При выборе источника гидравлической энергии давление и поток являются лишь частью спецификации. Производитель также должен понимать, как долго оборудование будет работать, как часто будет запускаться мотор и сколько времени на отдых доступно между рабочими циклами.
Эти рабочие условия описываются рабочим циклом гидравлического силового агрегата.
Рабочий цикл особенно важен, потому что различные источники гидравлической энергии предназначены для различных рабочих схем. A Мини-гидравлическом питательном устройстве обычно используется для коротких, интермиттирующих движений, в то время как Промышленный гидравлический силовой агрегат, также называемый гидравлической станцией или гидравлическим силовым станцией, может быть разработан для работы в течение продолжительных периодов времени или на протяжении всей смены производства.
Однако размер продукта сам по себе не определяет рабочий цикл. Двигатель, насос, резервуар, клапаны, система охлаждения и управляющий контур должны быть выбраны в соответствии с фактической последовательностью работы машины.
Что означает рабочий цикл гидравлического силового агрегата?
Рабочий цикл гидравлической силовой установки описывает связь между временем работы и общей продолжительностью одного полного рабочего цикла.
Это можно рассчитать как:
Рабочий Цикл (%) = Время Работы ÷ Общее Время Цикла × 100
В этом расчете “время работы” должно быть четко определено. Оно может относиться к времени работы двигателя, времени работы насоса или периоду, в течение которого насос находится под гидравлической нагрузкой. Работая при отсутствии нагрузки, двигатель не создает такую же тепловую нагрузку, как работа под полным давлением. Для точного выбора производитель должен рассмотреть как рабочий цикл двигателя, так и профиль гидравлической нагрузки.
Например, когда двигатель работает одну минуту, а затем остается остановленным в течение девяти минут, рабочий цикл составляет:
1 ÷ 10 × 100 = 10%
Это 10% прерывистый рабочий цикл.
Одного лишь процента недостаточно для выбора двигателя или гидравлической системы. Полное описание рабочего цикла должно также включать:
- Максимальное время работы в каждом цикле
- Время отдыха между циклами
- Количество запусков двигателя в час
- Давление, необходимое во время работы
- Время, проведенное под максимальным давлением
- Периоды загруженной и разряженной работы
- Часы работы в день
- Температура окружающей среды
Например, шесть секунд работы каждую минуту и шесть минут работы каждый час оба равны рабочему циклу 10%. Однако они создают очень разные частоты запусков двигателя и тепловые условия.
Классификации рабочего цикла двигателя также различают непрерывную и прерывистую работу. Согласно терминологии рабочего цикла IEC, S1 обозначает непрерывную работу при постоянной нагрузке в течение достаточного времени для достижения теплового равновесия. S3 обозначает повторяющиеся периоды работы с постоянной нагрузкой, за которыми следует период безэнергетического отдыха, при условии, что запуск не оказывает существенного влияния на повышение температуры двигателя. Если частые или длительные запуски значительно способствуют нагреву, может потребоваться рассмотреть S4 или другую соответствующую классификацию рабочего цикла двигателя.
Интермиттирный режим работы в мини-гидравлическом силовом агрегате
A Мини-гидравлическом питательном устройстве это компактный источник гидравлической энергии, который обычно используется, когда машине требуется гидравлическое движение в течение короткого периода, а затем она остается неактивной.
Типичные применения включают:
- Сыпучие трейлеры
- Подъемники
- Доковые подъемники
- ножничные подъемники
- Оборудование для подъема транспортных средств
- Гидравлические домкраты
- Платформы для транспортировки материалов
- Гидравлические ворота
- Малые зажимные устройства
Точный порядок работы двигателя зависит от гидравлической схемы. Во многих системах с одиночным действием при подъеме и действием под весом двигатель работает только во время подъема, в то время как опускание контролируется через возвратный контур с остановленным двигателем. В системах с двойным действием двигатель может работать как во время выдвижения, так и во время втягивания. После завершения движения двигатель обычно останавливается и имеет время для охлаждения перед следующим циклом.
Этот прерывистый рабочий режим позволяет мини-гидравлическому силовому блоку использовать компактный двигатель и относительно небольшой резервуар. Следовательно, он может обеспечить высокую гидравлическую мощность с небольшой установочной площадью.
Однако не следует превышать допустимое время работы.
