Silnik, pompa hydrauliczna - dobór

Dyskusje o układach pneumatycznych, podciśnieniowych i hydraulicznych wykorzystywanych w maszynach

Autor tematu
alcon
Sympatyk forum poziom 2 (min. 50)
Sympatyk forum poziom 2 (min. 50)
Posty w temacie: 4
Posty: 52
Rejestracja: 17 sie 2012, 11:07
Lokalizacja: osw
Kontakt:

Silnik, pompa hydrauliczna - dobór

#1

Post napisał: alcon » 31 mar 2014, 19:35

Witam,
mam 2 siłowniki, z znajomym chciałem zbudować układ hydrauliczny, znajomy ma możliwość pospawać zbiornik na olej.
Układ:
- 2siłowniki,
- sterowanie,
- pompa hydrauliczna z silnikiem (+filtry).
Chciałem przeprowadzić kilka prób(mały podnośnik w warsztacie).
Nie do końca wiem wg których wzorów powinienem skorzystać żeby dobrać optymalną pompę z silnikiem.
Jakie dane będą niezbędne do obliczenia? (ciśnienie,wielkość siłowników,długość przewodów)
Czy jestem w stanie określić prędkość z jaką będzie się siłownik wysuwał.
Z góry dzięki za pomoc.
Pozdrawiam :)



Tagi:


Areo84
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Posty w temacie: 3
Posty: 889
Rejestracja: 26 gru 2009, 09:33
Lokalizacja: Lubelskie

#2

Post napisał: Areo84 » 31 mar 2014, 22:16

Z policzeniem nie ma problemu. Żeby dobrać pompę i silnik
musisz określić siłę nacisku tłoka i prędkość przesuwu tłoczyska którą chcesz osiągnąć. Musisz do tego zmierzyć średnicę tłoka siłownika i policzyć jego powierzchnie
S= Πd²/4 [mm2], oraz znać jego skok.

Jak już to masz to można liczyć:

1. Pompę - czyli tu interesują nas dwa parametry ciśnienie i wydajność

ciśnienie [MPa] =siła [N]/ powierzchnia tłoka [mm2]

będzie to ciśnienie przy którym uzyskasz założoną silę. W praktyce pompę zwykle bierze się o większym ciśnieniu i stosuje zawór przelewowy, na którym możesz sobie te ciśnienie podawane na siłownik ustawić mniejsze jest to jednocześnie takie zabezpieczenie przeciążeniowe całego układu.

wydajność - czyli ilość przepompowanego oleju w jednostce czasu (zwykle podaję się ilość litrów na minute przy obrotach nominalnych, albo w cm³/obr)

Znając skok tłoka i jego średnicę liczyśz objętość oleju , którą będzie musiała przepompować pompa w założonym czasie czyli właśnie wydajność pompy.

wydajność= powierzchnia tłoka[mm2] x skok[mm]/ czas [s]

tutaj masz kalkulator który trochę może Ci ułatwić obliczenia
http://hydromech-krakow.pl/pl/kalkulator.html

2. moc silnika

moc = ciśnienie x wydajność
Tu jeszcze trzeba by było uwzględnić sprawność pompy która nigdy nie będzie wynosić 100% także silnik trzeba brać o nieco większej mocy jak to co się obliczy .

obroty silnika dobierasz do danej pompy. Zwykle na pompach są podane obroty nominalne i wydajność przy tych obrotach.
np Q=20L/min i n=1500obr/min
Oczywiscie pompa może pracować i przy niższsych obrotach od nominalnych i będziesz miał wtedy niższa wydajność . Na niektórych pompach dla ułatwienia jest też podana wydajność w cm3/ obr.
To tak w szybkim skrócie. Pilnuj jednostek.


Autor tematu
alcon
Sympatyk forum poziom 2 (min. 50)
Sympatyk forum poziom 2 (min. 50)
Posty w temacie: 4
Posty: 52
Rejestracja: 17 sie 2012, 11:07
Lokalizacja: osw
Kontakt:

#3

Post napisał: alcon » 01 kwie 2014, 19:05

Witam,
starałem się przeanalizować to co napisałeś:

Skok =250mm->25cm->0,25m
Średnica od strony tłoku d=40mm->4cm->0,04m
Siła do podniesienia F=2T(ok. miej więcej)
Czas=120[s]->2[min] (czas z jakim chciał bym żeby siłowniki się podniosły - chyba że zawsze czas przyjmowany to 1min/60s)

Powierzchnia/objętość:
S=(Pi*d^2)/4 = (3,14*0,04^2)/4 = 0,0013[m^2] (12,56[cm^2])
Obj.= S*h = 0,0013*0,25 = 0,0003[m^3] (314[cm^3])

dla 2siłowników: (nie wiem czy tak można robić – jeśli w układzie mamy „n” siłowników to sumujemy ich powierzchnię ? )
S= S1+S2 = 12,56+12,56 =25,12 [cm^2]
Obj.=Obj1 +Obj2 = 314+314 = 628[cm^3]

Wydajność:
Q=Obj./czas = 628/2 = 314[cm^3/min]=>0,314[L/min] (1L=1000cm^3)
Pompa np. zębata to 1,4L/min
Zakładam wg katalogu silnik 1500obr/min – niestety jest zbyt mała wydajność do jakiejkolwiek pompy, chyba że słabo szukam.

