Sebuah pres hidraulik biasanya ditenagai oleh Unit Daya Hidraulik Industri, yang juga biasa disebut stasiun hidraulik atau stasiun daya hidraulik. Dibandingkan dengan Unit Daya Hidraulik Mini, stasiun hidraulik pres biasanya memerlukan reservoir yang lebih besar, daya motor yang lebih tinggi, kontrol katup yang lebih kompleks, pendinginan yang lebih baik, dan kemampuan siklus kerja yang lebih tinggi. Unit daya hidraulik menghasilkan tekanan, mengontrol gerakan silinder, mempertahankan gaya tekan, dan mendukung setiap tahap siklus kerja. Jika unit tidak cukup besar, pres dapat bergerak lambat, gagal mencapai gaya yang diperlukan, atau mengalami overheating. Jika terlalu besar, mesin mungkin mengkonsumsi energi yang tidak perlu dan biaya lebih tinggi dari yang diperlukan.
Memilih Unit Tenaga Hidrolik Industri yang tepat bukan hanya sekedar memilih pompa dan motor. Unit lengkap harus sesuai dengan tonase press, dimensi silinder, kecepatan kerja, waktu penahanan tekanan, siklus kerja, urutan kontrol, dan lingkungan operasi.
Hitung Tekanan dan Gaya yang Diperlukan oleh Press Hidrolik
Langkah pertama adalah mengonfirmasi gaya maksimum yang harus dihasilkan oleh press. Kapasitas press biasanya dinyatakan dalam ton atau kilonewton, tetapi sistem hidrolik harus dihitung dari diameter silinder dan tekanan kerja.
Gaya silinder ditentukan oleh tekanan hidrolik yang dikalikan dengan luas piston yang efektif. Silinder yang lebih besar dapat menghasilkan gaya yang sama pada tekanan yang lebih rendah, sementara silinder yang lebih kecil memerlukan tekanan yang lebih tinggi.
Perhitungan harus memperhitungkan gesekan mekanis, kehilangan tekanan, resistensi alat, dan margin keselamatan yang wajar. Tekanan maksimum sistem juga harus tetap dalam batas yang ditentukan dari silinder, pompa, katup, selang, segel, dan pipa.
Jangan pilih unit tenaga hidrolik hanya berdasarkan tonase yang diiklankan dari press. Gambar silinder dan kebutuhan gaya yang sebenarnya adalah masukan teknik yang lebih dapat diandalkan.
Contoh: Menghitung Gaya, Aliran, dan Daya Motor untuk Pres Hidraulik
Hubungan antara ukuran silinder, tekanan hidraulik, laju aliran, dan daya motor dapat diilustrasikan dengan contoh sederhana.
Misalkan pres hidraulik menggunakan silinder dengan diameter lubang 250 mm dan tekanan kerja maksimum 200 bar.
Luas silinder dapat dihitung sebagai:
Luas Silinder = π × Bore² ÷ 4
Karena lubang 250 mm sama dengan 25 cm:
Luas Silinder = 3.1416 × 25² ÷ 4 ≈ 490.9 cm²
Gaya tekan teoritis adalah:
Gaya Tekan (kN) = Tekanan (bar) × Luas Silinder (cm²) ÷ 100
Oleh karena itu:
Gaya Tekan = 200 × 490.9 ÷ 100 ≈ 981.8 kN
Ini kira-kira sama dengan 100 ton metrik gaya tekan. Dalam pres hidraulik yang sebenarnya, gesekan mekanis, kehilangan tekanan, dan margin keamanan yang diperlukan juga harus dipertimbangkan.
Aliran hidraulik yang diperlukan tergantung pada kecepatan silinder target:
Aliran (L/min) = Luas Silinder (cm²) × Kecepatan (cm/s) × 0.06
Jika silinder harus mendekati benda kerja pada 50 mm/s, atau 5 cm/s:
Aliran Pendekatan = 490.9 × 5 × 0.06 ≈ 147.3 L/min
Namun, jika kecepatan penekanan hanya 5 mm/detik, atau 0,5 cm/detik:
Aliran Penekanan = 490,9 × 0,5 × 0,06 ≈ 14,7 L/menit
Ini berarti bahwa press memerlukan aliran sekitar sepuluh kali lebih banyak selama pendekatan cepat dibandingkan selama tahap penekanan bertekanan tinggi yang sebenarnya.
