A hidraulikus nyomás szabályozása

22-04-2021

A hidraulikus nyomás szabályozása

A nyomásszabályozást a hidraulikus rendszerekben úgy érik el, hogy a folyadék áramlását korlátozott térfogatba adagolják, vagy onnan adják ki. A nyomáscsökkentő és a nyomáscsökkentő szelepek nem nyomásszabályozók. Korlátozzák vagy csökkentik a nyomást, de nem igazán szabályozzák a nyomást a kívánt értékre. A nyomáscsökkentő szelepek csak csökkenteni tudják a nyomást, és csak meghatározott arányban. A kimeneti nyomást a bemeneti nyomás korlátozza. A nyomáscsökkentő szelepek csak a beállított értékre korlátozzák a nyomást. Az ilyen típusú eszközök másik korlátja, hogy rugókat használnak, és csak arányos vezérlő eszközök. Nincs sebességszabályozásuk és nincs lehetőségük a különböző nyomások menet közbeni megváltoztatására.

A PQ (nyomás- és áramlásszabályozó) szelepek szabályozhatják a nyomást vagy az áramlást, és néha nyomáshatárral is áramolhatnak. Ezeknek a szelepeknek általában mikroprocesszorai vagy digitális jelfeldolgozói vannak, amelyeken belül teljes PID-szabályozó található. A PQ szelepek számos nyomásszabályozó alkalmazásra alkalmasak, ahol nincs szükség a nyomás gyors megváltoztatására vagy a gyorsan változó rendszernyomás szabályozására. A PQ szelepek kihívása az, hogy olyan nyomásérzékelőt használnak, ahol az áramlás nagy és turbulens.

Továbbá, ha az olaj nagy sebességgel áramlik, akkor az érzékelt nyomás alacsony lesz Bernoulli-effektus. Feltételezve, hogy a mozgó folyadék mozgási energiája, potenciális energiája és belső energiája állandó marad, a Bernoulli-effektus azt állítja, hogy a folyadék sebességének növekedésével a statikus nyomása csökken. Ezért dinamikus alkalmazásokban olyan nyomásérzékelőket kell felszerelni, ahol a folyadék áramlása nem gyors vagy turbulens.

Egyes hidraulikus mozgásszabályozók a nyomást, az erőt és a helyzetet is szabályozhatják. Ezeknek a vezérlőknek előnye a diagnosztika, a vezérlő algoritmusok és sok szelep egyidejű koordinálása. Erre olyan alkalmazásoknál van szükség, mint a hidroformálás, ahol az olajnyomás gyorsan változik, ha összenyomják vagy kicsinyítik is. Az ilyen típusú nyomásszabályozó alkalmazások gyors reagálást igényelnek, és képesek az olajat összepréselni sűrített olajmennyiségbe vagy onnan. Fedezzünk fel néhány példát.

Minden az energiáról szól

Folyadék hozzáadása fix térfogathoz növeli a nyomást, míg a folyadék kiengedése csökkenti a nyomást. Tévhit, hogy a nyomást a szelep nyomásnövekedési görbéje szabályozza. Ez csak egy tesztelő alkalmazásban igaz, ahol a nyomásérzékelők közvetlenül a A és B a szelep portjai. Sűrített olaj nincs térfogatban.

Egy másik tévhit, hogy „a nyomás az áramlással szembeni ellenállás”. Jobb lenne azt mondani, hogy a az áramlással szembeni ellenállás csökkenti a nyomást. Egy másik probléma az, hogy a nyomás a folyadék belső energiájához kapcsolódik. Az áramlással szembeni ellenállás nem ad hozzá energiát, de hő formájában eloszlatja az energiát. Egy másik széles körben elterjedt tévhit, hogy a szivattyúk áramlást generálnak, nem nyomást. A szivattyúk az elektromos energiát mechanikai energiává, majd hidraulikává alakítják. Ahhoz, hogy a folyadéknak energiája legyen, nyomás alatt kell lennie, potenciális energiával vagy a magasság, vagy a sebesség miatt. A szivattyú a háromféle módon ad energiát az olajhoz, amint azt Bernoulli egyenlete leírja:

Hydraulic Cylinders

hol P a nyomás,

ρ a sűrűség,

v a sebesség,

g a gravitáció miatti gyorsulás, és

h a magasság.

Mindhárom kifejezés energiával jár. A sebesség- és gravitációs kifejezésnek van sűrűség-eleme, amely közvetlenül energiasűrűség-taggá teszi őket. A nyomásnak még mindig van psi egysége, de ezt térfogattal megszorozva energiává alakítható:

7 Ton Telescopic Cylinders

Most megszorozzuk egy köbcentivel:

Telescopic Trailer Cylinders

Az erő-hüvelyk (lbf-in.) energiaegységek. Ezek az egységek átalakíthatók BTU -vá is, ami számunkra kevésbé kényelmetlen.

