Cylinder hydrauliczny może mieć prawidłową średnicę, skok i teoretyczną siłę, a mimo to nie spełniać wymagań produkcyjnych maszyny, ponieważ dostępny przepływ nie jest wystarczający do osiągnięcia docelowego ruchu. Wynik jest znany konstruktorom sprzętu: podnoszenie, które trwa zbyt długo, cykl pchania, w którym nie ma czasu taktu, lub skok powrotny, który zachowuje się inaczej niż w przypadku wyprostu.
Pierwsze obliczenia przesiewowe są proste. Kalkulator prędkości cylindra hydraulicznego może powiązać przepływ oleju z efektywną powierzchnią komory, natomiast szacunkowy czas cyklu cylindra hydraulicznego łączy prędkość ze skokiem. Ale prawdziwa maszyna dodaje również ograniczenia zaworów, straty w wężach, zmiany ciśnienia, zmiany obciążenia, obszar po stronie tłoczyska, ustawienia sterowania i celowe zwalnianie pod koniec skoku.
W tym przewodniku wyjaśniono ścieżkę obliczeniową, którą może zastosować nabywca OEM przed złożeniem zamówienia na wycenę cylindra, pompy lub zespołu napędowego. Jest to celowo przewodnik na poziomie systemu. Cylindra nie należy wybierać wyłącznie na podstawie prędkości.
Otwór określa całą powierzchnię tłoka wykorzystywaną podczas wydłużania, gdy olej wpływa do końca korka. Dla tłoka okrągłego:
Większy otwór wymaga większej ilości oleju, aby poruszać się z tą samą prędkością. Może zapewnić większą siłę przy danym ciśnieniu, ale zwiększa również wymagania przepływu dla prędkości docelowej.
Podczas wycofywania pręt zajmuje część obszaru otworu. Efektywna powierzchnia po stronie pręta wynosi:
Skok określa odległość, jaką musi przebyć tłok. Określa również ilość oleju potrzebną do jednego ruchu wysuwania lub cofania. Długi skok może powodować duże zapotrzebowanie na objętość i przepływ, nawet jeśli docelowa prędkość liniowa wydaje się niewielka.
Wykorzystać przepływ, który może dotrzeć do cylindra podczas odpowiedniego ruchu maszyny. Przepływ z tabliczki znamionowej pompy nie zawsze jest identyczny z użytecznym przepływem w cylindrze. Otwory zaworów, średnica węża, złączki, filtry, elementy sterujące z kompensacją ciśnienia, współdzielenie z innymi siłownikami i prędkość obrotowa silnika mogą zmienić przepływ dostępny w cylindrze.
W przypadku stałych jednostek podstawowa zależność prędkości wynosi:
v= Q ÷ A
Konwersja jednostek musi być wykonana prawidłowo. Jeśli powierzchnia jest wyrażona w calach kwadratowych, a przepływ w galonach na minutę, przed obliczeniem cali na sekundę przelicz galony na minutę na cale sześcienne na sekundę. Jeden galon amerykański zawiera 231 cali sześciennych, więc:
W pracy metrycznej używaj metrów sześciennych na sekundę i metrów kwadratowych lub litrów na minutę z pasującą konwersją. Nie mieszaj obszaru wyrażonego w calach z litrami na minutę bez uprzedniej konwersji jednostek.
t_kontrolaobejmuje przełączanie zaworów, przyspieszanie, zwalnianie, przerwę, włączanie obciążenia i dowolny okres oczekiwania wbudowany w sekwencję maszyny. Nie można bezpiecznie założyć, że pełny cykl to po prostu dwukrotność czasu wydłużenia.
Załóżmy, że cylinder jednoprętowy ma:
Są to teoretyczne wartości przesiewowe. Rzeczywisty czas pracy maszyny może być dłuższy ze względu na zmianę wydajności pompy, sterowanie zaworami, straty ciśnienia, warunki obciążenia, ograniczenia węży, amortyzację, wycieki i zaprogramowany czas postoju. Przykład nie przedstawia wartości znamionowej ani gwarantowanego czasu cyklu dla produktu HCIC.
Cylinder jednoprętowy wykorzystuje pełny obszar otworu po jednej stronie i obszar pierścieniowy po drugiej. Przy równym przepływie mniejsza powierzchnia po stronie tłoczyska wytwarza wyższą prędkość teoretyczną. Przy równym ciśnieniu wytwarza również mniejszą siłę teoretyczną niż strona z pełnym otworem.
Dlatego też nabywcy OEM powinni zażądać oddzielnych wartości wysunięcia i wycofania, zamiast pytać jedynie o „prędkość cylindra”.
Zawór kierunkowy może odmiennie dozować w dwóch kierunkach. Zawory równoważące, regulatory przepływu, obwody wykrywające obciążenie, ograniczenia powrotu i przeciwciśnienie mogą zmienić rzeczywisty ruch. Obliczenie prędkości cylindra powinno określić, czy wartość przepływu jest przepływem pompy, przepływem na wylocie zaworu, czy zmierzonym przepływem przez otwór cylindra.
