Mae system hydrolig yn trosi mewnbwn mecanyddol yn bŵer hylif, yna'n trosi'r pŵer hylif hwnnw yn ôl i rym neu fudiant. Mae'r cyfuniad hwn o gydrannau cryno ac allbwn grym uchel yn gwneud hydrolig yn gyffredingweisg diwydiannol, offer peiriannol, offer adeiladu ac amaethyddol, systemau codi, a pheiriannau symudol.
Mae deall y system yn cymryd mwy na gwybod bod pwmp yn symud olew. Mae pwysau'n datblygu mewn ymateb i wrthwynebiad, mae llif yn rheoli cyflymder actuator, mae falfiau'n cyfeirio ac yn rheoleiddio ynni, ac mae cyflwr hylif yn effeithio ar ddibynadwyedd. Mae'r canllaw hwn yn esbonio'r perthnasoedd hynny ac yn dilyn y system o gyfraith Pascal trwy weithrediad cylched, maint, cynnal a chadw a datrys problemau.
Trosglwyddo cyfraith a grym Pascal
Mae pŵer hydrolig yn seiliedig ar gyfraith Pascal: mae pwysau a roddir ar hylif cyfyng yn cael ei drosglwyddo'n gyfartal i bob cyfeiriad.
Pwysedd hydrolig yw:
Pwysedd=Grym ÷ Ardal
neu:
P = F ÷ A
Mewn unedau arferol yr Unol Daleithiau:
P= gwasgedd mewn punnoedd fesul modfedd sgwâr (psi)
F= grym mewn punnoedd-grym (lbf)
A= arwynebedd mewn modfeddi sgwâr (mewn²)
Mae aildrefnu'r fformiwla yn rhoi:
F = P × A
Mae'r berthynas hon yn esbonio lluosi grym hydrolig. Ystyriwch ddau silindr cysylltiedig. Mae gan y piston bach arwynebedd o 1 mewn² ac mae gan y piston mwy arwynebedd o 10 mewn². Os yw gweithredwr yn rhoi 10 pwys ar y piston bach:
P=10 lbf ÷ 1 mewn²=10 psi
Mae tua 10 psi hefyd yn gweithredu ar y piston mwy, gan gynhyrchu grym damcaniaethol o:
F=10 psi × 10 mewn²=100 lbf
Mae'r allbwn ddeg gwaith y mewnbwn oherwydd bod yr ardal piston ddeg gwaith yn fwy.
Nid yw systemau gwirioneddol yn 100 y cant effeithlon. Mae ffrithiant sêl, gollyngiadau mewnol, colledion trwy falfiau a phibellau, a ffrithiant mecanyddol yn lleihau'r grym sydd ar gael. Ar 90 y cant o effeithlonrwydd hydrolig a mecanyddol cyfun:
Grym gwirioneddol=100 lbf × 0.90=90 lbf
Mae'r un dull yn berthnasol i offer diwydiannol a symudol. Mae silindr ag arwynebedd effeithiol o 20 in² ar bwysedd mesuredig o 2,500 psi yn cynhyrchu:
Grym damcaniaethol=2,500 × 20=50,000 lbf
Ar amcangyfrif o effeithlonrwydd o 92 y cant:
Grym defnyddiadwy ≈ 46,000 lbf
Pan fydd yr ardal piston effeithiol yn hysbys, gall darlleniad mesurydd gwasgedd felly ddarparu grym silindr bras.
Mae pwysau a llif yn gysylltiedig ond nid ydynt yn gyfnewidiol. Mae pwysau yn pennu'r grym neu'r trorym sydd ar gael, tra bod llif yn pennu cyflymder actuator yn bennaf.
Prif gydrannau hydrolig
Mae gan bob cydran rôl benodol mewn cynhyrchu, rheoli, neu ddefnyddio ynni hydrolig.
