Đơn vị thủy lực xe tải mini pallet
Danh mục:Bộ nguồn thủy lực dòng DC
Bộ nguồn thủy lực này được thiết kế đặc biệt cho tất cả các xe nâng pallet điện. Nó bao gồm bơm bánh răng điện áp cao, động cơ DC nam châm vĩnh cửu và...
Xem chi tiếtThiết kế hệ thống thủy lực là một quá trình có kỷ luật nhằm chuyển đổi năng lượng của động cơ chính thành chuyển động cơ học được điều khiển chính xác thông qua chất lỏng có áp suất. Kết luận trực tiếp ở phía trước: một hệ thống thủy lực đáng tin cậy được xây dựng dựa trên bốn quyết định được đưa ra theo thứ tự — đặt áp suất làm việc, kích thước dòng chảy, chọn cấu trúc mạch và chọn các bộ phận có xếp hạng đã được xác minh. Khi các kỹ sư bỏ qua trình tự đó và chuyển thẳng sang lựa chọn thành phần, hậu quả điển hình là quá nhiệt, chuyển động của bộ truyền động chậm chạp, hiện tượng xâm thực máy bơm và trang bị thêm tại hiện trường tốn kém. Hướng dẫn này tổng hợp quy trình thiết kế, phương pháp định cỡ, đòn bẩy hiệu quả và các lỗi phổ biến, được hỗ trợ bởi các bảng mà bạn có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo trong quá trình đánh giá thiết kế thực tế.
Mọi hệ thống thủy lực đều tuân theo các định luật vật lý giống nhau. Áp suất tạo ra lực, dòng chảy tạo ra tốc độ và tích của cả hai tạo ra công suất thủy lực. Công việc của người thiết kế là cung cấp năng lượng đó cho bộ truyền động với mức tổn thất có thể chấp nhận được và hành vi có thể dự đoán được trong toàn bộ phạm vi hoạt động.
Áp suất làm việc là thông số đầu tiên cần khắc phục vì nó quyết định kích thước của mọi bộ phận khác. Máy móc công nghiệp thường chạy ở áp suất từ 100 bar đến 210 bar, trong khi thiết bị di động, nơi trọng lượng quan trọng, thường hoạt động ở mức 250 bar trở lên. Trần áp suất cao hơn cho phép xi lanh nhỏ hơn và bình chứa nhỏ hơn, nhưng nó cũng làm tăng rò rỉ bên trong, sinh nhiệt và chi phí cho ống mềm, phụ kiện và vòng đệm.
Tốc độ dòng chảy xác định vận tốc của bộ truyền động và trực tiếp thiết lập chuyển vị của máy bơm. Một xi lanh có đường kính 50 mm phải mở rộng 400 mm trong 4 giây cần lưu lượng 11,8 L/phút trước khi tính đến rò rỉ. Độ giảm áp qua van và phụ kiện có tỷ lệ với bình phương tốc độ dòng chảy, do đó đường kính ống và ống mềm phải được chọn để giữ tốc độ chất lỏng dưới 4,5 m/s ở phía áp suất và dưới 1,5 m/s ở phía hồi lưu.
Giới hạn an toàn được sử dụng trong đánh giá thiết kế chuyên nghiệp:
Trước khi chọn các thành phần riêng lẻ, kỹ sư phải xác định cấu trúc liên kết mạch. Cấu trúc phổ biến nhất là mạch vòng hở, trong đó chất lỏng được hút từ bình chứa, đưa đến bộ truyền động thông qua một van định hướng và quay trở lại bình chứa sau khi thực hiện công. Mạch vòng hở chiếm ưu thế trong các thiết bị công nghiệp cố định vì chúng đơn giản, có khả năng chịu ô nhiễm và dễ khắc phục sự cố.
