Động cơ thủy lực và động cơ điện: Hướng dẫn lựa chọn hệ thống truyền động

Hai nhà cung cấp báo giá một trục quay ở tốc độ 350 N·m và 60 vòng/phút. Người ta đề xuất một động cơ thủy lực trực tiếp. Nhóm còn lại đề xuất động cơ điện 1.500 vòng/phút, bộ truyền động biến tần và hộp số 25:1. Điểm đầu ra trông giống hệt nhau, nhưng hệ thống được cài đặt thì không. Một phụ thuộc vào áp suất, lưu lượng, van, tình trạng dầu, áp suất hồi lưu và làm mát. Phần còn lại phụ thuộc vào nguồn điện, điều khiển truyền động, đánh giá hộp số, phanh, vỏ và làm mát động cơ.

Do đó, quyết định thực tế giữa động cơ thủy lực và động cơ điện là về kiến ​​trúc hoàn chỉnh: cái nào cung cấp mô-men xoắn và tốc độ trục cần thiết thông qua chu kỳ làm việc thực tế, môi trường, bộ điều khiển, kế hoạch bảo trì và nguồn điện sẵn có.

Câu trả lời ngắn

Hệ thống động cơ điện thường phù hợp hơn với một máy sạch, cố định, được cấp nguồn liên tục với một hoặc một vài trục giúp tiết kiệm năng lượng, kiểm soát tốc độ chính xác, rủi ro rò rỉ thấp và giám sát tình trạng dễ dàng. Động cơ thủy lực thường phù hợp với máy móc di động hoặc từ xa, trục mô-men xoắn cao nhỏ gọn, tải trọng va đập, đảo chiều thường xuyên và máy móc đã có nguồn điện thủy lực phù hợp. các Hướng dẫn lựa chọn động cơ BLINCE hiển thị các câu hỏi về mặt thủy lực, trong khi hướng dẫn định cỡ động cơ thủy lực biến tải xác định thành tính toán sàng lọc. Một động cơ hybrid—một động cơ điện dẫn động một bộ nguồn thủy lực—có thể là câu trả lời tốt nhất khi mong muốn điện khí hóa nhưng nhiều xi-lanh và bộ truyền động quay vẫn được hưởng lợi từ năng lượng chất lỏng tập trung.

Đừng quyết định chỉ từ mô-men xoắn. Xác định đường bao tốc độ mô-men xoắn tải, mô-men xoắn khởi động và cực đại, chu kỳ làm việc, hoạt động phanh và chạy quá mức, nguồn điện, điều kiện môi trường xung quanh, nhiệt độ cho phép, phản hồi điều khiển, khối lượng lắp đặt, khả năng tiếp cận bảo trì và chi phí vòng đời. Sau đó so sánh cả hai hệ thống tại trục dẫn động và tại toàn bộ ranh giới hệ thống.

Đầu tiên hãy xác định những gì đang được so sánh

Động cơ điện trần hiếm khi tương đương với động cơ thủy lực tốc độ thấp. Nếu tải cần 60 vòng/phút, động cơ điện công nghiệp chạy gần 1.500 vòng/phút thường cần hộp số, khớp nối, cơ cấu lắp và đôi khi là phanh giữ. Tốc độ thay đổi thường bổ sung thêm VFD, thiết bị bảo vệ, bộ lọc, bộ mã hóa và bộ điều khiển. Giải pháp thay thế thủy lực có thể dẫn động tải trực tiếp, nhưng nó cần một máy bơm hoặc nguồn cung cấp áp suất hiện có, van, bình chứa, bộ lọc, làm mát, ống mềm và bộ điều khiển áp suất an toàn. các Dòng sản phẩm động cơ thủy lực BLINCE cho thấy sự đa dạng về phía bộ truyền động, trong khi hướng dẫn đầy đủ về động cơ thủy lực giải thích tại sao nguyên lý động cơ và điều kiện mạch điện phải được xem xét cùng nhau.

Do đó, sự so sánh công bằng có hai ranh giới. Ranh giới một là trục đầu ra: mô-men xoắn yêu cầu, tốc độ, khả năng tăng tốc, hành vi vị trí, phanh và nhiệm vụ. Ranh giới thứ hai là đường năng lượng được lắp đặt: đầu vào điện tới VFD, động cơ, hộp số và tải so với động cơ chính, máy bơm, van, đường dây, động cơ thủy lực và tải. Sách hướng dẫn về hệ thống động cơ của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cũng nhấn mạnh cách tiếp cận hệ thống hơn là tối ưu hóa từng bộ phận riêng lẻ. Một động cơ hiệu suất cao không giải cứu được hộp số quá khổ hoặc chiến lược điều khiển kém, cũng giống như một động cơ thủy lực hiệu quả không giải cứu được mạch tiết lưu, nóng, bị nhiễm bẩn. các hướng dẫn định cỡ động cơ thủy lực và dẫn hướng mô-men xoắn cao tốc độ thấp cung cấp bối cảnh thủy lực cho ranh giới hệ thống đó.

Bảng quyết định: nơi mỗi kiến ​​trúc thường bắt đầu mạnh mẽ hơn

Bảng này là một công cụ sàng lọc, không phải là một công cụ chiến thắng chung cuộc. Bộ truyền động điện được thiết kế tốt có thể xử lý những cú sốc nghiêm trọng và bộ truyền động thủy lực vòng kín có thể mang lại chuyển động chính xác. Những giải pháp đó có thể làm tăng thêm chi phí, cảm biến, làm mát, điều khiển và vận hành thử. Câu hỏi hữu ích là kiến ​​trúc nào đáp ứng được đặc tả mà không chuyển gánh nặng không thể chấp nhận được sang nơi khác.