Pympiau hydrolig
Mae'r pwmp yn cynhyrchu llif. Mae pwysau'n datblygu pan fydd y llif hwnnw'n dod ar draws gwrthiant.
| Math pwmp | Nodweddion nodweddiadol | Cymwysiadau cyffredin |
|---|---|---|
| Pwmp gêr | Dadleoliad syml, darbodus, garw, sefydlog | Offer symudol, iro, hydrolig cyffredinol |
| Vane pwmp | Llif llyfn, cymharol dawel, effeithlonrwydd da | Peiriannau diwydiannol,-systemau gwasgedd cymedrol |
| Pwmp piston | Pwysedd uchel, effeithlonrwydd uchel, dadleoli amrywiol ar gael | Offer trwm, gweisg, systemau manwl gywir |
Mae pwmp dadleoli sefydlog yn darparu tua'r un cyfaint gyda phob chwyldro ac mae'n gweddu i systemau sydd â galw cymharol gyson.
Mae{0}}pwmp dadleoli newidyn yn newid ei allbwn wrth i'r galw newid. Fe'i defnyddir yn aml lle mae effeithlonrwydd ynni, rheolaeth fanwl gywir, neu ofynion actuator amrywiol o bwys.
Dylai detholiad pwmp gyfrif am ddadleoli, pwysedd graddedig, cyflymder uchaf, llif gofynnol mewn GPM, effeithlonrwydd cyfeintiol, cydnawsedd hylif, a threfniant mowntio.
Cronfa
Mae'r gronfa ddŵr yn storio hylif ac yn rhoi amser i swigod aer wahanu, amser i halogion setlo, a chynhesu llwybr i wasgaru. Gall-cronfa ddŵr wedi'i dylunio'n dda gynnwys:
Llenwi ac anadlu hidlwyr
Dychwelyd-tryledwyr llinell
Hidlyddion sugno lle bo'n briodol
Dangosyddion lefel a thymheredd
Bafflau mewnol
Mynediad draenio a glanhau
Efallai y bydd angen cronfa ddŵr gryno dan bwysau neu ddryswch arbennig ar offer symudol oherwydd ei fod yn gweithredu ar lethrau ac o dan ddirgryniad.
Falfiau hydrolig
Mae falfiau'n rheoli lle mae ynni hydrolig yn mynd a sut mae'r actuator yn ymateb.
| Math falf | Prif swyddogaeth |
|---|---|
| Falf rhyddhad | Yn cyfyngu ar bwysau system uchaf |
| Falf rheoli cyfeiriadol | Yn gosod cyfeiriad actuator |
| Falf rheoli llif | Yn rheoli cyflymder actuator |
| Gwirio falf | Yn caniatáu llif i un cyfeiriad |
| -falf lleihau pwysau | Yn cynnal pwysedd is mewn cylched cangen |
| Falf dilyniant | Yn dechrau ail lawdriniaeth ar ôl trothwy pwysau |
Mae'r falf rhyddhad yn amddiffyn pympiau, pibellau, silindrau a chydrannau eraill rhag pwysau gormodol.
Actiwyddion
Mae actuators hydrolig yn trosi pŵer hylif yn allbwn mecanyddol. Asilindr hydroligyn creu symudiad llinellol wrth i bwysau weithredu ar ardal piston. Mae modur hydrolig yn creu symudiad cylchdro: mae llif yn effeithio ar gyflymder cylchdro, tra bod gwahaniaeth pwysau yn pennu trorym sydd ar gael.
Rhaid i seliau gydweddu â chemeg hylif, pwysedd, cyflymder a thymheredd. Mae rwber nitril yn gyffredin mewn systemau olew mwynau. Defnyddir FKM yn aml ar dymheredd uwch neu mewn gwasanaeth sy'n gofyn am gemegau, tra gall elfennau sy'n seiliedig ar PTFE weddu i gymwysiadau sy'n gofyn am ffrithiant isel neu gydnaws cemegol ehangach. Gwiriwch y deunydd terfynol yn erbyn yr amodau hylif a gweithredu gwirioneddol.
Cylched hydrolig nodweddiadol
Gellir dangos cylched ddiwydiannol sylfaenol fel:
1. Cychwyn
Mae modur trydan neu injan yn cychwyn y pwmp. Mae'r pwmp yn tynnu hylif o'r gronfa ddŵr ac yn ei anfon i'r llinell bwysau.
Gyda'r falf gyfeiriadol mewn-canolfan agored neu safle dadlwytho, gall llif ddychwelyd i'r gronfa ddŵr ar bwysedd cymharol isel. Mae pwyntiau monitro defnyddiol yn cynnwys pwysedd allfa pwmp, llif y prif linell, tymheredd y gronfa ddŵr, a phwysedd gwahaniaethol hidlo dychwelyd.