Hệ thống vòng kín tuần hoàn chất lỏng trực tiếp giữa máy bơm và động cơ, chỉ có một máy bơm sạc nhỏ thay thế chỗ rò rỉ. Các mạch này mang lại hiệu suất cao hơn trên các ứng dụng chuyển động quay liên tục như bộ truyền động tời và bộ truyền động bánh xích, nhưng chúng yêu cầu quá trình lọc chính xác hơn và hiểu biết sâu hơn về độ ổn định của vòng lặp. Đối với hầu hết các máy chuyển động tuyến tính như máy ép, máy nâng và máy kẹp, vòng hở với ống góp van được thiết kế tốt là lựa chọn phù hợp.
Giữ tải là một quyết định thiết kế riêng biệt và không bao giờ được cân nhắc lại. Tải trọng thẳng đứng cần có van đối trọng, van kiểm tra do phi công vận hành hoặc khóa cơ khí để chống trôi. Kiểu hỏng hóc cổ điển là một hình trụ nằm ngang trôi dạt dưới tác dụng của trọng lực khi ống van định hướng bị rò rỉ bên trong. Van đối trọng có tỷ lệ thí điểm từ 3:1 đến 8:1 là giải pháp tiêu chuẩn và áp suất nứt của chúng phải được đặt cao hơn áp suất ngược do tải gây ra ít nhất 30%.
Tích lũy cũng là một phần của kiến trúc mạch. Bộ tích lũy bàng quang hoặc pít-tông có thể lưu trữ năng lượng cho nhu cầu chuyển động cao điểm, giảm kích thước máy bơm, tăng đột biến áp suất ẩm hoặc hoạt động như một nguồn hạ thấp khẩn cấp. Đối với các ứng dụng có đỉnh lưu lượng cao ngắn, sau đó là thời gian không tải dài, mạch tích lũy có thể cắt giảm tới 60% yêu cầu về lưu lượng bơm, đồng thời tiết kiệm trực tiếp công suất động cơ và sinh nhiệt.
Một cách xử lý đầy đủ về mặt vật lý đằng sau các mạch này xuất hiện trong phần giải thích của chúng tôi về nguyên lý làm việc của hệ thống thủy lực . Khi thiết kế mạch điện đã ổn định, nhiều nhà sản xuất thích mua máy bơm, van và bình chứa như một bộ phận được lắp ráp sẵn. A trạm thủy lực tùy chỉnh phù hợp với sơ đồ mạch giúp loại bỏ nguy cơ kích thước cổng không khớp và đơn giản hóa việc cài đặt từ phía người chế tạo máy.
Nhà sản xuất trạm bơm thủy lực bán buôn, nhà máy OEM/ODM Công ty TNHH Công nghệ Thủy lực Ninh Ba Panic là nhà sản xuất trạm bơm thủy lực OEM/ODM Trung Quốc và nhà máy sản xuất trạm bơm thủy lực, Chúng tôi... Xem sản phẩm → Cách nhanh nhất để hiểu kích thước thủy lực là làm việc thông qua một ví dụ cụ thể. Hãy xem xét một bệ nâng phải nâng tải trọng 3.000 kg qua hành trình 200 mm trong 6 giây. Áp suất thiết kế được đặt ở mức 160 bar.
Bước 1 - Tính toán lực yêu cầu. Lực hấp dẫn là 3.000 kg nhân với 9,81 m/s², bằng 29,43 kN. Thêm phụ cấp ma sát 10%, tạo ra lực piston yêu cầu là 32,4 kN.
Bước 2 - Chọn lỗ xi lanh. Diện tích piston là lực chia cho áp suất: 32.400 N chia cho 16 MPa bằng 2.025 mm2. Điều này tương ứng với đường kính lỗ khoan là 50,8 mm, vì vậy kích thước lỗ tiêu chuẩn tiếp theo là 50 mm. Khi kiểm tra lựa chọn, lỗ khoan 50 mm ở áp suất 160 bar mang lại 31,4 kN, thấp hơn một chút so với ước tính bao gồm cả ma sát; bước lên tới 63 mm cung cấp 49,9 kN, đây là lựa chọn an toàn hơn cho thang máy sản xuất.