Мини-гидравлический силовой блок, рассчитанный на короткую прерывистую работу, не следует автоматически считать способным работать непрерывно. Увеличение времени работы двигателя может привести к чрезмерной температуре обмотки, сокращению срока службы двигателя, перегреву масла или срабатыванию электрической защиты.
Следующие условия должны быть подтверждены при выборе мини-гидравлического силового блока для прерывистой работы:
- Напряжение и мощность мотора
- Максимальное время работы за цикл
- Время отдыха между операциями
- Запуски в час
- Выход насоса
- Пиковое и нормальное рабочее давление
- Емкость резервуара
- Требование тока двигателя постоянного тока
- Температура окружающей среды
- Установка вентиляции
Рейтинг нагрузки 10% или 20% всегда должен быть подключен к определенному рабочему циклу. Это не следует просто интерпретировать как разрешение работать 10% или 20% часа в любом порядке.
Непрерывный режим работы в промышленном гидравлическом силовом агрегате
Гидравлический энергоагрегат Промышленный гидравлический силовой агрегат или Гидравлическая станция обычно используется для машин, которые работают дольше, выполняют частые циклы или остаются доступными в течение производственной смены.
Типичные применения включают:
- Гидравлические прессы
- Промышленные производственные линии
- Гидравлические испытательные стенды
- Станки
- Оборудование для переработки и удаления отходов
- Металлообрабатывающее оборудование
- Процессное оборудование
- Крупные системы обработки материалов
Промышленная гидравлическая силовая установка, работающая в непрерывном режиме, требует больше, чем просто электрический двигатель непрерывного действия. Насос, резервуар, система фильтрации, клапаны, шланги, коллектор, охладитель и система управления также должны быть подходящими для длительной работы.
Спецификации гидравлических насосов обычно различают между непрерывным рабочим давлением и прерывистым или пиковым давлением. Максимальное или пиковое рабочее давление не должно восприниматься как нормальное непрерывное рабочее давление. Непрерывная работа при чрезмерном давлении может привести к увеличенному износу, внутренним утечкам, шуму, температуре масла и риску преждевременного выхода насоса из строя.
Для непрерывной работы Гидравлическая станция должна быть оценена в соответствии с:
- Номинальная мощность мотора на непрерывный режим работы
- Непрерывное давление и скорость насоса
- Средняя и пик гидравлической мощности
- Вместимость резервуара по теплоотведению
- Фильтрация возврата и давления
- Температура гидравлического масла
- Потери давления в клапанах
- Производительность охладителя
- Требования к шуму
- Режим работы в резерве
Непрерывная работа не обязательно означает, что насос должен всегда работать под полной нагрузкой при максимальном давлении.
Во время ожидания, зажима или удержания давления система может использовать разгружающую цепь, насос с компенсацией давления, аккумулятор или привод насоса с переменной скоростью для снижения ненужного потребления энергии.
Управление с переменной скоростью может уменьшить скорость мотора, когда полный поток не требуется. Это ограничивает избыточный поток через предохранительные клапаны и может снизить образование тепла во время удержания давления или частичной нагрузки.
Мини-гидравлический силовой агрегат против промышленного гидравлического силового агрегата
| Коэфициент выбора | Типичный мини-гидравлический силовой агрегат с переменной нагрузкой | Типичный промышленных гидравлический силовой агрегат на непрерывный режим работы |
|---|---|---|
| Режим работы | Короткие периоды работы с определенным временем отдыха | Частые циклы или длительная работа |
| Типичный тип мотора | Компактный постоянного тока или переменного тока | Промышленный переменного тока |
| Работа мотора | Часто прерывистый и специфичный для применения | Обычно S1 или другой инженерный рабочий рейтинг |
| Водохранилище | Компактный резервуар размером для применения | Разработан в соответствии с балансом потока и тепла |
| Охлаждение | Часто естественное охлаждение для коротких циклов | Термальный анализ; может потребоваться активное охлаждение |
| Метод управления | Управление старт-стоп или простое управление клапаном | Слив, компенсация давления или управление переменной скоростью |
| Типичные применения | Прицепы, подъемники, домкраты и компактное оборудование | Прессы, производственные линии и гидравлические испытательные стенды |
| Основной риск проектирования | Чрезмерное время работы или частые запуски | Непрерывное теплообразование и потери в режиме ожидания |
Эта таблица представляет собой общие приложения, а не абсолютное правило.
