پمپ هیدرولیک

انواع پمپ هیدرولیک

 
هیدروموتور
نویسنده : رکسان پارسیان - ساعت ٥:۳٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٩/٤
 

 

هیدروموتور

 

موتور هیدرولیک عملگرهایی با دوران مداوم هستند که جهت ایجاد گشتاور لازم برای دوران بار چرخشی مورد استفاده قرار میگیرند.  این عملگرها در  انواع دنده ای، پره ای و پیستونی طبقه بندی میشوند.

برای انتخاب یک هیدروموتور حداقل موارد ذیل باید مشخص گردد:

  • حجم جابجایی روغن بر حسب cm3

  • حداکثر دبی مجاز عبوری از موتور و حداکثر سرعت

  • ثابت گشتاور برحسب Nm/bar . توسط این ثابت میتوان مقدار گشتاور موتور را در فشار های کاری مختلف محاسبه نمود.

  • حداکثر گشتاور موتور در اختلاف فشار ماکزیمم بر حسب Nm

کاربرد شیرهای کنترل فشار در مدار هیدروموتور جهت حفاظت از Overload

 

تعیین گشتاور و سایز هیدروموتور : 

T(N.m) = 0.016 X ∆P (bar) X Vg(cm3)

 

در این رابطه T گشتاور هیدروموتور ، ∆P اختلاف فشار ورودی و خروجی و Vg حجم جابجایی هیدروموتور میباشد. این رابطه کاملا مشابه رابطه F = P X A  برای محاسبه نیروی سیلندر میباشد. از آنجا که حرکت ها در سیلندر خطی و در هیدروموتور دورانی میباشد، به جای نیروی F گشتاور T و به جای سطح پیستون A حجم جابجایی Vg جایگزین میشود.

برای مثال گشتاور هیدروموتوری با جابجایی حجمی 300cm3 و اختلاف فشار 200bar از رابطه ذیل حساب میشود:

T= 0.016 X 200 X 300 = 960 N.m

960N.m معادل 96kgf.m میباشد. این بدان معناست که هیدروموتور فوق برای چرخاندن یک بار به وزن 96kg با بازوی دوران 1m مناسب میباشد. در صورتی که بار مورد نظر بیش از این مقدار باشد و نتوان فشار بیشتری در سیستم ایجاد نمود ، لازم است از هیدروموتوری با حجم جابجایی بزرگتر استفاده نمود. البته باید به خاطر داشت بزرگ شدن حجم موتور نیاز سیستم به مقدار روغن را برای ثبات سرعت، افزایش میدهد.

تعیین سرعت دوران و دبی هیدروموتور: 

 N(rpm) = 1000 X Q(lit/min) / Vg(cm3)

 N(rpm) = 1000 X Q(lit/min) / Vg(cm3)

در این رابطه N سرعت دوران هیدرو موتور، Q دبی مورد نیاز و Vg حجم جابجایی هیدروموتور میباشد.

تعیین توان هیدروموتور : 

P (Kw) = T(N.m) X N (rpm) / (9550)

در این رابطه P توان هیدروموتور ، T گشتاور و N سرعت دوران هیدرو موتور میباشد.

لازم به ذکر است روابط فوق بدون در نظر گرفتن بازده مکانیکی و حجمی ارائه شده است. در عمل مقادیر بازده در گشتاور واقعی و توان مصرفی تاثیر میگذارد.


 
 
سیلندر هیدرولیک
نویسنده : رکسان پارسیان - ساعت ٥:٢٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٩/٤
 

سیلندرهیدرولیک

 

سیلندرهای هیدرولیک جریان سیال تحت فشار را به حرکت خطی میله پیستون تبدیل میکنند و دارای انواع یککاره و دو کاره میباشند. در نوع یککاره برگشت به موضع اولیه توسط فنر یا نیروی ثقلی بار صورت میپذیرد ولی در نوع دو کاره عمل رفت و برگشت تحت کنترل سیال هیدرولیکی انجام میشود.