Bước 3 - Xác định tốc độ dòng chảy yêu cầu. Hành trình 200 mm trong 6 giây mang lại vận tốc piston là 33,3 mm/s. Với lỗ khoan 63 mm, diện tích piston là 3.117 mm2 nên lưu lượng là 6,23 L/phút. Thêm biên độ rò rỉ 15% sẽ mang lại lưu lượng thiết kế là 7,2 L/phút.
Bước 4 - Kích thước máy bơm và động cơ dẫn động. Ở tốc độ 1.450 vòng/phút, dung tích bơm bánh răng 5,0 cc/vòng cung cấp 7,25 L/phút. Công suất thủy lực bằng áp suất nhân lưu lượng chia cho 600: 160 bar x 7,2 L/phút / 600 = 1,92 kW. Giả sử hiệu suất bơm là 85%, động cơ được lắp đặt phải cung cấp ít nhất 2,26 kW, do đó, động cơ 2,2 kW là mức tối thiểu, với 3 kW là lựa chọn chắc chắn hơn nếu chu kỳ hoạt động liên tục.
Dành cho các nhà thiết kế muốn bỏ qua các phép tính kích thước lặp đi lặp lại trên các máy tương tự, sử dụng công nghệ tiền chế bộ nguồn sàn nâng tiết kiệm thời gian và giảm rủi ro mua sắm. Các thiết bị này đã khớp nhóm bơm, động cơ, bình chứa và van với loại nhiệm vụ của ứng dụng, chỉ còn lại xi lanh và ống nối để chỉ định.
Bán buôn bệ nâng nhà sản xuất, nhà máy Công ty TNHH Công nghệ Thủy lực Ninh Ba Panic là nhà sản xuất và nhà máy sản xuất thiết bị điện nền tảng nâng OEM/ODM của Trung Quốc, Chúng tôi chuyên bán sỉ... Xem sản phẩm → Hệ thống thủy lực chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng thủy lực và sau đó trở lại thành chuyển động cơ học. Mỗi giai đoạn chuyển đổi sẽ mất một số năng lượng thành nhiệt. Một hệ thống bơm bánh răng chuyển động cố định điển hình có van tỷ lệ có hiệu suất tổng thể từ 55 đến 75%, nghĩa là 25 đến 45% công suất đầu vào trở thành nhiệt. Nếu một máy tiêu thụ 10 kW và hiệu suất hệ thống là 65% thì tải nhiệt đạt 3,5 kW, đủ để tăng nhiệt độ bình 100 L lên 50°C trong vòng chưa đầy hai giờ mà không cần bộ làm mát.
Các biện pháp hiệu quả nhất, được xếp hạng theo tác động: máy bơm có thể tích thay đổi giúp giảm lưu lượng trong thời gian chờ; điều khiển cảm biến tải phù hợp với áp suất với tải; mạch tích lũy chuyển năng lượng dự trữ sang pha cực đại; và van giảm áp suất thấp với lỗ ống cuộn lớn hơn.
Kích thước bộ trao đổi nhiệt tuân theo một quy tắc đơn giản. Khi đã biết tải nhiệt tính bằng kilowatt, hãy chia nó cho mức tăng nhiệt độ cho phép so với môi trường xung quanh, nhân với hệ số truyền nhiệt của loại bộ làm mát. Ví dụ, tải nhiệt 3 kW với mức tăng 30°C và hệ số 0,025 kW/°C·m2 cần 4 m2 diện tích làm mát hiệu quả. Hầu hết các bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng không khí thương mại đều liệt kê khả năng tản nhiệt của chúng ở mức chênh lệch nhiệt độ tiêu chuẩn, do đó việc lựa chọn là tra cứu trực tiếp sau khi tải nhiệt được cố định.
Đối với các máy hoạt động không liên tục với thời gian tạm dừng dài, bình chứa có kích thước chính xác với các gân làm mát bằng tấm nhôm thường loại bỏ sự cần thiết của bộ làm mát dầu. Trong các ứng dụng hoạt động liên tục như máy ép hoặc truyền động băng tải, đường dẫn ổn nhiệt từ van xả trở lại bể chứa là cách đơn giản nhưng hiệu quả để giữ nhiệt độ dầu ở mức tối ưu từ 40 đến 55°C.
