Když technik OEM požádá o ahydraulický váleckterý může „tlačit 10 tun“ nebo „táhnout 10 tun“, první otázkou je, zda je tato síla vyžadována na straně s plným otvorem nebo na straně tyče. Diferenciální hydraulický válec má na jedné straně celou plochu pístu a na druhé straně prstencovou plochu. Tyč zabírá část plochy na straně tyče, takže dostupná tažná síla je při stejném tlaku nižší.
Tento rozdíl lze snadno přehlédnout, když je náhradní válec vybrán podle vnějšího průměru nebo starého čísla dílu. To je také důvod, proč válec, který se zdá mít dostatečnou jmenovitou kapacitu, nemusí dodat požadovanou sílu ve skutečném směru pohybu.
Tato příručka vysvětluje logiku výpočtu použitou pro počáteční kontrolu OEM. Nenahrazuje kompletní návrh stroje, statickou kontrolu, kontrolu hydraulického okruhu nebo posouzení bezpečnosti.
Vrtání nebo průměr pístu určuje celou plochu pístu vystavenou tlaku. Větší vrtání může produkovat větší teoretickou sílu při stejném tlaku, ale také mění objem oleje, požadovaný průtok pro danou rychlost, obálku válce a požadavky na montáž.
Průměr tyče ovlivňuje tažnou sílu, protože tyč zabírá plochu na straně tyče. Ovlivňuje také připojení tyče, zatížení vodítka, dostupnou vůli a způsob, jakým válec zvládá kompresi nebo tah. Tyč nelze vybrat ze samotné tažné síly; Důležitý je také zdvih, montáž, vedení a skutečná dráha zatížení.
Využijte tlak, který je skutečně k dispozici na válci během požadovaného pohybu, nejen maximální nastavení odlehčení čerpadla. Tlakové ztráty ventily, hadicemi, armaturami a dalšími součástmi mohou snížit tlak dodávaný do láhve. Provozní sekvence stroje by měla určit návrhový tlak použitý pro první výpočet.
Pro výpočet prvního průchodu pomocí konzistentních jednotek:
Síla tlačení:
Síla tahu:
Kde:
Pro kruhový řez:
Pokud je tlak zadán v psi a průměr v palcích, je výsledkem síla v librách. Pokud je tlak zadán v pascalech a průměr v metrech, je výsledek v newtonech. Udržujte jednotný systém konzistentní od začátku do konce.
Tyto rovnice popisují teoretickou hydraulickou sílu. Nezahrnují automaticky tření těsnění, vodící tření, mechanické ztráty, tlakovou ztrátu, úhel zatížení, zrychlení, strukturální průhyb nebo bezpečnostní faktor.
Předpokládejme, že inženýr prověřuje válec pomocí:
Celá plocha pístuje:
Oblast tyče je:
Teoretické hodnoty prvního průchodu jsou tedy:
Rozdíl není výrobní vada. Pochází z oblasti přemístění tyče na straně tyče. Příklad je pouze pro nácvik výpočtu; nejedná se o hodnocení konkrétního produktu nebo stroje HCIC.
Zátěž nepůsobí vždy přímo podél osy válce. Páka, táhlo, závěs nebo nůžkové uspořádání může zvýšit nebo snížit sílu požadovanou v různých polohách. Inženýr by měl vypočítat nejhorší bod v pohybu, nejen výchozí pozici.
Důležitý je také úhel mezi válcem a hnaným členem. Válec může mít vysokou teoretickou sílu, ale špatnou složku síly v určitém úhlu. Výkres znázorňující dráhu a polohy zatížení je užitečnější než jediné číslo zatížení.
Uvolnění nákladu, jeho zrychlení a pohyb stálou rychlostí jsou různé podmínky. Tření těsnění, odpor vedení, setrvačnost a odpor materiálu mohou způsobit, že počáteční síla je vyšší než síla požadovaná během hladké části zdvihu.
U zařízení, jako jsou vyhazovače, zhutňovače, drapáky a zvedací mechanismy, by měl kupující popsat, kdy vzniká největší síla a zda se náklad může během zdvihu zaseknout nebo změnit.
Naměřený tlak v blízkosti čerpadla nemusí odpovídat tlaku na vstupu válce. Délka hadice, armatury, směrové ventily, regulace průtoku a zpětný tlak – to vše ovlivňuje dostupný tlak. Spolehlivý výpočet by měl určit, kde se tlak měří a za jakých provozních podmínek.
Tyč zatížená tlakem může vyžadovat kontrolu stability tyče, zejména v uspořádání s dlouhým zdvihem nebo špatně vedeným uspořádáním. Tyč zatížená tahem může být řízena různými limity spojení a materiálu. Tento článek nenahrazuje výpočet vzpěru ani strukturální ověření; odděluje výpočet silové plochy od těchto dodatečných kontrol.
Větší vrtání může zvýšit sílu, ale také zvyšuje objem oleje potřebného k pohybu pístu daným zdvihem. Pro cílovou rychlost je požadovaný průtok vztažen k efektivní ploše komory a rychlosti pístu. Strana tyče má jiný objem na jednotku délky než strana s plným otvorem.
To vytváří designový kompromis:
Válec by proto měl být dimenzován tak, že čerpadlo, ventil, nádrž, hadice, montáž a strojní cyklus tvoří jeden systém.
Užitečný dotaz OEM by měl zahrnovat:
Čím úplnější je dráha zatížení, tím snazší je rozlišit problém velikosti válců od problému konstrukce, spojení nebo hydraulického okruhu.
Hydraulický válecVýpočet tlačné a tažné síly začíná třemi základními vstupy: průměr díry, průměr tyče a efektivní tlak. Plná plocha pístu určuje tlačnou sílu při prvním průchodu, zatímco tyč snižuje účinnou plochu a tím i tažnou sílu.
Tento výpočet je pouze začátek. Úhel spojení, startovací odpor, rychlost, tlaková ztráta, zatížení tyče, montáž, vedení a struktura stroje určují, zda je válec vhodný pro skutečnou aplikaci. Kupující OEM, kteří poskytnou úplnou cestu zatížení a hydraulická data, mohou získat užitečnější nabídku než kupující, kteří zadají pouze číslo síly.
HCIC vyvíjí a vyrábí hydraulické válce, hydraulické pohonné jednotky a související komponenty pro vozidla, nakládání s odpady, stavební a průmyslová zařízení. Technická vhodnost by měla být posouzena s ohledem na skutečnou konstrukci stroje a platné bezpečnostní požadavky.
