Wie dimensioniert man ein Hydraulikaggregat?

Die wichtigsten Grundlagen zur Dimensionierung eines Hydraulikaggregats

Um a richtig zu dimensionieren Hydraulikaggregat (HPU) müssen Sie zunächst die mechanischen Leistungsanforderungen Ihrer Anwendung definieren. Bei diesem Prozess geht es nicht darum, einen generischen Motor auszuwählen; Dabei handelt es sich um eine präzise Abfolge der Bestimmung der erforderlichen Kraft, der Betriebsgeschwindigkeit und der daraus resultierenden Durchfluss- und Druckanforderungen. Die grundlegende Antwort liegt in drei Hauptberechnungen: Betriebsdruck (PSI/Bar) , Durchflussrate (GPM/LPM) , und Eingangsleistung (PS/kW) .

Eine Nichtübereinstimmung Hydraulikaggregat führt entweder zu extremer Energieverschwendung und Wärmeerzeugung (bei Überdimensionierung) oder zum Scheitern der mechanischen Aufgabe (bei Unterdimensionierung). Das Ziel besteht darin, die Leistung der Hydraulikpumpe, die Kapazität des Vorratsbehälters und die Stärke des Elektromotors bzw. Motors in Einklang zu bringen.

Schritt 1: Ermittlung der Kraft- und Druckanforderungen

Der dadurch erzeugte Druck Hydraulikaggregat ist eine direkte Folge des Lastwiderstandes. Sie wählen einen Druck nicht willkürlich; Sie berechnen es anhand der Oberfläche Ihres Aktuators (Zylinder oder Motor).

Die Zylinderkraftformel

Um den erforderlichen Druck zu berechnen, verwenden Sie die Formel: Druck = Kraft / Fläche . Wenn Sie beispielsweise einen Hydraulikzylinder benötigen, um einen zu schieben 20.000-Pfund-Last und Sie verwenden einen Zylinder mit a 4-Zoll-Bohrung (Fläche = 12,57 Quadratzoll), der erforderliche Druck beträgt ungefähr 1.591 PSI . Normalerweise sollten Sie a hinzufügen 10–20 % Sicherheitsmarge um Reibung und Leitungsverluste zu berücksichtigen, also Ihre Hydraulikaggregat sollte zumindest dazu in der Lage sein 2.000 PSI .

• Identifizieren Sie die maximale Belastung, der das System ausgesetzt sein wird.
• Bestimmen Sie die Bohrungsgröße der Hydraulikzylinder.
• Berücksichtigen Sie die „Losbrech“-Kraft, die oft höher ist als die Bewegungskraft.

Schritt 2: Berechnung der Durchflussrate für die gewünschte Geschwindigkeit

Die Durchflussrate, gemessen in Gallonen pro Minute (GPM) oder Litern pro Minute (LPM), bestimmt, wie schnell sich Ihre Maschine bewegt. Die Hydraulikaggregat Es muss eine bestimmte Ölmenge in den Zylinder gefördert werden, um diese über eine bestimmte Zeit auszudehnen.

Beispiel: Wenn das auch so ist 4-Zoll-Bohrung cylinder hat ein 24-Zoll-Hub und muss nach innen reichen 5 Sekunden , müssen Sie zunächst das Volumen berechnen. Die Lautstärke beträgt ungefähr 1,3 Gallonen . Um 1,3 Gallonen in 5 Sekunden zu bewegen, muss der Hydraulikaggregat Benötigt eine Pumpe, die ungefähr das leisten kann 15,6 GPM .

Schritt 3: Berechnung der Leistung des Elektromotors

Sobald Sie den Druck und den Durchfluss ermittelt haben, können Sie die erforderliche Eingangsleistung dafür berechnen Hydraulikaggregat . Die Standard-Faustregel ist die Regel „1 PS für 1 GPM bei 1500 PSI“, für die Effizienz ist jedoch eine genauere Berechnung erforderlich.

Verwenden Sie die Formel: HP = (GPM × PSI) / (1714 × Effizienz) . Die meisten Hydraulikpumpen haben einen Wirkungsgrad zwischen 0,85 und 0,90 . Wenn Ihr System dies erfordert 10 GPM bei 2.500 PSI , würde die Berechnung (10 × 2500) / (1714 × 0,85) lauten, was einen Bedarf von ungefähr ergibt 17,16 PS . In diesem Fall würden Sie einen Standard auswählen 20-PS-Motor für Ihr Hydraulikaggregat .

Schritt 4: Dimensionierung des Hydraulikbehälters (Öltanks)

Das Reservoir ist ein entscheidender Bestandteil des Hydraulikaggregat das wird oft übersehen. Es muss groß genug sein, um Wärmeausdehnung, Abkühlung und das Absetzen von Verunreinigungen zu ermöglichen.

Die 3-zu-1-Regel

Bei Standard-Industrieanwendungen sollte der Behälter halten das Dreifache der GPM-Leistung der Pumpe . Wenn Ihr Hydraulikaggregat nutzt a 10-GPM-Pumpe , sollte der Tank idealerweise halten 30 Gallonen Flüssigkeit. Dadurch wird sichergestellt, dass das Öl genügend Zeit „ruht“, um Wärme abzuführen, bevor es zurück in die Pumpe gesaugt wird.

Wenn jedoch der Platz begrenzt ist oder der Arbeitszyklus unregelmäßig ist, können Sie einen verwenden Verhältnis 1:1 oder 2:1 , vorausgesetzt, Sie fügen eine hinzu Ölkühler um die Temperatur zu verwalten. Übermäßige Hitze ist der Hauptkiller für hydraulische Dichtungen und die Langlebigkeit von Flüssigkeiten.

Schritt 5: Arbeitszyklus und Wärmemanagement

Der Arbeitszyklus Ihres Hydraulikaggregat wirkt sich dramatisch auf das Design aus. Eine Einheit, die jede Stunde 10 Sekunden lang läuft, hat eine andere Größe als eine Einheit, die in einer Fabrikhalle kontinuierlich läuft.

• Auszeitlicher Dienst: Kleinere Behälter und höhere Motorlasten können toleriert werden, da das System zwischen den Zyklen Zeit zum Abkühlen hat.
• Dauerbetrieb: Erfordert eine genaue Dimensionierung der Wärmetauscher. Sie müssen das berechnen Wärmebelastung (ungefähr 20-30 % der Eingangs-HP) und stellen Sie sicher, dass Hydraulikaggregat kann diese Energie ohne Überschreitung abführen 140°F (60°C) .

Praktische Checkliste für die HPU-Dimensionierung

Vor Abschluss des Kaufs oder Baus eines Hydraulikaggregat Überprüfen Sie die folgenden Umgebungs- und mechanischen Faktoren:

1. Umgebungstemperatur: Extreme Kälte erfordert Heizungen; Extreme Hitze erfordert größere Kühler.
2. Flüssigkeitstyp: Die Viskosität beeinflusst den Wirkungsgrad der Pumpe und das Anlaufdrehmoment des Motors.
3. Spannung und Phase: Stellen Sie sicher, dass der Elektromotor eingeschaltet ist Hydraulikaggregat passt zur Stromversorgung Ihrer Einrichtung (z. B. 230 V einphasig vs. 460 V dreiphasig).
4. Filtration: Die Größe der Filter richtet sich nach der empfindlichsten Komponente (normalerweise den Ventilen).

Durch die strikte Einhaltung dieser Berechnungsschritte stellen Sie sicher, dass Ihre Hydraulikaggregat Bietet zuverlässigen, effizienten Service über die gesamte Lebensdauer ohne unnötige Energiekosten oder mechanische Ausfälle.