Bắt đầu với tải chứ không phải danh mục động cơ

Trước khi mở danh mục, hãy xây dựng hồ sơ mô-men xoắn-tốc độ làm việc cho trục được dẫn động. Ghi lại mômen chạy liên tục, mô men xoắn, mô men tăng tốc, mô men xoắn hoặc mômen sốc, tốc độ tối đa và tối thiểu, thời gian tại mỗi điểm vận hành, số lần đảo chiều mỗi giờ, số lần khởi động mỗi giờ và thời gian dừng cho phép. Nếu tải có thể dẫn động động cơ—chẳng hạn như tời hạ thấp, băng tải xuống dốc, dẫn động xoay hoặc trống có quán tính cao—hãy xác định góc phần tư chạy quá mức và năng lượng phải được kiểm soát. các hướng dẫn định cỡ động cơ thủy lực kết nối mô-men xoắn, tốc độ, chuyển vị, áp suất và lưu lượng, trong khi hướng dẫn lựa chọn động cơ thủy lực thực tế bổ sung thêm các kiểm tra về nhiệm vụ, lắp đặt, dầu và mạch điện.

Không sử dụng tải trọng định mức của máy để thay thế cho mô-men xoắn trục. Chuyển đổi lực thông qua bán kính trống, bán kính bánh xe, tỷ số truyền, hình học liên kết, ma sát, cấp độ và gia tốc. Sử dụng hình học đáng tin cậy nhất, không phải điểm giữa hành trình dễ dàng nhất. Tách đỉnh một giây khỏi điểm vận hành 40 phút; cả hai đều quan trọng, nhưng chúng chi phối các giới hạn khác nhau. các so sánh độ dịch chuyển quỹ đạo cho thấy tại sao chỉ riêng số lượng dịch chuyển không hoàn thành việc lựa chọn và hướng dẫn tổn thất mô-men xoắn kết nối mô-men xoắn tải với các phép đo. Người mua chỉ gửi 'Cần động cơ 500 N·m' vẫn chưa cung cấp đủ thông tin về lựa chọn thủy lực an toàn hoặc lựa chọn truyền động điện có thể bảo vệ được.

So sánh hoạt động tại một điểm đầu ra

Sau đây là một ví dụ , không phải lời hứa về sản phẩm BLINCE. Giả sử một trục yêu cầu:

• Mô-men xoắn tải liên tục 350 N·m tại 60 vòng/phút;

• mô-men xoắn khởi động trong thời gian ngắn 500 N·m;

• hoạt động ở tốc độ thấp thường xuyên;

• không có hộp số giảm tốc bên ngoài ở tùy chọn thủy lực;

• tùy chọn động cơ điện 1.500 vòng / phút có sẵn với hộp số 25: 1.

1. Công suất đầu ra cơ học

Đối với chuyển động quay:

Bĩu môi (kW) = mô-men xoắn (N·m) × 2π × tốc độ (vòng/phút) 60.000

Bĩu môi = 350 × 2π × 60 60.000 = 2,20 kW

Kết quả 2,20 kW là công suất liên tục hữu ích ở trục tải. Đây không phải là đầu vào điện cần thiết và không phải là đầu vào bộ nguồn thủy lực cần thiết. Tổn hao, phụ trợ, gia tốc, đỉnh, nhiệt độ môi trường và các hệ số vận hành vẫn phải được cộng vào ranh giới thích hợp của chúng.

2. Minh họa tính toán động cơ thủy lực

Giả sử một ví dụ về độ dịch chuyển của động cơ thủy lực là 200 cm³/vòng, hiệu suất cơ-thủy lực là 0,90 và hiệu suất thể tích là 0,90 tại điểm vận hành đã chọn. Hiệu suất thực tế phải đến từ dữ liệu của động cơ đã chọn ở áp suất, tốc độ, nhiệt độ và độ nhớt liên quan. Danfoss định nghĩa hiệu suất tổng của động cơ là tích của hiệu suất thể tích và hiệu suất cơ-thủy lực; rò rỉ và tổn thất cơ học ảnh hưởng đến tốc độ và mô-men xoắn một cách khác nhau.

Yêu cầu chênh lệch áp suất động cơ:

Δp (bar) = 20π × mô men xoắn (N·m) ÷ [độ dịch chuyển (cm³/vòng) × ηhm]

Δp = 20π × 350 ÷ (200 × 0,90) = 122,2 bar

Lưu lượng đầu vào cần thiết:

Q (L/min) = độ dịch chuyển (cm³/vòng) × tốc độ (vòng/phút) ÷ [1.000 × ηv]

Q = 200 × 60 `(1.000 × 0,90) = 13,3 L/phút

Thủy lực đưa vào động cơ:

Ph (kW) = Δp (bar) × Q (L/phút) 600

Ph = 122,2 × 13,3 600 = 2,71 kW

Hiệu suất giai đoạn động cơ minh họa là 2,20  2,71 = 81% , ứng với 0,90 × 0,90 . Đây chỉ là giai đoạn vận động. Tổn hao máy bơm, động cơ chính, van, đường dây và bộ làm mát nằm ngoài nó. Đối với điểm bắt đầu 500 N·m, các giả định tương tự cho chênh lệch khoảng 174,5 bar. Nếu đường hồi lưu có áp suất ngược 15 bar thì đầu vào phải khoảng 137,2 bar để duy trì chênh lệch chạy 122,2 bar; Thanh 122,2 ở đầu vào sẽ không cung cấp mô-men xoắn tính toán.

