційні назви, такі як 'зворотний шланг', можуть означати різний тиск у послідовній роботі.

BLINCE діапазон орбітального двигуна можна використовувати для запуску запиту конфігурації. Порівняна сім'я або переміщення є кандидатом на перегляд. Вибране креслення, робочі межі та порівняння інтерфейсу все ще необхідні, перш ніж називати його заміною будь-якого двигуна в існуючій парі.

Що відправити з двомоторним запитом

Корисний запит починається з позначеної схеми та опису виходів. Для гіпотетичної машини з роликовими роликами це може бути таким: «Ціль — 100 обертів на хвилину для обох роликів. Будь-який ролик повинен мати можливість зупинятися окремо. Під час навантаження їх з’єднує загальний ремінь». Останні дві вимоги потрібно узгодити в конструкції керування, тому вкажіть, коли ремінь задіяно та які стани зупинки дозволені.

Для вибору компонентів додайте:

• Ідентифікація: обидві моторні мітки або повні запропоновані коди.

• Обов'язок: крутний момент і кількість обертів на хвилину, необхідні для кожного валу.

• Подача: подача насосом із заданою швидкістю приводу та доступним тиском.

Для наявного обладнання вкажіть розташування та умови порту поруч із значенням тесту. Запишіть положення клапана, оберти вала та температуру масла з тиском, щоб рецензент міг знайти робочу точку на кривій двигуна.

Додайте дозволену швидкість або похибку позиції за вказаний інтервал. Позначте режим прямого та зворотного ходу, зовнішні рухові навантаження та реакцію, необхідну після зупинки. Ескіз дренажної траси та наявні аркуші обмеження двигуна можуть завершити технічний пакет. Для запитів на заміну також потрібні старі та запропоновані креслення інтерфейсу із зазначенням розмірів і функцій портів.

Попросіть кваліфікованого фахівця зняти показання робочого порту та зливу корпусу через призначені контрольні точки. Дотримуйтеся затвердженої процедури машини, закріпіть її вантаж і використовуйте інструменти, призначені для схеми. Відкривати гідравлічну лінію під напругою небезпечно; тримайте лінії закритими протягом усього тесту.

Розмічену двомоторну схему надішліть до BLINCE із запитом на креслення двигуна-кандидата та граничний аркуш. Попросіть підтвердити межі тиску на виході та корпусі, а також дозволену послідовну або паралельну роботу. Запишіть будь-яку робочу точку або стан клапана, які все ще потребують перевірки, перш ніж випустити замовлення двигуна.

Тел.: +86 132 4232 1601

✉️ Електронна пошта: sales16@blince.com

сайт: https://blince.com

Відмова від відповідальності

Ця стаття є загальним інженерним посібником. Остаточний вибір компонента повинен ґрунтуватися на кресленнях машини, виміряних гідравлічних даних, умовах роботи, вимогах безпеки та підтвердженні кваліфікованого інженера-гідротехніка або постачальника.

Blince Hydraulic Team

Blince Hydraulic є провідною компанією галузі, яка спеціалізується на високоточному виробництві гідравлічних систем і індивідуальних гідравлічних рішеннях. Спираючись на десятиліття глибокого досвіду промислового обладнання та тисячі успішних розгортань у всьому світі, наша команда інженерів повністю зосереджена на виробництві високопродуктивних гідравлічних компонентів, у тому числі спеціалізовані орбітальні двигуни, двигун високого тиску , і надійні регулюючі клапани . Наша виробнича інфраструктура використовує найсучасніші багатоосьові системи обробки з ЧПК і повністю сертифікована за стандартом ISO 9001, щоб гарантувати повторювану об’ємну точність у кожному окремому виробничому циклі.

Ми надаємо швидкі, високонадійні та економічно ефективні гідравлічні рішення для дистриб’юторів важкої промисловості, виробників комплектного обладнання та бригад технічного обслуговування в більш ніж 150 країнах. Незалежно від того, чи вимагає ваш активний проект невелику партію індивідуальних профілів валів чи великомасштабне виробництво чавунний зубчастий насос для важких умов експлуатації , ми налаштовуємо наші гнучкі графіки виробництва, щоб відповідати вашим цільовим термінам виконання з повною передбачуваністю цін. Співпраця з Blince означає забезпечення максимальної ефективності системи, елітної якості матеріалів і безкомпромісного професіоналізму рідинної потужності.

Щоб дізнатися більше про нашу повну лінійку продуктів, відвідайте наш офіційний веб-сайт: www.blince.com.