Мини-гидравлическая силовая установка может быть спроектирована для более длительных рабочих периодов, когда мотор, насос, бак и система охлаждения поддерживают это. Промышленная гидравлическая силовая установка также может работать прерывисто при использовании в машине с низкой частотой производства.
Правильная классификация должна основываться как на конструкции изделия, так и на фактических условиях эксплуатации.
Как рабочий цикл влияет на проектирование гидравлической системы
Выбор мотора
Мотор должен быть выбран в соответствии с временем работы, нагрузкой, частотой запуска, напряжением, температурой окружающей среды и доступным охлаждением.
Мотор может быть способен вырабатывать необходимую пиковую мощность, но все равно быть неподходящим, если он не может рассеивать тепло в течение фактического цикла машины.
Для мини-гидравлических силовых установок, использующих постоянный ток, необходимо также проверять потребление тока и емкость батареи. Частые запуски или продолжительная работа под высоким давлением могут создать высокий электрический спрос.
Для промышленной гидравлической силовой установки мотор обычно должен быть рассчитан на необходимые непрерывные или периодические условия эксплуатации.
Выбор насоса
Насос должен соответствовать как гидравлической производительности, так и времени работы.
Важные данные о насосе включают:
- Непрерывное давление
- Прерывистое или пиковое давление
- Номинальная скорость
- Максимальная скорость
- Диапазон вязкости жидкости
- Требование к входному давлению
- Ожидаемый срок службы
- Совместимость гидравлической жидкости
Использование пикового давления насоса в качестве нормального рабочего давления может увеличить износ, утечку, шум и температуру.
Резервуар и температура масла
Резервуар делает больше, чем просто хранит гидравлическое масло. Он также поддерживает теплообмен, разделение воздуха, оседание загрязняющих веществ и стабильные условия входа насоса.
Компактный резервуар может подойти для мини-гидравлического источника питания с коротким циклом, так как система останавливается до накопления значительного тепла.
Промышленному гидравлическому источнику питания требуется тепловая оценка на основе выделяемого тепла, площади поверхности резервуара,ambient temperature, гидравлической эффективности и часов работы в день.
Более крупный бак не решает проблему перегрева автоматически. Когда постоянные потери энергии превышают естественную способность рассеивания тепла, может понадобиться воздухомасляный или водомасляный охладитель.
Высокая температура масла может уменьшить вязкость и ускорить ухудшение масла. Когда полная скорость мотора и поток насоса требуются только для части рабочего цикла машины, цепь разгрузки или управление насосом с изменяемой скоростью могут снизить потери в ожидании и ненужное выделение тепла.
Режим ожидания и контроль давления
Некоторым машинам требуется, чтобы актуатор удерживал давление в течение длительного времени без движения.
В этом состоянии насос не обязательно должен оставаться постоянно под нагрузкой против предохранительного клапана.
В зависимости от приложения цепь может использовать:
- Обратные клапаны с пилотным управлением
- Картриджные клапаны с низкой утечкой
- Гидравлические аккумуляторы
- Вентили для разгрузки насоса
- Насосы с компенсированным давлением
- Управление насосом с изменяемой скоростью
Эти решения могут поддерживать необходимые условия машины, уменьшив потребление энергии и выделение тепла.
Пример: Расчет рабочего цикла мини-гидравлического источника питания
| Этап машины | Продолжительность | Состояние мотора | Гидравлическое состояние |
|---|---|---|---|
| Поднимите платформу | 8 секунд | Запуск | Насос загружен |
| Держите платформу | 20 секунд | Остановлено | Давление поддерживается клапаном |
| Снижение под действием силы тяжести | 12 секунд | Остановлено | Клапан возврата открыт |
| Время ожидания | 60 секунд | Остановлено | Система в покое |
Информация, необходимая для выбора правильного рабочего цикла
Перед тем как запрашивать мини-гидравлическую силовую установку или промышленную гидравлическую силовую установку, предоставьте следующую информацию:
- Рабочим давлением
- Максимальное давление
- Необходимый расход
- Напряжение и частота двигателя
- Время работы за цикл
- Время простоя за цикл
- Циклы в час
- Максимальное последовательно работащее время
- Часы работы в день
- Время, проведенное под максимальным давлением
- Требования к удерживающему давлению
- Температура окружающей среды
- Тип гидравлического масла
- Установочное пространство
- Требований к охлаждению
- Предпочтительный метод управления
Письменная последовательность работы машины часто более полезна, чем процент рабочего цикла.