Sự dịch chuyển nằm trong phạm vi rộng của các họ thủy lực tốc độ thấp thực sự, nhưng sự phù hợp với danh mục vẫn phụ thuộc vào đánh giá liên tục và gián đoạn, tốc độ ổn định tối thiểu, chênh lệch áp suất, áp suất hồi lưu và trường hợp, tải trọng trục, lắp đặt, dầu và nhiệt. Người mua so sánh các tùy chọn 200, 250 và 500 cm³/rev có thể sử dụng so sánh độ dịch chuyển của động cơ quỹ đạo để xem sự dịch chuyển di chuyển cân bằng tốc độ dòng chảy và áp suất-mô-men xoắn như thế nào. các Danh mục động cơ quỹ đạo BLINCE chỉ là điểm khởi đầu thương mại chính xác sau khi biết được đường bao vận hành.

3. Minh họa tính toán động cơ điện truyền động

Giả sử một ví dụ về động cơ điện 3,0 kW ở tốc độ 1.500 vòng/phút, hộp số 25:1 và hiệu suất hộp số là 0,90. Bỏ qua sự khác biệt nhỏ về độ trượt và tốc độ trong tính toán sàng lọc này, tốc độ đầu ra là khoảng 60 vòng/phút. Mô-men xoắn đầu ra gần đúng là:

Tout (N·m) = 9.550 × công suất động cơ (kW) × hiệu suất hộp số `tốc độ đầu ra (vòng/phút)

Tout = 9.550 × 3,0 × 0,90 60 = 429,8 N·m

Kết quả đơn giản hóa này bao gồm mô-men xoắn liên tục 350 N·m với một số biên độ bằng số. Nó không tự động bao trùm phần khởi động 500 N·m. Kỹ sư phải kiểm tra khả năng quá tải của động cơ và VFD, hệ số bảo trì hộp số, làm mát động cơ tốc độ thấp, thời gian tăng tốc, khởi động mỗi giờ, công suất phanh, tải trọng trục và ổ trục, giảm công suất xung quanh và chế độ điều khiển. ABB mô tả VSD kiểm soát dòng năng lượng đến quá trình và phân biệt điều khiển mô-men xoắn và tốc độ; phản hồi có thể đạt được phụ thuộc vào động cơ, bộ truyền động, phản hồi và điều chỉnh đã chọn thay vì chỉ có sự hiện diện của VFD. Việc kiểm tra thủy lực tương đương được tổ chức trong Hướng dẫn lựa chọn BLINCE và hướng dẫn định cỡ động cơ.

4. Ví dụ thực sự chứng minh điều gì

Cả hai kiến ​​trúc đều có thể hợp lý ở tốc độ 350 N·m và 60 vòng/phút. Những con số không trao vương miện cho người chiến thắng. Tùy chọn thủy lực cung cấp tuyến đường trực tiếp ở tốc độ thấp nhưng cần 13,3 L/phút ở mức chênh lệch khoảng 122,2 bar cho điểm chạy, cộng với phần còn lại của hệ thống thủy lực. Tùy chọn điện biến động cơ tốc độ cao thông thường thành trục tốc độ thấp với hộp số 25:1, nhưng công suất đầu ra xấp xỉ 429,8 N·m của nó không giải quyết được hiệu suất khởi động, phanh, sốc hoặc nhiệt. Sử dụng Động cơ thủy lực BLINCE chỉ có phạm vi sau màn hình này, sau đó sử dụng hướng dẫn động cơ hoàn chỉnh để thu hẹp họ thủy lực. Bước tiếp theo đúng đắn là so sánh chu kỳ nhiệm vụ và hệ thống được cài đặt, chứ không phải số danh mục lớn hơn.

Nơi mà động cơ thủy lực thường chiếm được vị trí của chúng

Động cơ thủy lực rất hấp dẫn khi mô-men xoắn cao phải vừa với một trục từ xa nhỏ gọn, đặc biệt nếu máy đã có bơm thủy lực, bình chứa, làm mát, điều khiển và thực hành dịch vụ. Các ống mềm có thể truyền năng lượng xung quanh cấu trúc di động dễ dàng hơn so với cụm hộp số động cơ lớn và khối van có thể phối hợp các xi lanh và trục quay từ một nguồn điện. Thiết kế mô-men xoắn cao tốc độ thấp có thể loại bỏ hộp số bên ngoài khi thực hiện các nhiệm vụ phù hợp. các hướng dẫn động cơ mô-men xoắn cao tốc độ thấp giải thích các hạn chế vận hành, trong khi Danh mục động cơ piston hướng tâm BLINCE cung cấp lộ trình cho các cuộc thảo luận về mô-men xoắn cao hơn, ở mức độ nghiêm trọng hơn.

Các ứng cử viên phổ biến bao gồm máy khoan, máy đào rãnh, tời, máy trộn, đầu khoan, máy quét, máy gặt, máy móc trên boong tàu, bộ truyền động đường ray và bộ truyền động xoay. Tuy nhiên, 'thủy lực' vẫn chưa đủ thông tin. Động cơ piston quỹ đạo, bánh răng, piston hướng trục hoặc piston hướng tâm có một vỏ bọc hữu ích khác. Thiết bị được chọn phải được kiểm tra áp suất liên tục và không liên tục, phạm vi tốc độ, hiệu suất khởi động, tốc độ ổn định tối thiểu, tải trọng hướng tâm và hướng trục bên ngoài, đảo chiều, xả vỏ, áp suất hồi lưu cho phép, tích hợp phanh và khả năng tương thích chất lỏng.