Thiết kế hệ thống thủy lực không bao giờ chỉ mang tính lý thuyết; ứng dụng xác định mức độ ưu tiên. Bộ nâng cửa sau gắn trên xe tải và kẹp máy công cụ chính xác có chung các phương trình cơ bản, nhưng các hạn chế về thiết kế của chúng nằm ở hai đầu đối diện của quang phổ.
Các thiết bị thủy lực di động như xe nâng ở đuôi xe, xe moóc tự đổ và sàn làm việc trên không hoạt động từ nguồn điện 12 V hoặc 24 V DC. Những hạn chế về thiết kế rất nghiêm trọng: dung lượng pin hạn chế, vỏ bọc nhỏ gọn và khả năng khởi động trong mùa đông lạnh giá. Các hệ thống này thường sử dụng máy bơm bánh răng điều khiển bằng động cơ DC, các ống góp tích hợp và các bình chứa nhỏ đóng vai trò như các tấm lắp kết cấu. Một hệ thống 24 V có dòng điện 120 A ở mức cao nhất có thể cung cấp công suất thủy lực khoảng 2,4 kW, xác định giới hạn thực tế về độ dịch chuyển của bơm và áp suất vận hành. Đối với loại thiết bị này, một thiết bị nhỏ gọn Bộ nguồn tác động kép DC tích hợp máy bơm, động cơ, bình chứa và van định hướng vào diện tích nhỏ nhất có thể, đây là yếu tố quyết định cho nhiều lắp đặt trên xe.
Bộ nguồn tác động kép DC Nhà sản xuất, Nhà máy bán buôn - Ninh Ba Panic Hydra Công ty TNHH Công nghệ Thủy lực Ninh Ba Panic là nhà sản xuất bộ nguồn tác động kép DC và nhà máy OEM/ODM của Trung Quốc, Chúng tôi chuyên bán buôn... Xem sản phẩm → Máy công nghiệp chạy bằng động cơ xoay chiều ba pha nên nguồn điện ít bị hạn chế hơn nhưng ưu tiên tiếng ồn, nhiệt và khả năng bảo trì. Chiến lược thiết kế là sử dụng một bình chứa có kích thước lớn, máy bơm tốc độ thấp để giữ tiếng ồn dưới 75 dB(A) và các van điện từ có khả năng ghi đè thủ công để khắc phục sự cố. Ngành công nghiệp máy công cụ cũng yêu cầu lọc theo tiêu chuẩn ISO 4406 16/14/11 hoặc mịn hơn vì van servo có khe hở ống chỉ trong phạm vi 2 đến 5 micromet. Tài liệu tham khảo đầy đủ về danh mục này có sẵn trong Hướng dẫn lựa chọn bộ nguồn thủy lực AC , so sánh các cấu hình và xếp hạng nhiệm vụ thường được sử dụng trong thiết bị của nhà máy.
Sàn nâng, xe nâng cắt kéo và sàn nâng là những hạng mục mà vấn đề an toàn chiếm ưu thế trong cuộc thảo luận về thiết kế. Van đối trọng phải có tỷ số điều khiển phù hợp với tỷ lệ diện tích hình trụ và tốc độ hạ thấp phải duy trì ổn định ngay cả khi sàn được chất đầy tải. Tiêu chuẩn Châu Âu EN 1570 yêu cầu tốc độ hạ tối đa là 135 mm/s trên thang máy chở hàng và mạch thủy lực không bị rão. Những máy này được hưởng lợi từ mạch xi lanh đồng bộ sử dụng bộ chia dòng hoặc van tỷ lệ với phản hồi vị trí, cùng với van rẽ nhánh bảo trì cho phép hạ bệ bằng tay khi mất điện.