Для каждого этапа работы машины укажите требуемое давление, поток, продолжительность и то, загружен ли насос, разряжен или остановлен.
Распространенные ошибки при выборе рабочего цикла
Распространенные ошибки включают:
- Использование мини-гидравлической силовой установки постоянно без проверки характеристик её двигателя
- Выбор промышленной гидравлической силовой установки только на основе пикового давления и потока
- Игнорирование числа запусков двигателя в час
- Использование пикового давления насоса в качестве постоянного давления
- Держать насос в загруженном состоянии в течение длительных периодов простоя
- Допущение, что большой резервуар предотвратит все перегревы
- Игнорирование потерь давления через клапаны и фильтры
- Не учитывание высокой окружающей температуры
- Описание рабочего цикла только как процента
Эти ошибки могут привести к перегреву мотора, нестабильной вязкости масла, преждевременному износу насоса, повреждению уплотнений, высоким энергетическим затратам и незапланированным остановкам машины.
Как выбрать мини- или промышленный гидравлический силовой агрегат
Выбор правильного источника гидравлической энергии начинается с фактического рабочего цикла машины. Мини-гидравлический насос обычно подходит для компактного оборудования, требующего коротких гидравлических движений с определенными периодами отдыха. Промышленный гидравлический насос или гидравлическая станция более уместны, когда машине требуется частый цикл, продолжительная работа, более высокий поток, продвинутая фильтрация или активное охлаждение.
При запросе коммерческого предложения укажите время работы, время отдыха, количество запусков в час, необходимое давление и поток на каждом этапе машины, период удерживания давления, окружающую температуру и максимальное время непрерывной работы. Эта информация позволяет отобрать мотор, насос, резервуар, клапаны и систему охлаждения в соответствии с фактическими условиями работы.
Часто задаваемые вопросы
Может ли мини-гидравлический насос работать непрерывно?
Стандартный промежуточный мини-гидравлический насос не должен работать непрерывно, если его мотор, насос, резервуар, электрическая система и тепловая способность не были специально разработаны или проверены для непрерывной работы.
Какой типичный рабочий цикл мини-гидравлического насоса?
Для каждого мини-гидравлического насоса нет единого рабочего цикла. Разрешенное время работы зависит от мотора, нагрузки, давления, резервуара, окружающей температуры и периода отдыха. Номинальный цикл должен быть подтвержден для каждой модели.
Может ли промышленный гидравлический силовой агрегат работать непрерывно?
Да. Промышленный гидравлический силовой агрегат может быть спроектирован для непрерывной работы, если его мотор, насос, резервуар, система фильтрации, система охлаждения и управления правильно подобраны.
Всегда ли требуется охладитель для гидравлической установки с непрерывным циклом?
Не всегда. Необходимость в охладителе зависит от выделения тепла системой и естественной способности рассеивания тепла. Для определения необходимости активного охлаждения следует использовать тепловой расчет или тестирование рабочей температуры.
Связан ли рабочий цикл только с электродвигателем?
Нет. Рабочий цикл также влияет на насос, клапаны, соленоидные катушки, резервуар, гидравлическое масло, фильтры, охладитель, электрические управления и общую температуру системы.
Заключение
Рабочий цикл гидравлического силового агрегата должен быть оценен перед выбором мотора, насоса, резервуара и схемы управления.
A Мини-гидравлическом питательном устройстве обычно подходит для коротких, прерывистых операций в компактном подъемном и мобильном оборудовании. Промышленный гидравлический силовой агрегат или гидравлическая станция более подходит для машин, требующих частых циклов, длительных периодов работы или непрерывного производства.
Однако одно только название продукта не определяет правильный рабочий цикл.
Производитель должен оценить время работы, время отдыха, количество запусков в час, давление, поток, температуру окружающей среды, условия ожидания и максимальное время непрерывной работы. Четко заданная последовательность машин позволяет спроектировать гидравлический источник энергии, который будет надежным, энергоэффективным и должным образом соответствовать заявленной задаче.
