Как определить размер гидравлического силового агрегата?

Основные принципы определения размеров гидравлической силовой установки

Чтобы правильно определить размер гидравлический силовой агрегат (HPU), вы должны сначала определить требования к механической мощности вашего приложения. Процесс заключается не в выборе универсального двигателя; это точная последовательность определения необходимой силы, скорости работы и результирующих требований к потоку и давлению. Фундаментальный ответ заключается в трех основных расчетах: Рабочее давление (фунты на квадратный дюйм/бар) , Расход (гал/мин/л/мин) и Входная мощность (л.с./кВт) .

Несоответствующий гидравлический силовой агрегат приводит либо к чрезмерным потерям энергии и выделению тепла (если размер слишком велик), либо к неспособности выполнить механическую задачу (если размер слишком мал). Цель состоит в том, чтобы сбалансировать производительность гидравлического насоса, емкость резервуара и мощность электродвигателя или двигателя.

Шаг 1: Определение требований к силе и давлению

Давление, создаваемое гидравлический силовой агрегат является прямым результатом сопротивления нагрузки. Вы не выбираете давление произвольно; вы рассчитываете его на основе площади поверхности вашего привода (цилиндра или двигателя).

Формула силы цилиндра

Для расчета необходимого давления используйте формулу: Давление = Сила/Площадь . Например, если вам нужен гидравлический цилиндр, чтобы толкать Нагрузка 20 000 фунтов и вы используете цилиндр с 4-дюймовый диаметр отверстия (площадь = 12,57 кв. дюймов), необходимое давление составляет примерно 1591 фунтов на квадратный дюйм . Обычно вам следует добавить Запас прочности 10-20% для учета трения и потерь в линии, то есть вашего гидравлический силовой агрегат должен быть способен, по крайней мере, 2000 фунтов на квадратный дюйм .

• Определите максимальную нагрузку, с которой столкнется система.
• Определите размер отверстия гидроцилиндров.
• Учитывайте силу «отрыва», которая часто превышает движущую силу.

Шаг 2: Расчет расхода для желаемой скорости

Скорость потока, измеряемая в галлонах в минуту (GPM) или литрах в минуту (LPM), определяет, насколько быстро движется ваша машина. гидравлический силовой агрегат должен переместить определенный объем масла в цилиндр, чтобы продлить его в течение определенного времени.

Пример: Если то же самое 4-дюймовый диаметр отверстия cylinder имеет 24-дюймовый ход и должен распространяться в 5 секунд , необходимо сначала рассчитать объем. Объем примерно 1,3 галлона . Чтобы переместить 1,3 галлона за 5 секунд, гидравлический силовой агрегат нужен насос, способный примерно 15,6 галлонов в минуту .

Шаг 3. Расчет мощности электродвигателя

После того, как вы определили давление и расход, вы можете рассчитать необходимую входную мощность для гидравлический силовой агрегат . Стандартным эмпирическим правилом является правило «1 л.с. на 1 галлон в минуту при давлении 1500 фунтов на квадратный дюйм», но для повышения эффективности необходим более точный расчет.

Используйте формулу: HP = (GPM × PSI) / (1714 × Эффективность) . Большинство гидравлических насосов имеют рейтинг эффективности между 0,85 и 0,90 . Если ваша система требует 10 галлонов в минуту при давлении 2500 фунтов на квадратный дюйм , расчет будет равен (10 × 2500) / (1714 × 0,85), что приведет к требованию примерно 17,16 л.с. . В этом случае вы должны выбрать стандартный двигатель мощностью 20 л.с. для твоего гидравлический силовой агрегат .

Шаг 4. Определение размеров гидравлического резервуара (масляного бака)

Резервуар является важнейшим компонентом гидравлический силовой агрегат это часто упускают из виду. Он должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить тепловое расширение, охлаждение и осаждение загрязнений.

Правило 3 к 1

В стандартных промышленных применениях резервуар должен удерживать в три раза превышает производительность насоса в галлонах в минуту . Если ваш гидравлический силовой агрегат использует Насос на 10 галлонов в минуту ,танк в идеале должен держать 30 галлонов жидкости. Это гарантирует, что масло проведет достаточно времени «в покое», чтобы рассеять тепло, прежде чем всасываться обратно в насос.

Однако, если пространство ограничено или рабочий цикл прерывистый, вы можете использовать Соотношение 1 к 1 или 2 к 1 , при условии, что вы добавите масляный радиатор для управления температурой. Чрезмерное тепло является основным убийцей гидравлических уплотнений и долговечности жидкости.

Шаг 5. Рабочий цикл и управление теплом

Рабочий цикл вашего гидравлический силовой агрегат существенно влияет на его дизайн. Устройство, которое работает в течение 10 секунд каждый час, имеет другие размеры, чем устройство, работающее непрерывно в заводских условиях.

• Прерывистая работа: Резервуары меньшего размера и более высокие нагрузки на двигатель допустимы, поскольку у системы есть время остыть между циклами.
• Непрерывная работа: Требует точного подбора теплообменников. Вы должны рассчитать тепловая нагрузка (примерно 20-30% входной мощности) и обеспечить гидравлический силовой агрегат может рассеивать эту энергию, не превышая 140°Ф (60°С) .

Практический контрольный список для определения размера HPU

Прежде чем завершить покупку или сборку гидравлический силовой агрегат , проверьте следующие факторы окружающей среды и механические факторы:

1. Температура окружающей среды: В сильные холода требуются обогреватели; сильная жара требует более крупных охладителей.
2. Тип жидкости: Вязкость влияет на эффективность насоса и пусковой момент двигателя.
3. Напряжение и фаза: Убедитесь, что электродвигатель находится на гидравлический силовой агрегат соответствует источнику питания вашего предприятия (например, однофазное напряжение 230 В или трехфазное напряжение 460 В).
4. Фильтрация: Фильтры по размеру основаны на наиболее чувствительном компоненте (обычно клапанах).

Строго следуя этим шагам расчета, вы гарантируете, что ваш гидравлический силовой агрегат обеспечивает надежную и эффективную работу на протяжении всего срока службы без ненужных затрат на электроэнергию или механических сбоев.