Nơi truyền động động cơ điện thường xuất phát trước

Đối với máy cố định có nguồn điện đáng tin cậy, khu vực vận hành sạch sẽ và một trục quay độc lập, đường dẫn điện thường đơn giản hơn ở cấp độ hệ thống. Động cơ và bộ truyền động AC hiện đại có thể cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ lặp lại, chẩn đoán, tích hợp mạng và đo năng lượng đơn giản. Không có mạch dầu thủy lực ở trục, mặc dù dầu hộp số, vòng bi, đường dẫn làm mát, bảo vệ cáp và cách điện vẫn cần được bảo trì. Băng tải liên tục, quạt, máy bơm, máy đùn và nhiều trục máy xử lý thường phù hợp với mô hình này khi các yêu cầu về tốc độ, mô-men xoắn, vỏ bọc và khu vực nguy hiểm của chúng được thiết kế chính xác. Khi đã có sẵn nguồn thủy lực, hãy so sánh chế độ làm việc tương tự với gia đình động cơ quỹ đạo và họ động cơ piston hướng tâm thay vì sử dụng một giải pháp thay thế thủy lực chung.

Truyền động điện cũng làm cho việc điều khiển phi tập trung trở nên thực tế: mỗi trục có thể có động cơ và bộ truyền động VFD hoặc servo riêng. Điều này có thể tránh dòng thủy lực tuần hoàn khi không có bộ truyền động nào hoạt động. Tuy nhiên, tốc độ đầu ra thấp và mô-men xoắn cao có thể khiến hộp số, phanh và kết cấu đỡ mang tính quyết định. Trong ứng dụng có độ sốc cao, động cơ điện nhỏ nhất có thể chấp nhận được có thể bị chi phối bởi dòng điện cực đại, quán tính, chu kỳ nhiệt và hệ số vận hành hộp số thay vì bởi kilowatt liên tục.

Năm sự đánh đổi làm thay đổi câu trả lời

1. Hiệu quả phải được so sánh qua từng chu kỳ

Một động cơ điện có thể có hiệu suất được đánh giá cao, nhưng hiệu suất thực tế của hệ thống bao gồm VFD, động cơ, hộp số và tải vận hành. Bộ truyền động thủy lực bao gồm động cơ chính, máy bơm, van, đường dây, động cơ và làm mát. Một máy bơm dịch chuyển cố định tuần hoàn qua van xả hoặc van tiết lưu có thể lãng phí năng lượng đáng kể; một máy bơm biến thiên, bộ tích lũy hoặc kiến ​​trúc điều khiển tốt hơn có thể giảm tổn thất đó. Tương tự như vậy, một động cơ điện quá khổ chạy tải nhẹ hoặc lựa chọn hộp số kém có thể làm mất đi một phần lợi thế rõ ràng của nó. các hướng dẫn áp suất xả trường hợp và Hướng dẫn sốc nhiệt độ cho thấy hai giới hạn tổn thất thủy lực và độ tin cậy mà việc so sánh chỉ dành cho từng bộ phận đã bỏ sót. Sử dụng các điểm nhiệm vụ được đo nếu có thể và cân nhắc từng điểm theo thời gian, thay vì so sánh một con số hiệu suất cao nhất.

2. Điều khiển tốc độ thấp không giống như mô-men xoắn tốc độ thấp

Động cơ thủy lực có thể tạo ra mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp, nhưng tốc độ có thể bị lệch do rò rỉ, tải trọng, nhiệt độ dầu và hoạt động của van. Phản hồi vòng kín có thể cải thiện nó ở mức độ phức tạp cao hơn. Động cơ cảm ứng có VFD có thể điều chỉnh tốc độ tốt, nhưng hoạt động ở tốc độ thấp kéo dài có thể làm giảm khả năng làm mát của quạt gắn trên trục và có thể cần thông gió riêng hoặc động cơ khác. Hộp số bổ sung thêm phản ứng ngược và tuân thủ xoắn. Xác định yêu cầu thực tế: mô-men xoắn không đổi, thu thập thông tin trơn tru, tốc độ ±1%, độ chính xác định vị, đồng bộ hóa hoặc đơn giản là 'quay chậm.' hướng dẫn mô-men xoắn cao tốc độ thấp và hướng dẫn dịch chuyển quỹ đạo cho thấy lý do tại sao 'tốc độ thấp' vẫn cần một điểm lưu lượng, tải trọng và hiệu suất xác định.

3. Bảo vệ quá tải di chuyển nhiệt đi đâu đó

Van giảm áp thủy lực có thể hạn chế áp suất khi bị kẹt, nhưng dòng chảy qua van đó sẽ nhanh chóng bị nóng lên. Sự đình trệ lặp đi lặp lại không phải là sự bảo vệ miễn phí. Bộ truyền động điện có thể hạn chế dòng điện hoặc ngắt khi quá tải, nhưng động cơ, VFD, điện trở phanh và hộp số đều có giới hạn phụ thuộc vào thời gian. Thiết kế đúng chỉ định mức cao nhất, thời lượng, tốc độ lặp lại, hành vi dừng được chấp nhận và chính sách khởi động lại. Nó cũng cần nêu rõ liệu máy có phải giữ tải sau khi mất điện hay không.