Daya motor dapat diperkirakan menggunakan:
Daya Motor (kW) = Tekanan (bar) × Aliran (L/menit) ÷ 600 ÷ Efisiensi Total
Dengan mengasumsikan efisiensi hidrolik total sebesar 85%, perkiraan daya motor yang diperlukan selama tahap penekanan adalah:
Daya Motor = 200 × 14,7 ÷ 600 ÷ 0,85 ≈ 5,8 kW
Jika sistem harus menyediakan aliran pendekatan penuh sebesar 147,3 L/menit pada 200 bar, daya motor yang diperlukan akan meningkat menjadi sekitar 57,8 kW. Namun, di sebagian besar press hidrolik, tekanan maksimum dan aliran maksimum tidak diperlukan pada saat yang sama.
Selama pendekatan cepat, silinder biasanya beroperasi pada aliran tinggi tetapi tekanan relatif rendah. Selama penekanan, ia beroperasi pada tekanan tinggi tetapi aliran jauh lebih rendah.
Karena alasan ini, press hidrolik biasanya menggunakan:
- Sirkuit pompa ganda tinggi-rendah
- Pompa piston perpindahan variabel
- Sirkuit bantuan akumulator
- Kontrol kecepatan pendekatan cepat dan penekanan yang terpisah
Konfigurasi ini memungkinkan unit tenaga hidrolik untuk memberikan gerakan silinder yang cepat tanpa memerlukan motor yang besar secara tidak perlu atau terus-menerus menghasilkan panas yang berlebihan.
Hitung Aliran Pompa Hidraulik untuk Setiap Siklus Tekan
Seperti yang ditunjukkan oleh contoh di atas, press hidrolik biasanya memerlukan laju aliran yang berbeda selama pendekatan cepat, penekanan, penahanan tekanan, dekompresi, dan kembali. Oleh karena itu, aliran pompa harus dihitung untuk setiap tahap siklus operasi alih-alih dari satu kecepatan silinder maksimum.
Kebanyakan press hidrolik tidak beroperasi pada satu kecepatan konstan. Siklus kerja yang biasa meliputi:
- Pendekatan cepat
- Penekanan lambat
- Penahanan tekanan
- Dekompresi
- Pengembalian cepat
Setiap tahap mungkin memerlukan kombinasi tekanan dan aliran yang berbeda.
Aliran yang diperlukan dihitung dari area silinder dan kecepatan gerak target. Silinder besar mungkin memerlukan aliran tinggi selama pendekatan cepat tetapi hanya aliran rendah selama penekanan tekanan tinggi.
Pompa tetap tunggal yang dipilih untuk kecepatan gerak maksimum dapat membuang energi dan menghasilkan panas berlebihan selama tahap penekanan. Bergantung pada siklus operasi, sistem dapat menggunakan sirkuit pompa ganda, pompa variabel-displacement, sirkuit dengan accu, atau kontrol aliran proporsional.
Tujuannya adalah untuk memberikan aliran yang cukup selama gerakan cepat sambil menghindari aliran tekanan tinggi yang tidak perlu selama tahap penekanan dan penahanan. Oleh karena itu, pompa dan sirkuit hidrolik sebaiknya dipilih dari siklus tekanan-aliran lengkap, bukan hanya dari tekanan maksimum atau kecepatan maksimum.
Pilih Pompa Hidrolik yang Tepat untuk Press
Opsi pompa umum untuk press hidrolik termasuk pompa roda gigi, pompa sudu, dan pompa piston.
Pompa roda gigi ekonomis dan cocok untuk banyak press standar dengan tekanan sedang dan operasi intermiten. Mereka memiliki struktur yang relatif sederhana dan mudah untuk dipelihara.
Pompa sudu memberikan aliran yang lebih halus dan kebisingan operasi yang lebih rendah dalam rentang tekanan yang sesuai. Mereka mungkin dipilih untuk press di mana gerakan stabil dan kebisingan yang lebih rendah penting.
Pompa piston aksial sering digunakan untuk sistem press hidrolik dengan tekanan tinggi, beban terus-menerus, aliran variabel, atau efisiensi energi.
Pompa piston variabel-displacement dapat mengurangi outputnya setelah tekanan yang diperlukan tercapai, mengurangi kehilangan energi dan penghasilan panas. Namun, biasanya lebih mahal dan memerlukan kebersihan minyak yang lebih baik dibandingkan pompa roda gigi dasar.