Łącznik podnoszący może poruszać się pod różnymi kątami mechanicznymi. Zagęszczarka lub wyrzutnik może napotkać zmienny opór. Chwytak może przyspieszyć, zetknąć się z materiałem, a następnie utrzymać ładunek. Zdarzenia te wpływają na ciśnienie i mogą spowodować, że system sterowania zmniejszy przepływ lub przejdzie w chroniony stan pracy.
Poduszka, zawór sterujący przepływem lub rampa elektroniczna mogą zmniejszyć prędkość pod koniec jazdy. Może to chronić cylinder i maszynę, ale oznacza, że średni czas cyklu nie jest obliczany na podstawie samej prędkości w połowie skoku bez amortyzacji. Projektant powinien oddzielić szybki ruch, kontrolowane zwalnianie i czas przebywania, gdy ważny jest docelowy czas cyklu.
Przydatny przegląd rozmiarów działa wstecz od wymagań maszyny:
1. Zdefiniuj wymagany ruch:Zapisz skok, docelowy czas wysuwania, docelowy czas cofania i całkowity czas cyklu.
2. Oblicz oba efektywne obszary:Użyj obszaru otworu dla kierunku pełnego otworu i obszaru pierścieniowego po stronie tłoczyska.
3. Oblicz wymagany przepływ:Zmień układ v = Q ÷ A na Q = v × A, a następnie przekonwertuj wynik na wybrany układ jednostek.
4. Sprawdź siłę w tych samych warunkach pracy:Przepływ kontroluje prędkość; ciśnienie i efektywna powierzchnia kontroli teoretycznej siły.
5. Sprawdź wydajność pompy:Potwierdzić, że pompa może zapewnić wymagany przepływ przy ciśnieniu wymaganym przez obciążenie.
6. Sprawdź funkcje wspólne:Określ, czy inny siłownik, zawór lub funkcja chłodzenia wykorzystuje ten sam przepływ pompy.
7. Sprawdź rozmiar linii:Ograniczenia węży i portów mogą zmniejszyć dostępny przepływ i zwiększyć wytwarzanie ciepła.
8. Sprawdź zachowanie zaworu i poduszki: Upewnij się, że zawór może dozować wymagany przepływ, a poduszka jest odpowiednia do obciążenia i prędkości.
9. Zmierz rzeczywisty czas cyklu:Przetestuj oddzielnie rozciąganie i cofanie pod reprezentatywnym obciążeniem i temperaturą.
10. Potwierdź ostateczny projekt:Przed wypuszczeniem na rynek sprawdź cylinder, HPU, zawór, wąż i konstrukcję jako jeden system.
Zanim zapytasz o wycenę, przygotuj odpowiedzi na następujące pytania:
Te szczegóły pomagają oddzielić problem z cylindrem od problemu z zasilaczem, zaworem, wężem, sterowaniem lub sekwencją mechaniczną.
Pompa może spełniać kilka funkcji, a przepływ może zmieniać się w zależności od prędkości obrotowej silnika lub logiki sterowania. Wykorzystaj przepływ dostępny podczas rzeczywistego ruchu cylindra.
Wycofanie wykorzystuje inny obszar w cylindrze jednoprętowym. Projekt, który przejdzie obliczenia wydłużenia, może nadal nie spełniać wymogu czasu zwrotu.
Amortyzacja i kontrola rampy są częścią cyklu. Należy je uwzględnić, jeśli kupujący ma ścisły cel dotyczący czasu produkcji.
Większy otwór może zwiększyć siłę, ale także zwiększa objętość oleju i zapotrzebowanie na przepływ. Jeśli pompa nie zostanie wymieniona, cylinder może poruszać się wolniej.
Wzór teoretyczny nie uwzględnia każdego spadku ciśnienia, zmiany obciążenia lub działania sterującego. Ostateczna decyzja dotycząca czasu cyklu wymaga testów lub przeglądu producenta w oparciu o pełne dane maszyny.
Obliczanie prędkości cylindra hydraulicznego i czas cyklu cylindra hydraulicznego zależą nie tylko od przepływu pompy. Powierzchnia otworu, powierzchnia po stronie tłoczyska, skok, zachowanie zaworu, stan ciśnienia, ograniczenia węży, zmiany obciążenia i kontrola końca skoku – wszystko to ma wpływ na wynik.
Dla nabywcy OEM najbardziej użyteczną prośbą nie jest po prostu „wycena szybkiego cylindra”. Podaj docelowe czasy wysuwania i cofania, dostępny przepływ w cylindrze, ciśnienie pod obciążeniem, skok, geometrię mocowania i kolejność maszyn. HCIC może następnie sprawdzić, czy cylinder i zespół napędowy są wymiarowane jako kompletny układ ruchu.
HCIC, znana również jako Jinan Huachen Industrial Co., Ltd., opracowuje i produkuje cylindry hydrauliczne, zespoły napędowe hydrauliczne i powiązane komponenty hydrauliczne do pojazdów, gospodarki odpadami, sprzętu budowlanego i przemysłowego. Ostateczną przydatność należy sprawdzić w odniesieniu do kompletnego projektu maszyny i mających zastosowanie wymogów bezpieczeństwa