در انتخاب سیلندرهای هیدرولیک موارد ذیل باید در نظر گرفته شود:

  • حداکثر فشار کاری سیستم

  •  قطر پیستون و میله پیستون

  • نیروی سیلندر

  • حداکثر نیروی سیلندر

  • طول کورس سیلندر

  • حداکثر سرعت سیلندر

  • نحوه نصب سیلندر

  • وجود ضربه گیر

  • نوع و کاربرد  سیلندر

 

مشکلات اساسی در ارتباط با سیلندرهای هیدرولیک

  • بارگذاری غیر محوری

  • نصب نامناسب

  • کمانش در میل پیستون

  • محاسبات نادرست در شتابگیری و کاهش سرعت بار

  • بارهای ضربه ای سنگین

  • نشتی های داخلی و خارجی

  • تقویت فشار ناخواسته

  • سرعت و ترتیب حرکت نادرست

محاسبات نیرو و سرعت سیلندر

برای دستیابی به تناژ مورد نظر ابتدا سطح فشار کاری باید تعیین گردد. برای مثال فشار 120bar در صنعت متداول میباشد. با توجه به فشار کاری و نیروی مورد نیاز، سطح مقطع سیلندر از رابطه ذیل تعیین میگردد.

F (kgf)=P(bar)XA(cm2)

رای مثال برای دستیابی به 5 تن نیرو در فشار 120bar داریم:

5000= 120xA >> A= 41.7 cm2 >> D= 7.3 cm >> D=8 cm (سایز موجود سیلندر)

سرعت حرکت سیلندر متناسب با دبی ورودی به آن تعیین میگردد. با توجه به نیاز سیستم ، سرعت حرکت را طراح مشخص مینماید. معمولا تامین سرعتهای بیش از 0.1m/sec و کمتر از 0.01m/sec نیاز به تمهیدات خاص در سیستم دارد. سرعت سیلندر از رابطه ذیل حساب میشود:

V(m/sec)=Q(lit/sec)/6XA(cm2)

رای مثال برای سرعت سیلندر با قطر 8cm و دبی ورودی 20lit/sec داریم:

A=50.24 >> V= 20/6X50.24 = 0.066 m/sec= 6.6 cm/sec

در صورتیکه سرعت محاسبه شده مطلوب طراح نباشد لازم است مقدار دبی کاهش یابد. برای مثال با ورود 10lit/sec روغن به این سیلندر، سرعت نیز نصف میشود و تا 3.3cm/sec کاهش میابد.


 
 
پمپ هیدرولیک
نویسنده : رکسان پارسیان - ساعت ٥:٢٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٩/٤
 

 

پمپ هیدرولیک

 

پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک، توان مکانیکی را که بوسیله موتورهای الکتریکی یا احتراق داخلی تامین می گردد به توان هیدرولیکی تبدیل می کند. پمپ فقط مولد جریان سیال بوده و سطح فشار ایجاد شده به میزان بار مقاومی که توسط عملگر سیستم هیدرولیک بر آن غلبه میشود، بستگی دارد.    

 

پمپ جابجایی مثبت به ازاء هر دو ر چرخش محور پمپ ،مقدار مشخصی از سیال را به سیستم هیدرولیک ارسال مینماید. پمپ جابجائی مثبت (دبی ثابت و متغییر ) شامل انواع پمپ دنده ای ، پره ای و  پیستونی محوری و شعاعی میباشد. 

       

در انتخاب پمپهای با جابجایی ثابت موارد ذیل باید در نظر گرفته شود:

  • قطر دهانه های پمپ

  • فشار کاری در خروجی پمپ

  • فشار کاری در ورودی پمپ

  • سرعت دوران پمپ

  • حجم جابجایی روغن

  • دبی موثر

  • توان موتور محرک پمپ

  • دمای کاری روغن

  • درجه ویسکوزیته

  • فیلتراسیون

 

نحوه انتخاب پمپ های هیدرولیک

اولین مرحله در انتخاب مدار تغذیه و تعیین پمپ مناسب برای یک کاربرد معین در سیستمهای هیدرولیک، بررسی میزان فشار و جریان مورد نیاز در مدار است. ابتدا منحنی های جریان و فشار در یک سیکل زمانی باید بررسی شود. سپس همزمانی مصرف درالمانهای مختلف تعیین گردد. بدین نحو حداکثر جریان مورد نیاز مشخص میگردد. برای تعیین یک مدار تغذیه مناسب به موارد ذیل باید توجه نمود:

1) در سایزینگ پمپ ها در عمل حدود ده درصد به دبی تعیین شده از طریق محاسبات تئوریک اضافه مینمایند.