Konfigurasi pompa dan sirkuit yang tepat juga tergantung pada bagaimana press hidrolik beroperasi:
| Persyaratan Press Hidrolik | Konfigurasi Hidrolik yang Direkomendasikan |
|---|---|
| Press kecil dengan operasi sesekali | Pompa gear perpindahan tetap |
| Pendekatan cepat dan penekanan tinggi yang lambat | Sirkuit pompa ganda tinggi-rendah |
| Siklus produksi yang sering | Pompa piston dengan perpindahan variabel |
| Waktu penahanan tekanan yang lama | Sirkuit pengosongan pompa dengan katup penahan tekanan |
| Gerakan berkecepatan tinggi, durasi pendek | Sirkuit bantuan akumulator |
| Kontrol gaya dan kecepatan yang tepat | Sistem hidraulik yang terkontrol proporsional atau servo |
| Operasi berkelanjutan dengan beban tinggi | Pompa variabel dengan pendinginan dan penyaringan yang ditingkatkan |
Pemilihan pompa harus mempertimbangkan:
- Tekanan kontinu dan puncak
- Rentang aliran yang diperlukan
- Efisiensi pompa
- Kebisingan operasi
- Viskositas minyak hidrolik
- Sensitivitas kontaminasi
- Umur layanan yang diharapkan
- Ketersediaan suku cadang pengganti
Pompa tidak boleh beroperasi terus-menerus pada tekanan atau peringkat aliran maksimum absolutnya. Margin operasi yang sesuai membantu meningkatkan keandalan dan umur layanan.
Sesuaikan Daya Motor dengan Siklus Press yang Sebenarnya
Motor listrik harus menyediakan cukup daya untuk menggerakkan pompa di bawah kombinasi tekanan dan aliran yang dibutuhkan oleh siklus press. Seperti yang ditunjukkan dalam contoh perhitungan, tekanan maksimum dan aliran maksimum dapat terjadi selama tahap yang berbeda, jadi keduanya seharusnya tidak dikombinasikan secara otomatis saat menentukan ukuran motor.
Memperbesar ukuran motor dengan cara ini dapat meningkatkan biaya pembelian, permintaan listrik, dan konsumsi energi tanpa meningkatkan kinerja penekanan yang sebenarnya.
Dalam banyak press hidrolik, aliran tinggi diperlukan selama tahap pendekatan tekanan rendah, sementara tekanan tinggi diperlukan selama tahap penekanan dengan aliran rendah. Oleh karena itu, sirkuit hidrolik yang dirancang dengan benar dapat mengurangi daya motor yang dibutuhkan tanpa mengurangi kinerja press.
Penyedia unit tenaga hidrolik harus meninjau durasi setiap tahap dalam siklus kerja sebelum memilih motor.
Spesifikasi motor juga harus sesuai dengan pasokan listrik lokal dan lingkungan operasi, termasuk:
- Tegangan dan frekuensi
- Daya motor terukur
- Kecepatan motor
- Kelas isolasi
- Tingkat perlindungan
- Metode mulai
- Standar listrik lokal
Beberapa unit tenaga press hidraulik menggunakan penggerak frekuensi variabel untuk meningkatkan kontrol kecepatan atau mengurangi konsumsi energi. Namun, penggerak, motor, pompa, dan strategi kontrol harus dipilih sebagai sistem yang lengkap.
Tentukan Kapasitas Reservoir Hidrolik dan Pendinginan
Reservoir minyak hidraulik tidak hanya menyimpan minyak. Ia juga membantu melepaskan panas, memisahkan udara, mengendapkan kontaminan, dan menyediakan pasokan minyak yang stabil ke pompa.
Tangki yang kurang besar dapat menyebabkan kenaikan suhu minyak yang cepat, busa, entrain udara, pemisahan kontaminan yang buruk, dan kondisi inlet pompa yang tidak stabil.
Kapasitas reservoir harus dipilih sesuai dengan:
- Aliran pompa
- Total volume minyak silinder
- Siklus tugas press
- Persyaratan pendinginan
- Ruang instalasi yang tersedia
Tidak ada satu aturan ukuran reservoir yang cocok untuk setiap press hidraulik. Kapasitas akhir harus diverifikasi dari perubahan volume minyak, keseimbangan panas, waktu pelepasan udara, ruang pemeliharaan, dan siklus tugas yang diharapkan.