2. Datblygu pwysau
Pan fydd y falf cyfeiriadol yn anfon llif i'r actuator, mae ymwrthedd yn cynyddu. Dim ond digon i oresgyn y llwyth allanol a'r colledion mewnol y mae pwysau'n codi.
Os oes angen 1,800 psi ar silindr i symud ei lwyth, er enghraifft, gall pwysau godi o lefel wrth gefn isel i tua 1,800 psi ynghyd â cholledion cylched.
3. Estyniad silindr
Mae'r llwybrau falf cyfeiriadol yn llifo i ben cap y silindr. Mae olew sy'n gadael y pen gwialen yn dychwelyd trwy'r falf i'r gronfa ddŵr, ac mae'r silindr yn ymestyn. Gall falf rheoli llif gyfyngu ar y llif i osod cyflymder estyniad.
4. Diwedd strôc a chyfyngu ar bwysau
Pan fydd y silindr yn cyrraedd diwedd ei strôc, mae'n stopio symud. Os yw'r pwmp yn parhau i gyflenwi llif, mae pwysau'n codi'n gyflym.
Ar ei bwysau rhagosodedig, mae'r falf rhyddhad yn agor ac yn dargyfeirio llif gormodol tuag at y gronfa ddŵr. Mae hyn yn atal y system rhag mynd y tu hwnt i'w therfyn pwysau diogel. Mae gweithredu'n barhaus ar draws y falf rhyddhau yn gwastraffu ynni ac yn cynhyrchu gwres sylweddol.
5. Tynnu'n ôl
Mae'r falf cyfeiriadol yn gwrthdroi, gan anfon olew dan bwysau i ochr y gwialen tra bod olew o ochr y cap yn dychwelyd i'r tanc.
Mae'r wialen yn lleihau'r ardal piston effeithiol yn ystod tynnu'n ôl, felly mae silindr gwialen sengl confensiynol yn cynhyrchu llai o rym tynnu'n ôl ar yr un pwysau. Gyda'r un llif mewnfa, gall hefyd dynnu'n ôl yn gyflymach.
6. Dadlwytho a shutdown
Ar ôl y llawdriniaeth, mae'r gylched yn dychwelyd i niwtral. Yn dibynnu ar ei ddyluniad, gall y pwmp ddadlwytho, dinistrio, neu stopio.
Cyn cynnal a chadw, rhyddhewch bwysau wedi'i storio yn unol â gweithdrefnau cloi allan/tagout a diwasgedd gwneuthurwr y peiriant.
Mae systemau electrohydraulig yn caniatáu i dechnegwyr gymharu'r gorchymyn trydanol â'r ymateb hydrolig. Gall cwmpas neu ryngwyneb diagnostig gadarnhau'r gorchymyn a anfonwyd at falf solenoid neu gyfrannol, tra bod mesuryddion a mesuryddion llif yn dangos yr hyn a ddigwyddodd yn y gylched.
Os yw'r PLC yn anfon gorchymyn falf ond nad yw pwysau'n newid, archwiliwch y solenoid, symudiad sbwlio, cylched peilot, a chyflenwad hydrolig. Os nad oes gorchymyn, dechreuwch gyda'r rheolydd, synhwyrydd, gwifrau neu gyd-gloi.
Hylif hydrolig, colli pwysau, a chynnal a chadw
Mae hylif hydrolig yn trosglwyddo pŵer, yn iro cydrannau, yn cludo gwres i ffwrdd, yn cludo halogion i hidlwyr, ac yn amddiffyn arwynebau rhag traul a chorydiad.
Mae olewau hydrolig mwynol yn cael eu nodi'n gyffredin gan raddau gludedd ISO fel ISO VG 32, 46, a 68. Mae'r radd gywir yn dibynnu ar ofynion y pwmp a'r tymheredd gweithredu.
Mae olew oer yn dod yn fwy gludiog. Os yw'n rhy drwchus, efallai y bydd y system yn profi cychwyn anodd, colled sugno uchel, ymateb actuator araf, cavitation, neu ffordd osgoi hidlo.