Dữ liệu lỗi tại hiện trường từ các nhà chế tạo máy liên tục chỉ ra những sai sót trong thiết kế giống nhau. Việc sớm nhận ra những mẫu này trong quá trình xem xét thiết kế sẽ giúp dự án không phải làm lại và máy không bị loại khỏi khu vực dịch vụ.
Bắt đầu với 160 bar cho máy công nghiệp cố định và 210 bar cho thiết bị di động. Những giá trị này cho phép lựa chọn rộng rãi nhất các xi lanh, máy bơm và ống mềm tiêu chuẩn. Chỉ đẩy đến 250 bar hoặc cao hơn khi trọng lượng hoặc giới hạn về đường bao buộc gói thành phần nhỏ hơn và hãy nhớ rằng cứ tăng áp suất 10% sẽ làm tăng rò rỉ bên trong và sinh nhiệt phi tuyến tính.
Nhân diện tích lỗ khoan piston với tốc độ giãn nở cần thiết, sau đó cộng thêm 10 đến 15% cho lượng rò rỉ. Ví dụ, một xi lanh có đường kính 63 mm có diện tích 3.117 mm2 kéo dài với tốc độ 50 mm/s cần 9,35 L/phút. Thêm giới hạn rò rỉ và chọn chuyển vị bơm tiêu chuẩn tiếp theo trên giá trị đó. Luôn sử dụng diện tích mặt thanh để tính toán tốc độ rút dao.
Chọn vòng kín khi máy dành hơn 60% thời gian chu kỳ cho chuyển động quay liên tục, chẳng hạn như bộ truyền động tời, máy trộn công nghiệp hoặc bộ truyền động đường ray. Trong những trường hợp đó, năng lượng được phục hồi và hiệu suất tăng từ 15 đến 20% trong một vòng lặp mở sẽ chứng tỏ sự phức tạp của máy bơm và quá trình lọc. Đối với các chuyển động tuyến tính đơn giản như nâng và kẹp, vòng hở sẽ rẻ hơn, dễ bảo trì hơn và đáng tin cậy hơn.
Trước tiên, hãy giảm lượng nhiệt sinh ra bằng cách điều chỉnh lưu lượng bơm phù hợp với nhu cầu, sau đó xác minh thể tích bể chứa ít nhất bằng 2,5 lần lưu lượng bơm mỗi phút. Nếu tải nhiệt vẫn vượt quá mức tiêu tán tự nhiên của bình, hãy bổ sung bộ làm mát dầu cưỡng bức bằng không khí được định mức ít nhất 1,5 lần tải nhiệt dự kiến. Giữ cho mạch làm mát hoạt động trong thời gian không tải nếu chu kỳ làm việc thường xuyên có lưu lượng cao nhất.
Hệ thống van định hướng thông thường cần có tiêu chuẩn ISO 4406 18/16/13 hoặc sạch hơn, thường có nghĩa là bộ lọc hồi lưu 10 micromet. Hệ thống van tỷ lệ hoặc van phụ yêu cầu 16/14/11 hoặc cao hơn, sử dụng bộ lọc đường áp suất 3 micromet. Kiểm tra đường cong dung sai nhiễm bẩn của nhà sản xuất van và xây dựng chỉ báo tình trạng bộ lọc để việc bảo trì có thể thay thế các bộ phận trước khi mở đường vòng.
Sử dụng bơm bánh răng khi yêu cầu về lưu lượng cố định, áp suất làm việc duy trì dưới 250 bar và chi phí đầu tiên là vấn đề quan trọng. Sử dụng bơm piston hướng trục khi lưu lượng phải thay đổi theo nhu cầu, áp suất vượt quá 250 bar hoặc tiết kiệm năng lượng từ cảm biến tải có thể hoàn trả chi phí bơm cao hơn trong vòng 18 tháng. Đối với các máy nhiều bộ truyền động có yêu cầu về dòng chảy không thường xuyên, bơm piston có bộ điều khiển bù áp hầu như luôn thắng về tổng chi phí sở hữu.