Keď inžinier OEM požiada o ahydraulický valecktorá dokáže „tlačiť 10 ton“ alebo „vytiahnuť 10 ton“, prvou otázkou je, či je táto sila potrebná na strane s plným otvorom alebo na strane tyče. Diferenciálny hydraulický valec má na jednej strane plnú plochu piesta a na druhej strane prstencovú plochu. Tyč zaberá časť plochy na strane tyče, takže dostupná ťažná sila je pri rovnakom tlaku nižšia.
Tento rozdiel je ľahké prehliadnuť, keď sa náhradný valec vyberie podľa vonkajšieho priemeru alebo starého čísla dielu. To je tiež dôvod, prečo valec, ktorý sa javí ako dostatočný nominálny objem, nemusí dodať požadovanú silu v skutočnom smere pohybu.
Táto príručka vysvetľuje logiku výpočtu použitú pri úvodnej kontrole OEM. Nenahrádza kompletný návrh stroja, kontrolu konštrukcie, kontrolu hydraulického okruhu alebo posúdenie bezpečnosti.
Vŕtanie alebo priemer piesta určuje celú plochu piesta vystavenú tlaku. Väčšie vŕtanie môže produkovať väčšiu teoretickú silu pri rovnakom tlaku, ale tiež mení objem oleja, požadovaný prietok pre danú rýchlosť, obal valca a požiadavky na montáž.
Priemer tyče ovplyvňuje ťažnú silu, pretože tyč zaberá plochu na strane tyče. Ovplyvňuje tiež spojenie tyče, zaťaženie vodidla, dostupnú vôľu a spôsob, akým valec zvláda kompresiu alebo napätie. Tyč nie je možné vybrať zo samotnej ťažnej sily; zdvih, montáž, vedenie a skutočná dráha zaťaženia tiež záleží.
Využite tlak, ktorý je skutočne k dispozícii na valci počas požadovaného pohybu, nielen maximálne nastavenie odľahčenia čerpadla. Straty tlaku cez ventily, hadice, armatúry a iné komponenty môžu znížiť tlak dodávaný do valca. Pracovná postupnosť stroja by mala určiť návrhový tlak použitý pri prvom výpočte.
Pre výpočet prvého prechodu pomocou konzistentných jednotiek:
Sila tlače:
Sila ťahu:
kde:
Pre kruhovú časť:
Ak je tlak zadaný v psi a priemer v palcoch, výsledkom je sila v librách. Ak je tlak zadaný v pascaloch a priemer v metroch, výsledok je v newtonoch. Udržujte jednotný systém konzistentný od začiatku do konca.
Tieto rovnice popisujú teoretickú hydraulickú silu. Nezahŕňajú automaticky trenie tesnenia, trenie vedenia, mechanické straty, pokles tlaku, uhol zaťaženia, zrýchlenie, štrukturálnu deformáciu alebo bezpečnostný faktor.
Predpokladajme, že inžinier kontroluje valec pomocou:
Celá oblasť piestaje:
Oblasť tyče je:
Teoretické hodnoty prvého prechodu sú teda:
Rozdiel nie je výrobnou vadou. Pochádza z oblasti premiestňovania tyče na strane tyče. Príklad slúži len na školenie výpočtov; nejde o hodnotenie konkrétneho produktu alebo stroja HCIC.
Zaťaženie nepôsobí vždy priamo pozdĺž osi valca. Pákové, spojovacie, pántové alebo nožnicové usporiadanie môže zvýšiť alebo znížiť silu potrebnú v rôznych polohách. Inžinier by mal vypočítať najhorší bod v pohybe, nielen východiskovú pozíciu.
Dôležitý je aj uhol medzi valcom a poháňaným členom. Valec môže mať vysokú teoretickú silu, ale slabú zložku sily pri určitom uhle. Nákres znázorňujúci dráhu a polohy zaťaženia je užitočnejší ako jedno číslo zaťaženia.
Uvoľnenie nákladu, jeho zrýchlenie a pohyb stálou rýchlosťou sú rôzne podmienky. Trenie tesnenia, odpor vedenia, zotrvačnosť a odpor materiálu môžu spôsobiť, že počiatočná sila bude vyššia ako sila potrebná počas hladkej časti zdvihu.
Pri zariadeniach, ako sú vyhadzovače, zhutňovače, drapáky a zdvíhacie mechanizmy, by mal kupujúci opísať, kedy vzniká najväčšia sila a či sa náklad môže počas zdvihu zaseknúť alebo zmeniť.
Nameraný tlak v blízkosti čerpadla nemusí zodpovedať tlaku na porte valca. Dĺžka hadice, armatúry, smerové ventily, regulácia prietoku a spätný tlak ovplyvňujú dostupný tlak. Spoľahlivý výpočet by mal určiť, kde sa meria tlak a za akých prevádzkových podmienok.
Tyč zaťažená kompresiou môže vyžadovať kontrolu stability tyče, najmä v usporiadaní s dlhým zdvihom alebo zle vedenou tyčou. Tyč zaťažená ťahom môže byť riadená rôznymi obmedzeniami spojenia a materiálu. Tento článok nenahrádza výpočet vzperu alebo overenie konštrukcie; oddeľuje výpočet silovej plochy od týchto dodatočných kontrol.
Väčšie vŕtanie môže zvýšiť silu, ale tiež zvyšuje objem oleja potrebný na pohyb piestu daným zdvihom. Pre cieľovú rýchlosť je požadovaný prietok spojený s efektívnou plochou komory a rýchlosťou piesta. Strana tyče má iný objem na jednotku dĺžky ako strana s plným otvorom.
To vytvára kompromis v dizajne:
Valec by preto mal byť dimenzovaný s čerpadlom, ventilom, nádržou, hadicou, montážou a cyklom stroja ako jeden systém.
Užitočný dopyt OEM by mal zahŕňať:
Čím kompletnejšia je dráha zaťaženia, tým ľahšie je rozlíšiť problém veľkosti valca od problému konštrukcie, spojenia alebo hydraulického okruhu.
Hydraulický valecVýpočet tlakovej a ťahovej sily začína tromi základnými vstupmi: priemer otvoru, priemer tyče a efektívny tlak. Celá plocha piesta určuje silu tlače pri prvom prechode, zatiaľ čo tyč znižuje účinnú plochu a tým aj silu ťahu.
Tento výpočet je len začiatok. Uhol spojenia, štartovací odpor, rýchlosť, tlaková strata, zaťaženie tyče, montáž, vedenie a konštrukcia stroja určujú, či je valec vhodný pre skutočnú aplikáciu. Kupujúci OEM, ktorí poskytnú kompletnú dráhu zaťaženia a hydraulické údaje, môžu získať užitočnejšiu cenovú ponuku ako kupujúci, ktorí zašlú iba číslo sily.
HCIC vyvíja a vyrába hydraulické valce, hydraulické pohonné jednotky a súvisiace komponenty pre vozidlá, zariadenia na manipuláciu s odpadom, stavebné a priemyselné zariadenia. Technická vhodnosť by mala byť posúdená vzhľadom na skutočnú konštrukciu stroja a príslušné bezpečnostné požiadavky.