4. Phân phối điện và đóng gói thiết bị truyền động được liên kết

Thủy lực có thể tập trung máy bơm và phân phối điện qua ống đến một số bộ truyền động nhỏ gọn. Điều này giúp ích cho thiết bị có khớp nối hoặc thiết bị di động, đặc biệt khi các hình trụ đã chiếm ưu thế trong kiến ​​trúc. Hệ thống điện phân phối dây cáp và đặt động cơ, hộp số, đôi khi cả phanh ở mỗi trục; chúng có thể loại bỏ các dòng chất lỏng dài nhưng dịch chuyển khối lượng và đường bao tới điểm bị dẫn động. So sánh định tuyến đã lắp đặt, bán kính uốn cong, chuyển động của ống, bộ phận mang cáp, đầu nối, không khí làm mát, lối vào và bảo vệ—không chỉ bản vẽ phác thảo động cơ.

5. Rủi ro bảo trì có hình dạng khác

Hệ thống thủy lực cần kiểm soát ô nhiễm, điều chỉnh độ nhớt, quản lý rò rỉ, kiểm tra ống mềm, thực hành bộ lọc và chẩn đoán áp suất/dòng chảy. Hệ thống điện cần cách ly điện an toàn, kiểm tra cáp và đầu nối, chăm sóc vòng bi, vệ sinh đường dẫn làm mát, kiến ​​thức về lỗi VFD và dịch vụ hộp số. Một địa điểm có thợ điện xuất sắc nhưng không có thiết bị kiểm tra năng lượng chất lỏng có thể thích một con đường hơn; một đội thiết bị di động có phụ tùng thủy lực và kỹ thuật viên có uy tín có thể thích loại kia. các hướng dẫn áp suất xả trường hợp và chẩn đoán tổn thất mô-men xoắn minh họa các thiết bị và quan sát cần thiết ở phía thủy lực. Chi phí vòng đời nên bao gồm đào tạo, thời gian cách ly lỗi, thời gian thực hiện thay thế, dịch vụ theo kế hoạch, năng lượng, làm mát và tổn thất sản xuất.

Lựa chọn động cơ thủy lực vẫn cần quyết định của động cơ-gia đình

Nếu màn hình kiến ​​trúc thiên về thủy lực, câu hỏi tiếp theo là nguyên lý động cơ nào phù hợp. Động cơ quỹ đạo thường được sử dụng cho các nhiệm vụ di động và công nghiệp tốc độ thấp đến trung bình, mô-men xoắn cao, nơi độ nhỏ gọn và giá trị đóng vai trò quan trọng. Động cơ bánh răng rất đơn giản và có thể phù hợp với các nhiệm vụ tốc độ cao hơn, mô-men xoắn vừa phải. Động cơ piston hướng trục có thể phục vụ các ứng dụng áp suất cao hơn, công suất cao hơn, chuyển vị thay đổi hoặc truyền động di động tùy thuộc vào dòng sản phẩm. Động cơ piston hướng tâm là ứng cử viên cho truyền động trực tiếp tốc độ rất thấp, mô-men xoắn cao và đòi hỏi khắt khe. các Loại động cơ piston hướng trục BLINCE và Danh mục động cơ bánh răng BLINCE giúp thấy rõ sự khác biệt của dòng sản phẩm nhưng đường cong của dòng sản phẩm đã chọn vẫn có tính kiểm soát.

Đối với nhiệm vụ di chuyển hoặc tời, không suy ra sự phù hợp chỉ từ chuyển vị và áp suất. Kiểm tra nhả phanh, xả nước, xả vỏ, chống tạo bọt, giữ tải, giai đoạn giảm tốc, giao diện trục, tần số khởi động-dừng và hành vi xuống dốc hoặc hạ thấp. Một công bố Động cơ di chuyển piston hướng tâm BLINCE HMS02/HMSE02 liệt kê 172–348 cm³/vòng, lên tới 400 bar, lên tới 1.800 N·m và 0–650 vòng / phút cho dòng sản phẩm đó. Đó là những giá trị được công bố trên trang gia đình, không phải hiệu suất được đảm bảo đồng thời ở mọi chuyển vị hoặc lời hứa chung cho tất cả các động cơ thủy lực.

Áp suất hồi lưu, xả thùng và nhiệt có thể làm đảo ngược lựa chọn thủy lực

Mô-men xoắn của động cơ thủy lực tuân theo chênh lệch áp suất trên động cơ, không chỉ riêng áp suất đầu vào. Áp suất ngược làm giảm chênh lệch có sẵn trừ khi áp suất đầu vào tăng. Nó cũng có thể tải các vòng đệm trục hoặc hộp theo cách phụ thuộc vào kết cấu động cơ và định tuyến thoát nước. Ống hồi lưu dài, bộ làm mát, bộ lọc, van và các phụ kiện hạn chế có thể làm cho tình trạng đầu ra trở nên tồi tệ hơn khi khởi động nguội hoặc lưu lượng cao. các hướng dẫn áp suất xả trường hợp động cơ thủy lực giải thích tại sao định tuyến xả là ranh giới độ tin cậy, trong khi hướng dẫn sốc nhiệt độ đề cập đến sự chênh lệch nhiệt độ nhanh chóng giữa dầu và vỏ.

Cân bằng nhiệt phải bao gồm toàn bộ chu trình. Rò rỉ động cơ, giảm áp suất, điều tiết van, vận hành giảm áp, bơm kém hiệu quả và tổn thất đường dây đều trở thành nhiệt. Một phép tính ngắn ở trục không thể chứng minh được bình chứa và bộ làm mát là đủ. Ghi lại nhiệt độ môi trường xung quanh, cấp dầu, phạm vi dầu dự kiến, độ nhớt khởi động nguội, thời gian làm việc, luồng khí mát hơn hoặc điều kiện nước và nhiệt độ mà máy phải duy trì hiệu suất.

