Làm thế nào để kích thước một đơn vị năng lượng thủy lực?

Những yếu tố cần thiết cốt lõi của việc định cỡ một đơn vị năng lượng thủy lực

Để kích thước đúng một bộ nguồn thủy lực (HPU), trước tiên bạn phải xác định các yêu cầu đầu ra cơ học cho ứng dụng của mình. Quá trình này không phải là chọn một động cơ chung; đó là một trình tự chính xác để xác định lực cần thiết, tốc độ vận hành cũng như nhu cầu về lưu lượng và áp suất. Câu trả lời cơ bản nằm ở ba phép tính cơ bản: Áp suất vận hành (PSI/Bar) , Tốc độ dòng chảy (GPM/LPM) và Mã lực đầu vào (HP/kW) .

Một sự không phù hợp bộ nguồn thủy lực dẫn đến lãng phí năng lượng và sinh nhiệt cực độ (nếu quá khổ) hoặc không hoàn thành nhiệm vụ cơ học (nếu quá nhỏ). Mục đích là để cân bằng hiệu suất của bơm thủy lực, dung tích bình chứa và sức mạnh của động cơ điện hoặc động cơ.

Bước 1: Xác định yêu cầu về lực và áp suất

Áp lực được tạo ra bởi bộ nguồn thủy lực là kết quả trực tiếp của điện trở tải. Bạn không chọn áp lực một cách tùy tiện; bạn tính toán nó dựa trên diện tích bề mặt của bộ truyền động (xi lanh hoặc động cơ).

Công thức lực xi lanh

Để tính áp suất cần thiết, sử dụng công thức: Áp lực = Lực / Diện tích . Ví dụ, nếu bạn cần một xi lanh thủy lực để đẩy một Tải trọng 20.000 pound và bạn đang sử dụng một hình trụ có lỗ khoan 4 inch (diện tích = 12,57 inch vuông), áp suất cần thiết xấp xỉ 1.591 PSI . Bạn thường nên thêm một Biên độ an toàn 10-20% để tính toán tổn thất do ma sát và đường truyền, nghĩa là bạn bộ nguồn thủy lực ít nhất phải có khả năng 2.000 PSI .

• Xác định tải tối đa mà hệ thống sẽ gặp phải.
• Xác định kích thước lỗ khoan của xi lanh thủy lực.
• Tính lực “ly khai”, lực này thường lớn hơn lực chuyển động.

Bước 2: Tính tốc độ dòng chảy cho tốc độ mong muốn

Tốc độ dòng chảy, được đo bằng gallon mỗi phút (GPM) hoặc Lít mỗi phút (LPM), cho biết tốc độ di chuyển của máy. các bộ nguồn thủy lực phải di chuyển một lượng dầu cụ thể vào xi lanh để kéo dài nó trong một thời gian nhất định.

Ví dụ: Nếu giống nhau lỗ khoan 4 inch cylinder có một Hành trình 24 inch và phải mở rộng trong 5 giây , trước tiên bạn phải tính thể tích. Âm lượng khoảng 1,3 gallon . Để di chuyển 1,3 gallon trong 5 giây, bộ nguồn thủy lực cần một máy bơm có khả năng khoảng 15,6 GPM .

Bước 3: Tính mã lực động cơ điện

Khi bạn đã xác định được áp suất và lưu lượng, bạn có thể tính toán công suất đầu vào cần thiết cho bộ nguồn thủy lực . Nguyên tắc chung là quy tắc "1 HP cho 1 GPM ở 1500 PSI", nhưng cần tính toán chính xác hơn để đạt hiệu quả.

Sử dụng công thức: HP = (GPM × PSI) / (1714 × Hiệu suất) . Hầu hết các máy bơm thủy lực có mức hiệu suất giữa 0,85 và 0,90 . Nếu hệ thống của bạn yêu cầu 10 GPM ở 2.500 PSI , phép tính sẽ là (10 × 2500) / (1714 × 0,85), dẫn đến yêu cầu gần đúng 17,16 mã lực . Trong trường hợp này, bạn sẽ chọn một tiêu chuẩn động cơ 20 mã lực cho bạn bộ nguồn thủy lực .

Bước 4: Định cỡ bể chứa thủy lực (Bể dầu)

Hồ chứa là bộ phận quan trọng của bộ nguồn thủy lực điều đó thường bị bỏ qua. Nó phải đủ lớn để cho phép giãn nở nhiệt, làm mát và lắng đọng các chất gây ô nhiễm.

Quy tắc 3-1

Trong các ứng dụng công nghiệp tiêu chuẩn, bể chứa phải chứa gấp ba lần sản lượng GPM của máy bơm . Nếu bạn bộ nguồn thủy lực sử dụng một Bơm 10 GPM , lý tưởng nhất là bể nên giữ 30 gallon của chất lỏng. Điều này đảm bảo dầu có đủ thời gian "nghỉ" để tản nhiệt trước khi bị hút trở lại máy bơm.

Tuy nhiên, nếu không gian bị hạn chế hoặc chu kỳ làm việc không liên tục, bạn có thể sử dụng Tỷ lệ 1 trên 1 hoặc 2 trên 1 , miễn là bạn thêm một làm mát dầu để quản lý nhiệt độ. Nhiệt độ quá cao là nguyên nhân chính làm giảm tuổi thọ của phớt thủy lực và tuổi thọ của chất lỏng.

Bước 5: Chu trình làm việc và quản lý nhiệt

Chu kỳ nhiệm vụ của bạn bộ nguồn thủy lực tác động đáng kể đến thiết kế của nó. Một thiết bị chạy 10 giây mỗi giờ có kích thước khác với thiết bị chạy liên tục trên sàn nhà máy.

• Nhiệm vụ liên tục: Bình chứa nhỏ hơn và tải động cơ cao hơn có thể được chấp nhận vì hệ thống có thời gian hạ nhiệt giữa các chu kỳ.
• Nhiệm vụ liên tục: Yêu cầu kích thước chính xác của bộ trao đổi nhiệt. Bạn phải tính toán tải nhiệt (khoảng 20-30% HP đầu vào) và đảm bảo bộ nguồn thủy lực có thể tiêu tán năng lượng đó mà không vượt quá 140°F (60°C) .

Danh sách kiểm tra thực tế cho việc định cỡ HPU

Trước khi hoàn tất việc mua hoặc xây dựng một căn nhà bộ nguồn thủy lực , kiểm tra các yếu tố môi trường và cơ học sau:

1. Nhiệt độ môi trường xung quanh: Cực lạnh cần có máy sưởi; nhiệt độ cực cao đòi hỏi bộ làm mát lớn hơn.
2. Loại chất lỏng: Độ nhớt ảnh hưởng đến hiệu suất bơm và mô-men xoắn khởi động động cơ.
3. Điện áp và pha: Đảm bảo động cơ điện trên bộ nguồn thủy lực phù hợp với nguồn điện của cơ sở của bạn (ví dụ: 230V một pha so với 460V ba pha).
4. Lọc: Kích thước bộ lọc dựa trên thành phần nhạy cảm nhất (thường là các van).

Bằng cách tuân thủ nghiêm ngặt các bước tính toán này, bạn đảm bảo rằng bộ nguồn thủy lực cung cấp dịch vụ đáng tin cậy, hiệu quả trong suốt thời gian sử dụng mà không tốn chi phí năng lượng không cần thiết hoặc hỏng hóc cơ học.