2) در انتخاب شیر اطمینان (فشار شکن)، فشار تنظیمی باید ده درصد بیشتر از فشار کاری سیستم باشد.

هر دو مورد (1) و (2) باعث میشود توان بیشتری در سیستم هیدرولیک تزریق شود.

با تعیین فشار کاری و دبی مصرفی روغن، توان مورد نیاز برای الکتروموتور گرداننده پمپ در سیستم با استفاده از فرمول زیر محاسبه میشود :

P(KW) = [Q(lit/min) X p(bar)]/600

در این رابطه P توان ، Q دبی و p فشار میباشد. رابطه فوق بدون در نظر گرفتن راندمانهای مکانیکی و حجمی ارائه شده است.

برای مثال توان الکترو موتور در سیستم هیدرولیکی با فشار کاری 120bar و دبی 30lit/min به صورت زیر محاسبه میشود:

P= 30X120/600 =6 kW

رنج توانهای استاندارد الکتروموتورها(kW)

22 18.5 15 11 7.5 5.5 4 3 2.2 1.5

با توجه به رنج استاندارد توان الکترو موتورها ، مقدار 7.5kW مناسب میباشد.

 
مدار Unloading  پمپ

Pressure-compensated pump

Hi-lo circuit


 
 
درباره هیدرولیک
نویسنده : رکسان پارسیان - ساعت ٥:۱٧ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٩/٤
 

 

درباره هیدرولیک

توسعه علم هیدرولیک زمانی شروع شد که پاسکال دانشمند فرانسوی قوانین مربوط به فشار را کشف کرد(1650 میلادی) و هیدرولیک را به عنوان یک علم نوین پایه گذاری نمود. از آن تاریخ به بعد دوران شکوفایی هیدرولیک پدید آمد و این علم به نحو چشمگیری وارد بازار گردید. امروزه هیدرولیک در ساختمان ماشین آلات صنعتی، کشاورزی، راهسازی، هواپیمایی، کشتی سازی، اتوموبیل سازی، ماشینهای ابزار، تاسیسات صنایع سنگین، معدن و . . . در مقیاس وسیعی استفاده میشود و روز به روز نیز افزایش میابد.

هیدرولیک فن آوری تولید، کنترل و انتقال قدرت توسط سیال تحت فشار است. بطور کلی یک سیستم هیدرولیک چهار کار اساسی انجام میدهد:

  • تبدیل انرژی مکانیکی به قدرت سیال تحت فشار بوسیله پمپها

  • انتقال سیال تا نقاط مورد نظر توسط لوله ها و شلنگها

  • کنترل فشار، جهت و جریان سیال توسط شیرها

  • انجام کار توسط عملگرها

 

قانون پاسکال:

قانون پاسکال پایه هیدرولیک نوین است. این قانون بیان میکند که فشار وارده به هر نقطه از یک مایع محدود بطور مساوی در تمام جهات منتقل شده و با نیروی مساوی بر رو سطوح مساوی اثر میکند.

 

قوانین پایه در هیدرولیک:

  • سیال تحت فشار همواره مسیر با مقاومت کمتر را برای عبور انتخاب میکند

  • پمپ تولید دبی میکند نه فشار

  • فشار تنها در برابر مقاومت یک مانع ایجاد میشود

اصول کلیدی فوق اگرچه ساده به نظر میرسند ولی پایه واساس علم هیدرولیک میباشند. با داشتن درک صحیحی از این قوانین به راحتی میتوان حرکت سیال در خطوط انتقال را دنبال و عملکرد سیستم را تحلیل نمود.

 

 


 
 
← صفحه بعد