Tải trọng phanh và chạy quá tải xứng đáng được tính toán riêng

Bộ truyền động tăng tải sẽ không tự động an toàn khi hạ tải. Tời thủy lực, bộ truyền động di chuyển và hệ thống xích đu có thể cần phanh lò xo, van đối trọng hoặc van quá trung tâm, dầu bổ sung, giảm chéo và các thiết bị chống xâm thực. Thời điểm van và áp suất nhả phanh phải được phối hợp. Bộ truyền động điện có thể sử dụng phanh tái sinh, điện trở hãm, bus DC hoặc phanh giữ cơ học. Hộp số và khớp nối của nó phải chịu được mô men xoắn và quán tính đảo chiều. các hướng dẫn du lịch so với đu quay và Họ động cơ piston hướng tâm cho thấy tại sao hệ thống phanh và giảm tốc di động không thể được tổng quát hóa chỉ từ mô-men xoắn. Đối với cả hai hệ thống, 'dừng khi mất điện' không phải là thông số kỹ thuật.

Xác định động năng và thế năng tối đa, thời gian dừng mong muốn, hành vi dừng khẩn cấp, thời gian giữ, khôi phục cho phép, hành vi khởi động lại và điều gì sẽ xảy ra nếu ống, cáp, cảm biến hoặc tín hiệu điều khiển bị lỗi. Nếu mọi người có thể đi vào khu vực nguy hiểm hoặc tải trọng treo có thể rơi thì giải pháp đánh giá rủi ro của máy, các tiêu chuẩn hiện hành và kỹ thuật an toàn đủ điều kiện sẽ kiểm soát.

Lộ trình ứng tuyển

Tuyến A: băng tải hoặc máy trộn cố định với một trục cục bộ

Bắt đầu với động cơ truyền động điện khi có nguồn điện lưới ổn định, việc lắp đặt sạch sẽ hoặc có thể sử dụng vỏ bọc phù hợp, vấn đề kiểm soát tốc độ và giám sát năng lượng và trục hoạt động trong thời gian dài. Xác nhận mô-men xoắn khởi động, hệ số bảo trì hộp số, chế độ điều khiển VFD, làm mát động cơ ở tốc độ tối thiểu, nhiệm vụ phanh và các yêu cầu về rửa sạch hoặc khu vực nguy hiểm. Thủy lực vẫn có thể phù hợp nếu nhà máy đã có bộ nguồn gần đó hoặc quy trình cần một số trục thủy lực.

Tuyến B: chức năng khoan, đào rãnh, tời hoặc đường ray di động

Bắt đầu với thủy lực khi động cơ chính đã dẫn động một máy bơm, bộ truyền động phải nhỏ gọn ở khớp nối từ xa hoặc khớp chuyển động và chu trình bao gồm sốc, đảo chiều hoặc một số xi lanh và động cơ. Xác nhận lưu lượng và áp suất sẵn có theo yêu cầu đồng thời, áp suất hồi lưu và áp suất trường hợp, kiểm soát ô nhiễm, làm mát, định tuyến ống, phanh và hoạt động ở tốc độ thấp. các Hướng dẫn về tổn thất mô-men xoắn của động cơ thủy lực cho thấy lý do tại sao các chỉ số áp suất hệ thống phải gắn liền với lưu lượng và tải trọng, trong khi Dẫn hướng động cơ di chuyển so với động cơ xoay giúp giữ cho hai chức năng di động không bị coi là có thể hoán đổi cho nhau.

Tuyến C: máy điện khí hóa có nhiều trục năng lượng chất lỏng

Hãy xem xét một kiến ​​trúc kết hợp: một động cơ điện và truyền động một máy bơm thủy lực biến thiên, trong khi van, xi lanh và động cơ thủy lực xử lý chuyển động phân tán. Điều này có thể bảo toàn các bộ truyền động nhỏ gọn và kiểm soát tải tập trung đồng thời tránh sử dụng máy bơm điều khiển bằng động cơ. Nó không loại bỏ tổn thất thủy lực hoặc bảo trì; nó thay đổi cách cung cấp và kiểm soát năng lượng. Mô phỏng nhu cầu đồng thời, tổn thất dự phòng, điều khiển máy bơm, chiến lược ắc quy, làm mát, tải điện cao điểm và tắt máy an toàn.