Mae tymheredd uchel yn lleihau gludedd a gall gynyddu gollyngiadau mewnol, gwanhau'r ffilm iro, cyflymu ocsidiad, a difrodi morloi.
Efallai y bydd angen hylif gludedd is neu hylif gludedd uchel ar offer yn hinsawdd oer gogledd yr Unol Daleithiau. Efallai y bydd angen mwy o sefydlogrwydd thermol neu radd gludedd gweithredu uwch ar beiriannau sy'n rhedeg yn barhaus mewn hinsoddau deheuol poeth. Gwiriwch ystod gludedd caniataol gwneuthurwr y pwmp cyn newid yr olew.
Colli pwysau yn y gylched
Mae hylif yn colli pwysau wrth iddo deithio trwy bibellau, pibellau, ffitiadau, hidlwyr, oeryddion a falfiau. Mae'r golled yn cynyddu gyda chyfradd llif, hyd llinell, gludedd hylif, cyfyngiadau, a diamedr pibell annigonol.
Mae gostyngiad pwysau yn codi'n gyflym wrth i gyflymder llif gynyddu. Felly dylai llinellau sugno, gwasgedd a dychwelyd gael eu maint ar gyfer cyflymder priodol, gyda cholledion yn cael eu gwirio yn erbyn data gwneuthurwr neu gyfrifiadau gostyngiad pwysau hydrolig.
Mae pwyntiau gollwng allanol cyffredin yn cynnwys cysylltiadau pibell, morloi gwialen, maniffoldiau falf, morloi siafft pwmp, ffitiadau, a thiwbiau wedi'u difrodi.
Arferion cynnal a chadw
Dylai rhaglen cynnal a chadw ymarferol gynnwys y gwaith canlynol:
Gwiriwch lefel hylif, tymheredd, sŵn anarferol, a gollyngiadau gweladwy yn ystod archwiliadau arferol.
Defnyddiwch ddangosyddion cyfyngu ar hidlydd yn lle dibynnu ar ailosod calendr yn unig.
Cymerwch samplau olew o leoliadau cyson o dan amodau gweithredu cyson.
Profwch halogiad gronynnau, gludedd, cynnwys dŵr, ocsidiad, a gwisgo metelau lle bo'n briodol.
Ymchwilio i newidiadau sylweddol yn y cyfrif gronynnau yn hytrach na disodli cydrannau yn unig.
Archwiliwch bibellau am sgraffinio, cracio, pothellu a symudiad yn y ffitiadau.
Cadarnhewch gydnaws cemegol wrth ailosod hylif neu seliau.
Dylai newidiadau olew a ffilter ddilyn argymhellion gwneuthurwr y cyfarpar, monitro halogiad, difrifoldeb gweithredu, a chanlyniadau dadansoddi olew yn hytrach nag un cyfnod gweithredu cyffredinol-awr.
Maint a rheolaeth hydrolig
Mae maint fel arfer yn dechrau gyda'r grym llwyth a'r cyflymder actuator gofynnol.
Tybiwch fod peiriant angen 30,000 lbf o silindr ar bwysau gweithio uchaf o 2,500 psi. Yr ardal piston gofynnol yw:
A = F ÷ P
A=30,000 ÷ 2,500=12 mewn²
Cyfrifwch y turio o:
A = πD² ÷ 4
Felly:
D = √(4A ÷ π)
Ar gyfer ardal o 12 mewn²:
D ≈ 3.91 i mewn
Mae turio safonol 4-modfedd yn fan cychwyn rhesymol, yn amodol ar y ffactor diogelwch, ffrithiant, gradd pwysau, llwythi mowntio, a gofynion bwcio gwialen.
Mae gan dyllu 4 modfedd arwynebedd o tua:
A=12.57 mewn²
Ar 2,500 psi, ei rym ymestyn damcaniaethol yw:
F=2,500 × 12.57 ≈ 31,425 lbf
Os yw'r cyflymder estyniad gofynnol yn 4 mewn/s, y llif gofynnol yw:
C=Arwynebedd × Cyflymder
C=12.57 × 4=50.28 mewn³/s
Mae un galwyn UDA yn cynnwys tua 231 mewn³, felly:
GPM=50.28 × 60 ÷ 231 ≈ 13.1 GPM
Rhaid i'r pwmp gyflenwi tua 13.1 GPM ar y pwysau gofynnol cyn caniatáu ar gyfer effeithlonrwydd ac unrhyw alw llif cydamserol.