Press produksi yang beroperasi secara kontinu biasanya memerlukan kapasitas reservoir dan pendinginan yang lebih besar dibandingkan press bengkel yang digunakan sesekali.
Panas dihasilkan oleh ketidakefisienan pompa, kebocoran internal, kehilangan tekanan, dan pengaturan aliran di katup kontrol. Jika reservoir tidak dapat membuang cukup panas secara alami, unit tenaga hidraulik mungkin memerlukan pendingin udara-minyak atau pendingin air-minyak.
Reservoir juga harus mencakup fitur pemeliharaan praktis seperti indikator level dan suhu minyak, filter pembuangan, port drain, penutup pembersihan, dan koneksi isap dan kembalikan yang diatur dengan benar.
Pilih Katup Hidrolik dan Metode Kontrol
Manifold katup hidraulik mengontrol arah, kecepatan, tekanan, penahanan, dan dekompresi silinder. Konfigurasinya harus cocok dengan urutan operasi aktual dari press hidraulik.
Unit tenaga tekan hidraulik dapat mencakup:
- Katup kontrol arah
- Katup pengaman tekanan
- Katup cek
- Katup cek yang dioperasikan oleh pilot
- Katup pengurangan tekanan
- Katup pembongkaran
- Katup pengendali aliran
- Katup tekanan atau aliran proporsional
Untuk aplikasi penahanan tekanan, kebocoran katup internal harus dikendalikan dengan hati-hati. Untuk periode penahanan tekanan yang lama, pompa seharusnya tidak selalu tetap terbebani secara terus-menerus. Sirkuit yang dirancang dengan baik dapat menggunakan katup cek yang dioperasikan pilot, katup kartrid kebocoran rendah, akumulator, atau pengendalian pembongkaran pompa untuk mempertahankan tekanan sambil mengurangi konsumsi energi dan generasi panas.
Kehilangan tekanan selama penahanan dapat disebabkan oleh kebocoran segel silinder, kebocoran katup, kompresi oli, ekspansi selang, atau perubahan suhu oli. Oleh karena itu, penurunan tekanan yang diperbolehkan dan waktu penahanan yang dibutuhkan harus ditentukan sebelum sirkuit hidraulik dirancang.
Untuk press yang beralih dari pendekatan cepat ke pengepresan lambat, sirkuit hidraulik harus beralih dengan mulus tanpa menciptakan gerakan silinder yang tiba-tiba atau guncangan tekanan.
Silinder besar dan bertekanan tinggi mungkin memerlukan dekompresi yang terkontrol sebelum katup arah berpindah posisi. Ini sangat penting ketika silinder mengandung volume besar oli terkompresi atau ketika press mempertahankan tekanan tinggi untuk periode yang lama.
Desain dekompresi yang buruk dapat menciptakan guncangan tekanan, kebisingan, getaran pipa, dan kerusakan pada katup, segel, atau komponen penghubung. Oleh karena itu, dekompresi harus dipertimbangkan selama desain awal sistem hidraulik daripada ditambahkan kemudian.
Tentukan Filtrasi dan Kebersihan Minyak
Press hidraulik dapat menggunakan katup presisi, sensor tekanan, dan pompa bertekanan tinggi yang sensitif terhadap kontaminasi.
Filtrasi jalur kembalian umum dalam unit tenaga hidraulik, sementara filtrasi jalur tekanan atau offline dapat ditambahkan untuk aplikasi yang lebih menuntut. Indikator kondisi filter membantu personel pemeliharaan mengganti elemen filter sebelum sistem memasuki bypass.
Tingkat kebersihan oli yang diperlukan harus berdasarkan pada komponen dalam sistem yang paling sensitif terhadap kontaminasi.
Namun, filtrasi saja tidak dapat menjaga sistem tetap bersih. Perakitan yang bersih, penyegelan reservoir yang baik, penyapuan sistem, pengisian oli yang benar, dan pengendalian komisioning juga sama pentingnya.
Untuk peralatan produksi kritis, komponen presisi tinggi, atau press hidraulik yang beroperasi terus-menerus, pemantauan kebersihan oli secara online juga dapat diintegrasikan ke dalam stasiun hidraulik atau sistem kontrol mesin.