Chín sai lầm so sánh cần tránh

1. So sánh một động cơ điện trần với một mạch động cơ thủy lực hoàn chỉnh hoặc ngược lại.

2. So sánh số kilowatt định mức thay vì đường bao tốc độ mô-men xoắn đầu ra được yêu cầu.

3. Xử lý các giá trị danh mục tối đa hoặc cao nhất dưới dạng giá trị liên tục.

4. Bỏ qua hiệu suất khởi động, tải trọng đứt và hệ số làm việc của hộp số.

5. Sử dụng áp suất đầu vào thay vì chênh lệch áp suất động cơ.

6. Bỏ qua áp suất ngược, áp suất thùng, dầu nguội và cân bằng nhiệt.

7. Giả sử VFD đảm bảo mọi yêu cầu về mô-men xoắn hoặc độ chính xác ở tốc độ thấp.

8. Bỏ qua hành vi phanh, giữ tải và mất điện.

9. Lựa chọn theo giá mua không bao gồm năng lượng, làm mát, bảo trì, thời gian ngừng hoạt động và chi phí trang bị thêm.

Ai chưa nên mua xe máy

Không đặt mua động cơ thủy lực hoặc điện nếu thông tin có sẵn chỉ là công suất, vòng tua gần đúng hoặc sơ đồ lắp đặt cũ. Dừng bước mua sắm khi không xác định được mô-men tải, mô-men khởi động hoặc mô-men xoắn không được tách khỏi mô-men xoắn liên tục, thiếu chu kỳ làm việc, tải quá tải không có định nghĩa phanh, nguồn điện không chắc chắn hoặc các ràng buộc về môi trường và dịch vụ không được ghi chép. các hướng dẫn lựa chọn thực tế liệt kê các đầu vào thủy lực tối thiểu và hướng dẫn định cỡ giải thích lý do tại sao phải kết nối mô-men xoắn, tốc độ, áp suất và lưu lượng. Một thiết bị thay thế phù hợp về mặt vật lý vẫn có thể chạy quá chậm, quá nóng, không khởi động được, tải quá tốc độ, hộp số bị quá tải, tăng áp suất hồi lưu hoặc tạo ra tình trạng dừng không an toàn.

Đừng mua động cơ thủy lực chỉ vì máy đã có sẵn ống mềm. Xác nhận rằng bộ nguồn có áp suất và dòng chảy có thể sử dụng được cùng lúc, bao gồm cả các trục vận hành khác. Đừng mua một bộ chuyển đổi điện chỉ vì hiệu suất động cơ hấp dẫn. Xác nhận không gian cho động cơ, hộp số, phanh và làm mát; công suất điện cực đại; kiểm soát tích hợp; tải trọng kết cấu; và hành vi dừng khẩn cấp.

Dữ liệu cần đưa vào RFQ

Gửi một gói dữ liệu vận hành thay vì chỉ số kiểu máy được yêu cầu:

• chức năng của máy và mô tả tải trọng dẫn động;

• mômen liên tục, mômen khởi động, mômen cực đại và mômen phanh tại trục tải;

• vòng tua tối thiểu, bình thường và tối đa;

• thời gian tại mỗi điểm vận hành, số lần bắt đầu mỗi giờ, số lần đảo chiều và tổng số giờ hàng ngày;

• quán tính, thời gian tăng/giảm tốc và liệu tải có thể vượt quá hay không;

• nguồn cung cấp điện sẵn có hoặc áp suất thủy lực, dòng chảy, áp suất quay trở lại và tình trạng thoát nước;

• nhiệt độ môi trường xung quanh và vận hành, loại dầu/độ nhớt, bụi, nước, ăn mòn, rửa trôi hoặc phân loại khu vực nguy hiểm;

• đường bao cho phép của bộ truyền động, khối lượng, cách lắp đặt, trục, tải trọng hướng tâm/trục và tỷ lệ giảm hiện có;

• yêu cầu độ chính xác về tốc độ, định vị, phản hồi, liên lạc và phản hồi lỗi;

• yêu cầu giữ phanh và dừng khẩn cấp;

• mã model hiện tại, bản vẽ, hình ảnh, lịch sử lỗi và tuổi thọ mục tiêu.

BLINCE có thể xem xét khía cạnh thủy lực của gói đó: nguyên lý động cơ, phạm vi dịch chuyển, chênh lệch áp suất và lưu lượng dự kiến, giới hạn tốc độ, điều kiện xả và quay trở lại, giao diện trục và lắp đặt, nhu cầu phanh hoặc giảm tốc và liệu phương pháp thủy lực có hợp lý về mặt kỹ thuật hay không. Nếu dữ liệu vận hành thiên về bộ truyền động hộp số điện thì việc so sánh sẽ cho thấy điều đó trước khi bộ phận thủy lực được đưa vào ứng dụng.

Câu hỏi thường gặp

Động cơ thủy lực có mạnh hơn động cơ điện không?

Không phải như một tuyên bố phổ quát. Sức mạnh phụ thuộc vào mô-men xoắn, tốc độ, thời lượng, gói và hệ thống truyền động hoàn chỉnh cần thiết. Động cơ thủy lực có thể cung cấp mô-men xoắn cao từ bộ truyền động nhỏ gọn và có thể truyền động chậm mà không cần hộp số bên ngoài. Một động cơ điện có hộp số được định mức phù hợp có thể tạo ra mô-men xoắn đầu ra tương tự. So sánh mô-men xoắn liên tục và mô-men xoắn cực đại tại trục tải chứ không phải kích thước thân động cơ.

Cái nào hiệu quả hơn, động cơ thủy lực hay động cơ điện?

Ở cấp độ linh kiện, nhiều động cơ điện có hiệu suất được đánh giá cao. Quyết định hữu ích là hiệu quả của hệ thống trong chu kỳ nhiệm vụ. Bao gồm tổn thất VFD và hộp số ở phía điện, và tổn thất động cơ chính, bơm, van, đường dây, động cơ và làm mát ở phía thủy lực. Phương pháp kiến ​​trúc và kiểm soát có thể quan trọng hơn một giá trị hiệu quả của danh mục.

Động cơ thủy lực có thể chạy liên tục được không?

Có, nếu sê-ri đã chọn được đánh giá liên tục ở mức chênh lệch áp suất, lưu lượng, tốc độ, mô-men xoắn, nhiệt độ, độ nhớt, áp suất vỏ, tải trục và tải trọng yêu cầu. Điểm đỉnh hoặc điểm gián đoạn của danh mục không thể được coi là liên tục. Hệ thống làm mát phải loại bỏ tải nhiệt ổn định của hệ thống hoàn chỉnh.