Ciśnienie:
F=20000N (1kg=10N)
S=0,0026 [m^2]=25,12[cm^2]
P=F/S[Pa=N/m^2]
P=20000/0,0026 = 7692307 [Pa]=>77bar =>7,7MPa
Do podniesienia 2T wystarczy tylko 7,7MPa?

Moc silnika:
N=p [MPa]*Q [L/min] = 7,7MPa*0,314[L/min] = 2,4[kW]
Chyba coś za dużo – 2,4kW ?
(znalazłem jeszcze taki wzór -> N=(Q[L/min]*p[MPa])/50=…[kW] )

Chyba coś źle musiałem policzyć - starałem się pilnować jednostek, bo okazuje się że nie potrzebuje generować dużego ciśnienia a z mocy na silnik wychodzi że potrzebuje olbrzyma.


trzasu
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 2
Posty: 1325
Rejestracja: 10 cze 2007, 00:16
Lokalizacja: o/Bełchatowa

#4

Post napisał: trzasu » 01 kwie 2014, 22:12

Dasz silnik 1 kW i spokojnie udźwignie to co ma udźwignąć.

dla przykładu, silnik 2,2 kW, ciśnienie 25 MPa i wydajność 25 l/min ...

http://allegro.pl/zasilacz-agregat-hydr ... 84012.html

Kupcie sobie takie coś, małe, modułowe i wydajne ...

http://allegro.pl/pompa-olejowa-zasilac ... 90627.html

Awatar użytkownika

noel20
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 2
Posty: 1394
Rejestracja: 02 lip 2010, 07:15
Lokalizacja: Białystok

#5

Post napisał: noel20 » 01 kwie 2014, 22:17

Ja tak na szybko liczyłem i ciśnienie wychodzi prawie 80 bar wiec tu dobrze.
Odnośnie mocy silnika wzorów nie sprawdzałem ale moje obliczenia wyszły podobne jak liczone z tego:
alcon pisze:(znalazłem jeszcze taki wzór -> N=(Q[L/min]*p[MPa])/50=…[kW] )
Wychodzi ok 200W z użyciem pompy 1,4L/min
Wszystko jest teoretyczne więc trzeba dać zapasu
Ostatnio zmieniony 01 kwie 2014, 22:19 przez noel20, łącznie zmieniany 1 raz.


Autor tematu
alcon
Sympatyk forum poziom 2 (min. 50)
Sympatyk forum poziom 2 (min. 50)
Posty w temacie: 4
Posty: 52
Rejestracja: 17 sie 2012, 11:07
Lokalizacja: osw
Kontakt:

#6

Post napisał: alcon » 01 kwie 2014, 22:18

Zależało by mi na tym żeby z wyliczeń wyszło mi tyle ile podałeś, zagłębiłem się w temat i z mila chęcią chciał bym znaleźć na niego odpowiedz.
Dlaczego mi wg obliczeń nie wychodzi tak jak podałeś że 1kW wystarczy.
Jak dobrze pójdzie to może już w przyszłym tyg. zaczniemy działać z budową.

-----------------------
noel20

N=(1,4*7,7)/50= 0,21 kW (silnik np 0,55kW)

jeśli dobrze zrozumiałem
Pompa wygeneruje ok 80bar do podniesienia 2 siłowników obciążonych 2[T].
Jak to się będzie miało do prędkości podnoszenia :

obj: 628[cm^3] (dla 2 siłowników) -> 0,628 L
Co daje 1,4[L/min]/0,628[L] = 0,44[min] -> 44[s] (nie wiem czy dobrze rozumiem ale chyba dość szybko)


Areo84
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Posty w temacie: 3
Posty: 889
Rejestracja: 26 gru 2009, 09:33
Lokalizacja: Lubelskie

#7

Post napisał: Areo84 » 01 kwie 2014, 23:37

Tak, powiercznie tłoków siędodaje. Ciśnienie dobre wyszło 7.7 MPa . Zwykłę pompy zębate dają zwykle 16-20MPa (ale sa i na większe ciśnienia).