Gosod y falf rhyddhad
Rhaid i'r falf wrth gefn amddiffyn y gydran gritigol â'r sgôr isaf tra'n caniatáu i'r peiriant ddatblygu ei weithlu gofynnol.
Peidiwch â throi'r sgriw addasu nes bod y peiriant yn ymddangos yn gweithio'n galetach. Nodi'r pwysau dylunio, gwirio graddfeydd y cydrannau, cysylltu mesurydd wedi'i raddnodi addas, llwytho'r gylched yn unol â'r weithdrefn gwasanaeth gymeradwy, ac addasu'r falf o fewn manyleb y gwneuthurwr.
Rheolaethau electrohydraulig
Gall systemau modern ddefnyddio falfiau cyfrannol neu servo a reolir gan PLC, rheolydd symud, neu fwyhadur electronig.
Mae falfiau cyfrannol yn darparu rheolaeth llif neu bwysau amrywiol. Yn gyffredinol, defnyddir falfiau servo pan fydd angen ymateb cyflym iawn, manwl gywir, er eu bod yn gofyn am hylif glanach a rheolaethau mwy soffistigedig.
Yn gyffredinol, mae hydrolig yn darparu dwysedd grym uwch a gwell dal llwyth na niwmateg. Gall systemau niwmatig fod yn lanach, yn symlach ac yn ddarbodus ar gyfer awtomeiddio cyflymder uchel gyda gofynion grym is, ond mae aer cywasgedig yn llawer mwy cywasgadwy nag olew hydrolig.
Rhestr wirio datrys problemau hydrolig
Cymerwch fesuriadau cyn ailosod cydrannau.
Grym isel neu golli pwysau
Gwiriwch y lefel hylif.
Mesur pwysau allfa pwmp.
Cadarnhewch y gosodiad-falf rhyddhad.
Gwiriwch a yw'r falf rhyddhad yn sownd ar agor.
Perfformio prawf llif pwmp.
Gwiriwch y silindr neu'r modur am ollyngiadau mewnol.
Archwiliwch falfiau cyfeiriadol ar gyfer ffordd osgoi fewnol.
Symudiad actuator araf
Mesur llif gwirioneddol y system.
Gwiriwch gyfyngiad yr hidlydd.
Gwiriwch gyflymder pwmp.
Archwiliwch y gosodiadau rheoli llif.
Gwiriwch am ollyngiadau mewnol.
Mesur y gostyngiad pwysau ar draws pibellau a falfiau.
Gorboethi
Gwiriwch a yw llif yn pasio'n barhaus dros y falf rhyddhad.
Cadarnhewch y lefel olew a'r gludedd.
Gwiriwch berfformiad oerach.
Mesur gollyngiadau mewnol.
Archwiliwch am linellau rhy fach neu falfiau cyfyngol.
Gwiriwch effeithlonrwydd pwmp a falf.
Sŵn neu gavitation
Gwiriwch lefel y gronfa ddŵr.
Archwiliwch bibellau sugno am gyfyngiadau a gollyngiadau aer.
Cadarnhewch gludedd olew wrth gychwyn.
Gwiriwch y hidlydd sugno.
Archwiliwch bwysau mewnfa pwmp.
Chwiliwch am ewyn neu olew awyredig.
Mae defnyddio mesuryddion pwysau, synwyryddion tymheredd, a mesuryddion llif mewn dilyniant rhesymegol fel arfer yn ynysu nam yn gyflymach nag ailosod pwmp neu falf yn seiliedig ar symptomau yn unig.
Peirianneg a chymorth system
Gall cyfrifiannell maint pwmp a silindr gydag enghreifftiau wedi'u gweithio, pecyn CAD cylched hydrolig cyflawn, ac asesiad perfformiad strwythuredig helpu tîm peirianneg neu gynnal a chadw i werthuso gosodiad presennol neu arfaethedig.