Có phải động cơ điện luôn cần hộp số ở tốc độ thấp?

Không. Đã có động cơ mô-men xoắn dẫn động trực tiếp và các giải pháp chuyên dụng khác. Tuy nhiên, động cơ công nghiệp tốc độ cao hơn thông thường thường cần hộp số để cung cấp tốc độ hàng chục vòng/phút ở mô-men xoắn hữu ích. Tỷ số hộp số, hiệu suất, phản ứng ngược, hệ số dịch vụ, bôi trơn, tải trọng ổ trục và bố trí phanh trở thành một phần của việc lựa chọn truyền động.

Sai lầm lớn nhất trong tính toán mô-men xoắn động cơ thủy lực là gì?

Sử dụng áp suất đầu vào như thể đó là chênh lệch áp suất. Mô-men xoắn phụ thuộc vào độ giảm áp suất trên động cơ và hiệu suất cơ-thủy lực. Áp suất ngược làm giảm sự khác biệt. Sử dụng giá trị hiệu suất 100% theo lý thuyết và bỏ qua các điều kiện khởi động là hai lỗi phổ biến khác.

Khi nào hệ thống hybrid điện-thủy lực đáng được cân nhắc?

Cần sàng lọc khi một máy đang được điện khí hóa nhưng vẫn có nhiều xi-lanh, bộ truyền động từ xa nhỏ gọn hoặc các chức năng ngắt quãng với lực cao. Một động cơ điện có thể dẫn động một máy bơm thủy lực được điều khiển. So sánh toàn bộ chu trình, nhu cầu điện cao điểm, tổn thất dự phòng, các tùy chọn ắc quy, làm mát, điều khiển và bảo trì trước khi quyết định.

Quy tắc lựa chọn cuối cùng

Chọn bộ truyền động đáp ứng cùng yêu cầu về trục đầu ra với mức phạt hệ thống ít được chấp nhận nhất. Để có một trục đơn sạch, cố định, liên tục, thường hướng đến động cơ điện, bộ truyền động và hộp số. Đối với một trục di động nhỏ gọn có sẵn nguồn thủy lực, tải va đập và nhiều chức năng truyền năng lượng chất lỏng, nó thường hướng đến một động cơ thủy lực. Đối với máy nhiều trục được điện khí hóa, nó có thể hướng tới máy hybrid.

Để sàng lọc động cơ thủy lực BLINCE, hãy gửi cấu hình nhiệm vụ tốc độ mô-men xoắn, điều kiện phanh và đỉnh, áp suất và lưu lượng sẵn có, áp suất hồi lưu và vỏ, dầu và nhiệt độ, tải trọng lắp và trục, yêu cầu điều khiển và phong bì lắp đặt. Câu trả lời đầu tiên phải là liệu cấu trúc thủy lực có phù hợp hay không chứ không chỉ đơn giản là có thể trích dẫn động cơ nào.

Điện thoại: +86 132 4232 1601

✉️ Email: sales16@blince.com

Trang web: https://blince.com/

Tuyên bố từ chối trách nhiệm

Bài viết này là một hướng dẫn kỹ thuật chung. Việc lựa chọn thành phần cuối cùng phải dựa trên bản vẽ máy, dữ liệu thủy lực đo được, điều kiện làm việc, yêu cầu an toàn và xác nhận từ kỹ sư hoặc nhà cung cấp thủy lực có trình độ.

Đội thủy lực Blince

Blince Thủy lực là một công ty hàng đầu trong ngành chuyên sản xuất năng lượng chất lỏng được thiết kế chính xác và các giải pháp thủy lực tùy chỉnh. Được hỗ trợ bởi chuyên môn sâu rộng trong nhiều thập kỷ về máy móc công nghiệp và hàng nghìn hoạt động triển khai thành công trên toàn cầu, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi tập trung hoàn toàn vào sản xuất linh kiện thủy lực hiệu suất cao, bao gồm động cơ quỹ đạo chuyên dụng, động cơ truyền động du lịch áp suất cao , và van điều khiển hướng mạnh mẽ . Cơ sở hạ tầng sản xuất của chúng tôi sử dụng hệ thống gia công CNC đa trục hiện đại và được chứng nhận ISO 9001 đầy đủ để đảm bảo độ chính xác thể tích có thể lặp lại trong mỗi lần sản xuất.

Chúng tôi cung cấp các giải pháp thủy lực nhanh chóng, có độ tin cậy cao và tiết kiệm chi phí cho các nhà phân phối công nghiệp nặng, OEM máy móc và đội bảo trì trên hơn 150 quốc gia. Cho dù dự án đang hoạt động của bạn yêu cầu một lô biên dạng trục tùy chỉnh với khối lượng nhỏ hay một dây chuyền sản xuất quy mô lớn bơm bánh răng bằng gang chịu tải nặng , chúng tôi định cấu hình lịch trình sản xuất linh hoạt của mình để đáp ứng thời gian giao hàng mục tiêu của bạn với khả năng dự đoán tổng thể về giá. Hợp tác với Blince có nghĩa là đảm bảo hiệu quả hệ thống tối đa, chất lượng vật liệu ưu tú và tính chuyên nghiệp về năng lượng chất lỏng vượt trội.

Để tìm hiểu thêm về dòng sản phẩm hoàn chỉnh của chúng tôi, hãy truy cập trang web chính thức của chúng tôi: www.blince.com.