Sertakan Pemantauan Tekanan dan Fungsi Keamanan Hidrolik
Sebuah press hidraulik dapat menyimpan energi hidraulik dan mekanis yang signifikan. Unit tenaga hidraulik harus memberikan respon yang aman selama operasi normal, kegagalan daya, penghentian darurat, kegagalan selang, atau kehilangan sinyal kontrol.
Fungsi perlindungan dan pemantauan yang khas meliputi:
- Perlindungan pelepasan tekanan utama
- Sensor tekanan dan pengukur tekanan mekanis
- Perlindungan kelebihan beban motor
- Alarm level minyak rendah
- Alarm suhu minyak tinggi
- Pelepasan tekanan terkontrol
- Fungsi penahan silinder yang aman
- Antarmuka penghentian darurat
- Sinyal pelindung keselamatan dan interlock pintu
Persyaratan keselamatan mesin, hidraulik, dan listrik yang berlaku harus ditinjau sesuai dengan struktur press, metode kontrol, lingkungan operasi, dan pasar target.
Pertimbangkan Jenis Pres Hidraulik
Jenis-jenis press hidraulik yang berbeda dapat memerlukan konfigurasi unit tenaga hidraulik yang sangat berbeda.
Press bengkel kecil mungkin menggunakan sistem pompa roda gigi yang relatif sederhana karena mesin beroperasi secara intermittent dan tidak memerlukan kontrol kecepatan yang kompleks. Press pembentukan produksi mungkin memerlukan pendekatan cepat, kecepatan penekanan yang terkontrol, penahanan tekanan, dekompresi, dan pengembalian cepat.
Press pengemasan atau kompresi mungkin memerlukan langkah panjang, volume minyak besar, dan periode penahanan tekanan yang diperpanjang. Press perakitan presisi mungkin memerlukan kontrol tekanan proporsional, umpan balik perpindahan yang akurat, dan kontrol gaya yang dapat diulang.
Tekan hidrolik multi-silinder mungkin juga memerlukan pembagi aliran, sensor posisi, katup proporsional, atau kontrol loop tertutup untuk menjaga sinkronisasi silinder.
Sebelum memilih unit tenaga hidrolik, pemasok harus memahami apakah peralatan tersebut adalah tekan bengkel, tekan pembentuk, tekan pengemas, tekan cetak kompresi, tekan perakitan, atau tekan multi-silinder.
Informasi Apa yang Diperlukan untuk Memilih Unit Daya Pres Hidraulik?
Untuk mendapatkan proposal unit tenaga hidrolik yang akurat, pembeli harus memberikan informasi berikut:
| Informasi yang Diperlukan | Mengapa Ini Penting |
|---|---|
| Kekuatan tekan yang diperlukan | Menentukan tekanan sistem dan gaya silinder yang diperlukan |
| Diameter bore silinder dan rod | Digunakan untuk menghitung gaya dan aliran minyak |
| Stroke silinder | Menentukan pemindahan minyak |
| Kecepatan pendekatan, penekanan, dan pengembalian | Menentukan aliran untuk setiap tahap |
| Waktu penahanan tekanan | Mempengaruhi kebocoran katup dan desain pemuatan |
| Siklus per jam | Mempengaruhi pembangkitan panas dan pendinginan |
| Tegangan dan frekuensi motor | Menentukan konfigurasi listrik |
| Metode kontrol | Menentukan fungsi katup, sensor, dan PLC |
Gambar silinder, skema hidrolik, atau grafik siklus tekan dapat sangat meningkatkan akurasi pemilihan dan mengurangi risiko ukuran komponen yang tidak benar.
Kesimpulan
AiSoar Hydraulics merancang dan memproduksi Unit Tenaga Hidrolik Industri yang disesuaikan untuk tekan hidrolik, mesin pembentuk, pengemas, peralatan perakitan, dan aplikasi industri lainnya.
Untuk menerima proposal stasiun hidrolik yang sesuai, harap berikan gaya tekan yang diperlukan, diameter silinder, diameter batang, panjang langkah, kecepatan pendekatan, kecepatan tekan, kecepatan kembali, waktu penahanan tekanan, siklus tugas, dan tegangan motor. Insinyur kami dapat meninjau siklus kerja lengkap dan merekomendasikan pompa, motor, reservoir, manifold katup, pendinginan, penyaringan, dan konfigurasi kontrol yang tepat.