A nyomás szabályozása

Az abszolút nyomást általában nem ismerjük pontosan. Kiszámítható a nyomásváltozás. A nyomásváltozás kiszámításának alapképlete a következő:

Hydraulic Cylinders

ahol ΔP a nyomásváltozás,

β az olaj tömegmodulja,

ΔV a sűrített olaj térfogatának változása, és

V a sűrített olaj térfogata.

Vegyünk egy egyszerű példát. Tegyük fel, hogy egyhengeres henger nincs holt térfogattal, és dugattyúja 10 hüvelyknyire van a kupak végétől. Tegyük fel, hogy az olaj tömegmodulja 200 000 psi. Mennyivel növekszik a nyomás, ha a dugattyút 0,001 hüvelykkel (10,0-ról 9,999 hüvelykre) tolják a lezárt vég felé? A válasz: a nyomás 20-tal nő.

Ha a dugattyú további 0,001 hüvelykkel elmozdul a végsapkához, akkor a nyomás további 20,002 psi-t nő - összesen 40,002 psi-t. Ennek oka az, hogy az olaj térfogata kisebb, ha a dugattyút 9,999 hüvelykről 9,998 hüvelykre mozgatják a kupak végétől. Figyelje meg, hogy a nyomás minden egyes növekményes 0,001-es lépéssel növekszik. mozgalom. Könnyű kiszámítani, hogy az Excel segítségével hogyan növekszik a nyomás, amikor a dugattyú összenyomja az olajat. Vegye figyelembe, hogy a pontosság növekszik, ha a lépések kisebbek lesznek. A pontos egyenlet kiszámítható.

A nyomás a valós rendszerekben lépésenként nem változik. A nyomásváltozások a térfogatváltozás sebességétől vagy az összepréselt olajmennyiségbe vagy az onnan kiáramló sebességtől függenek. Ezt a következő differenciálegyenlettel fejezhetjük ki:

7 Ton Telescopic Cylinders

ahol dp / dT a nyomás változásának sebessége,

Q(ta sűrített olaj térfogatába vagy onnan áramlik, és

V az olaj sűrített térfogata. Ebben a példában a hangerő nem változik.

Könnyen belátható az olaj összepréselt mennyiségének be- vagy kiáramlása. Tegyük fel, hogy a henger furata 4 hüvelyk, a dugattyú 10 hüvelyk a fedett végtől, és a térfogatba való áramlás sebessége 0,1 hüvelyk.3/ sec.

Telescopic Trailer Cylinders

Nyilvánvaló, hogy a nyomás gyors növeléséhez nagyon kevés áramlás szükséges.

Az erő kiszámítása még egyszerűbb:

Telescopic Trailer Cylinders

Vagyis millilekundumonként 2 font erő. A nyomásváltozás sebességének egyenletét megszorozzuk a dugattyú területével, amely megsemmisíti a nevezőben szereplő terület kifejezését.

A nyomást vagy az erőt általában akkor szabályozzák, amikor a henger nem mozog, és minden alkalommal ugyanabban a helyzetben van. Ez a helyzet a legtöbb sajtóalkalmazásban. Néha a nyomást vagy az erőt ellenőrizni kell mozgáskor, ami bonyolultabb helyzet. Ebben az esetben a tolóoldalon áramló áramlásnak meg kell egyeznie a mozgó dugattyú által létrehozott térfogat-növekedéssel, és az átellenes oldalon lévő áramlásnak meg kell egyeznie a térfogat csökkenésének sebességével.

A mozgó hidraulikus hengerben a nyomásváltozás sebességének egyenlete:

7 Ton Telescopic Cylinders

Ebben az egyenletben kiszámítják a henger kupak végén a nyomás változásának sebességét. Alapvetően ugyanaz az egyenlet, mint az előzőek, de a számlálót kibővítették, hogy figyelembe vegyék a dugattyú mozgását. Amint a dugattyúrúd kinyúlik, a nyomás csökken, hacsak az olajáramlás nem egyenlő a sebesség térfogatának változásával. A nevező a pozíció növekedésével is nagyobb lesz, ami a felső vég térfogatának növekedését eredményezi.

A dugattyú rúd oldalán a változás sebessége hasonló. Ha a sebesség pozitív, akkor a rúd oldalán a nyomás növekszik, hacsak a kiáramlás nem egyenlő a dugattyú mozgásával csökkentett térfogat sebességével:

Telescopic Trailer Cylinders

Az erő szabályozásakor a dugattyú mindkét oldalán lévő nyomást ellenőrizni kell. Az erőt egy mérőcellával vagy a dugattyú mindkét oldalán két nyomástávadóval mérik. Az utóbbi módszer alkalmazása esetén a kupak végén lévő nyomást meg kell szorozni a dugattyú területével. A rúd végén lévő nyomást megszorozzuk a dugattyú területével, levonva a rúd területét, és kivonjuk a kupak oldalán lévő erőből, hogy megkapjuk a nettó erőt.


Szerezd meg a legújabb árat? A lehető leghamarabb válaszolunk (12 órán belül)

Adatvédelmi irányelvek