Mae canlyniadau peirianneg nodweddiadol yn cynnwys profi llwyth a phwysau, samplu olew, dadansoddi halogiad, adolygiad maint cydran, optimeiddio cylchedau, ac adolygiadau system yn seiliedig ar ganllawiau ISO 4413 ac SAE cymwys.
Ar wefan fasnachol, rhowch dri llwybr uniongyrchol i beirianwyr: lawrlwythwch y gyfrifiannell sizing, gofynnwch am luniadau cylched, neu trefnwch asesiad offer trwy ffurflen, cyswllt ffôn, neu ddosbarthwr lleol. Nodwch yr amser ymateb disgwyliedig a nodwch pa ffeiliau neu adroddiadau prawf y bydd y cwsmer yn eu derbyn.
Cwestiynau cyffredin
Sut mae cyfraith Pascal yn lluosi grym, a sut mae'n cael ei gyfrifo mewn psi ac in²?
Mae pwysau a roddir ar hylif hydrolig cyfyng yn cael ei drosglwyddo trwy'r hylif cyfan. DefnyddP = F ÷ Ai gyfrifo pwysau aF = P × Ai gyfrifo grym allbwn. Mae rhoi 10 pwys ar piston 1 mewn² yn creu 10 psi. Yn ddamcaniaethol, mae'r pwysau hwnnw sy'n gweithredu ar piston 10 mewn² yn cynhyrchu 100 pwys.
Beth yw'r gwahaniaeth rhwng gêr, ceiliog, a phympiau piston?
Mae pympiau gêr yn arw, yn ddarbodus, ac yn gyffredin mewn cymwysiadau dadleoli sefydlog. Yn gyffredinol, mae pympiau Vane yn rhedeg yn fwy llyfn ac yn dawel mewn systemau diwydiannol. Mae pympiau piston yn darparu pwysedd uchel ac effeithlonrwydd ac fe'u defnyddir yn aml lle mae angen dadleoli amrywiol neu reolaeth fwy datblygedig.
Sut mae cylched hydrolig nodweddiadol yn gweithredu?
Mae'r pwmp yn tynnu olew o'r gronfa ddŵr, ac mae'r falf cyfeiriadol yn anfon llif i'r actuator. Mae pwysau'n codi mewn ymateb i'r llwyth wrth i'r silindr ymestyn neu dynnu'n ôl. Mae'r falf rhyddhad yn cyfyngu ar bwysau gormodol. Ar ôl y llawdriniaeth, mae'r falf yn dychwelyd i niwtral ac mae'r pwmp yn dadlwytho, yn dinistrio, neu'n stopio yn ôl dyluniad y gylched.
Sut mae dewis hylif hydrolig?
Dechreuwch â gofynion gludedd gwneuthurwr yr offer. Yna ystyriwch y tymheredd cychwyn isaf, tymheredd gweithredu arferol, mynegai gludedd, gofynion gwrth-wisgo, ymwrthedd ocsideiddio, amlygiad dŵr, cydnawsedd sêl, ac amodau amgylcheddol. Nid yw gradd gludedd ISO yn unig yn ddigon.
Beth yw'r methiannau system hydrolig mwyaf cyffredin?
Mae problemau cyffredin yn cynnwys gorboethi, cavitation, sŵn gormodol, symudiad actuator araf, anallu i adeiladu pwysau, gollyngiadau mewnol neu allanol, olew wedi'i halogi, a diffygion falf. Dechreuwch ddatrys problemau gyda mesuriadau cyflwr hylif, pwysedd, llif a thymheredd.
Sut mae maint pwmp a silindr ar gyfer grym a chyflymder?
Cyfrifwch arwynebedd y silindr gydaA = F ÷ P, yna trosi ardal honno i turio diamedr gan ddefnyddioD = √(4A ÷ π). Ar ôl dewis y silindr, cyfrifwch y llif sydd ei angen ar gyfer y cyflymder targed:
GPM=Arwynebedd (mewn²) × Cyflymder (mewn/s) × 60 ÷ 231
Cyn dewis y pwmp a'r silindr, cyfrifwch am effeithlonrwydd, cylch dyletswydd, galw actuator cydamserol, colli pwysau, graddfeydd cydrannau, ac ymyl diogelwch priodol.