Moc wyszła Ci zdecydowanie za duża. Trzeba by w tym wzorze na moc posprowadzać do jednakowych jednostek bo 1 Wat = 1J/1s = kg x m2/s3 a to tu ciśnienie dałeś w MPa [N/mm2] a wydajnosć w l/ min . Dlatego twój wzór N=Qxp/50 będzie raczej dobry bo uwzględnia zamianę jednostek 1min = 60s no i sprawność ok.0,9 . Z tego wychodzi 48W .
To bardzo mało bo i niewielkie parametry chcesz mieć.
Będziesz miał chyba problem z doborem tak małej pompy. A redukować obrotów pompy nie powinno się zbytnio. Np dla pompy zębatej PZ 3 producent podawał chyba minimalne 600 orb/min.


trzasu
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 2
Posty: 1325
Rejestracja: 10 cze 2007, 00:16
Lokalizacja: o/Bełchatowa

#8

Post napisał: trzasu » 02 kwie 2014, 00:33

alcon pisze:Zależało by mi na tym żeby z wyliczeń wyszło mi tyle ile podałeś, zagłębiłem się w temat i z mila chęcią chciał bym znaleźć na niego odpowiedz.
Dlaczego mi wg obliczeń nie wychodzi tak jak podałeś że 1kW wystarczy.
Jak dobrze pójdzie to może już w przyszłym tyg. zaczniemy działać z budową.
To nie z obliczeń a z praktyki i obserwacji, strzelałem :wink: .

44 sekundy, to zależy na jaka wysokość ma być podnoszony ładunek ?
Jak na 1 metr to bardzo długo, przy 20 sekundach byłoby ok, nie za szybko nie za wolno, wydajność 1,5 l/min to bardzo mała wydajność.

Możesz dać pompę ok 15l/min i ją dławić (lub dodać upust) lub nie i podnosić w 5 sekund ładunek.

Awatar użytkownika

noel20
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 2
Posty: 1394
Rejestracja: 02 lip 2010, 07:15
Lokalizacja: Białystok

#9

Post napisał: noel20 » 02 kwie 2014, 07:01

alcon pisze:obj: 628[cm^3] (dla 2 siłowników) -> 0,628 L
Co daje 1,4[L/min]/0,628[L] = 0,44[min] -> 44[s] (nie wiem czy dobrze rozumiem ale chyba dość szybko)
Minuta ma 60s nie 100.
Wychodzi 27s.
Cała reszta się zgadza wg mnie.


Areo84
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Posty w temacie: 3
Posty: 889
Rejestracja: 26 gru 2009, 09:33
Lokalizacja: Lubelskie

#10

Post napisał: Areo84 » 02 kwie 2014, 19:04

Kurcze, odpowiedziałem wczoraj o 23.37 a post pojawił się z datą dzisiejszą :roll: i widzę że już temat się trochę rozwinął do tej pory.

W każdym razie, alcon musisz odpowiedzieć sobie na pytanie czy bezwzględnie chcesz uzyskać zamierzoną prędkość przesuwu tłoków na tych siłownikach co masz czy ta prędkość może być większa.

Bo jeśli zależy Ci bezwzględnie na tej prędkości to są takie małe pompy o stałej i zmiennej wydajności od 0 do kilku cm3/obr i możesz bez problemu uzyskać te wymagany przepływ 0,314l/min przy którym bedziesz miałe te 2 tony podniesione na 250mm w niemal równo w dwie minuty .Problemem tylko może być cena :cool: .


Jeśli może być większa prędkość to możesz dać tą pompę 1,4l/min, o której pisałeś. Tylko przy jakich obrotach ma tyle? Bo tak podawana wydajność jak wcześniej pisałem dotyczy tylko pewnych obrotów nominalnych i podaje się ją tylko razem z obrotami . Dlatego bardzo często podawana na pompie objętość geometryczna w cm3/obr jest według mnie wygodniejsza w stosowaniu. Masz podane na pompie np 1cm3/obr mnożysz to przez np 1500 obr/ minutę i wiesz że wydajność będziesz miał 1,5l/min. Podane obroty nominalne na pompie nie oznaczają że musisz dać tej pompie te 1500 obr/min. Jest pewien zakres prędkości najczęściej podaje je producent. Przy pompie zębatej można zejść do minimalnych zwykle 500 -600 obr/ min, a przy powiedzmy tych 600 obr byś miał nie 1,5l/ min a 0,6l/min. A ta twoja pompa 1,4l/min przy powiedzmy n= 1500obr/obr po zmniejszeniu do 600obr/min będzie już miała 0,56l/min czyli podnoszenie by trwało tylko niecałe dwa razy szybciej niż chciałeś.

Czyli przelicz sobie wydajność tej pompki , która jest w twoim zasięgu do najmniejszych obrotów , przy których może pracować bo tu ciężko wywróżyć co to za pompa i ile minimalnie producent dopuszcza. Później dobierz sobie silnik ( o mocy najlepiej większej od obliczonej ) i obroty. Sporo jest silników na 750 obr/min, jak nie to można kombinować jakąś przekładnie).


Czyli jak widzisz wachlarz możliwości jest spory. Trzeba kombinować.

P.S Hydraulika siłowa nie jest moją specjalnością, ale parnaście różnych prostych napędów już przeliczałem i robiłem ( podnośnik, prasa, brykieciarka, łuparka do drewna) wszystko mis się zgadzało z obliczeniami i działa bez zarzutu już jakiś czas. Jedynie silniki dawałem zawsze trochę mocniejsze jak to wynikało z obliczeń.

Pozdrawiam

ODPOWIEDZ Poprzedni tematNastępny temat

Wróć do „Pneumatyka, Podciśnienie, Hydraulika Siłowa”