Stacja pomp z silnikiem prądu stałego
Kategoria:Zasilacz hydrauliczny serii DC
Ta hydrauliczna stacja pomp składa się z szeregu pomp zębatych z bocznym wlotem i bocznym wylotem oraz 4,5 lub 5-calowych silników prądu stałego. J...
Zobacz szczegółyPrawidłowa odpowiedź na pytanie „Jak duży powinien być mój siłownik zaworu?” jest proste: siłownik musi dostarczać większy moment obrotowy, niż wymaga tego zawór, w najgorszym punkcie skoku, przy najniższych gwarantowanych warunkach zasilania. Każda dobra metoda wymiarowania to po prostu uporządkowany sposób udowodnienia tego jednego warunku. Standardowym przemysłowym punktem wyjścia jest a minimalny margines bezpieczeństwa momentu obrotowego wynoszący 25% powyżej maksymalnego momentu zrywającego opublikowanego przez producenta zaworu.
Siłownik o zbyt małym rozmiarze utknie, zanim zawór osiągnie położenie krańcowe, pozostawi zawór tylko częściowo otwarty lub zamknięty, będzie pobierał nadmierny prąd i ostatecznie ulegnie awarii z powodu przegrzania lub ciągłego utyku. Siłownik o zbyt dużym rozmiarze może być równie szkodliwy: wbija zawór w gniazda, wygina trzpienie, powoduje nadmierne naprężenie trymu i utrudnia precyzyjne sterowanie. Dlatego dobór rozmiaru nie polega na wyborze największego siłownika, jaki można znaleźć. Chodzi o udowodnienie, że dolny punkt krzywej siłownika znajduje się powyżej najwyższego punktu krzywej momentu obrotowego zaworu.
Konkluzja: za mały rozmiar powoduje awarię, natomiast lekkomyślny za duży powoduje uszkodzenie mechaniczne. Udokumentowane obliczenie momentu obrotowego chroni zarówno zawór, jak i siłownik, a także zapewnia zespołowi projektowemu zapis, który może ponownie sprawdzić, gdy ulegną zmianie warunki procesu.
Dobór rozpoczyna się od danych dotyczących momentu obrotowego dostarczonych przez producenta zaworu. W przypadku zaworu ćwierćobrotowego potrzebne są cztery wartości: moment zrywający, moment roboczy, moment końcowy i maksymalny moment odcinający przy projektowanej różnicy ciśnień. W przypadku zaworu liniowego potrzebne są równoważne wartości ciągu. Bez tej karty katalogowej wybór siłownika będzie opierał się na domysłach.
| Składnik momentu obrotowego | Kiedy to ma znaczenie | Co to napędza |
|---|---|---|
| Zerwany moment obrotowy | Początek udaru | Kolizyjne gniazdo, różnica ciśnień, utwardzony lub starzejący się materiał gniazda |
| Moment obrotowy | W połowie udaru | Tarcie pakowania, bearing friction, flow-induced torque |
| Końcowy moment obrotowy | Przystanki końcowe | Kompresja siedzenia, ograniczniki ruchu, obciążenie ciśnieniem w pozycji zamkniętej |
Użyj tej procedury zarówno w przypadku nowych zaworów, jak i projektów modernizacyjnych. Działa w przypadku siłowników pneumatycznych, hydraulicznych i elektrycznych, przy czym w zależności od technologii zmienia się jedynie obliczenie momentu obrotowego.
Ta sekwencja wygląda na prostą, ale większość błędów dotyczących wymiarowania przetrwała na etapie weryfikacji. Zawsze przeprowadzaj czteropunktową kontrolę momentu obrotowego przed zatwierdzeniem zakupu siłownika ze sprężyną powrotną.
Współczynnik bezpieczeństwa jest najprostszą i najbardziej niezrozumiałą częścią doboru siłownika. Wybranie losowego większego modelu nie jest zezwoleniem. Jest to celowe uwzględnienie niepewności pojawiających się w każdej rzeczywistej instalacji: tolerancji pomiaru momentu obrotowego, starzenia się uszczelnienia, zużycia gniazd, różnicy ciśnień niezgodnej z projektem i zanieczyszczonych mediów procesowych. Każdy z nich zwiększa faktycznie wymagany moment obrotowy zaworu w porównaniu z arkuszem danych nowego zaworu.
| Stan serwisowy | Typowy margines | Powód marginesu |
|---|---|---|
| Czysta woda, powietrze, usługi ogólne | 1.25 | Czyste media, niskie zużycie, stabilne tarcie uszczelnienia |
| Płyny procesowe z osadami lub ciałami stałymi | 1.5 | Osady na mostku i gnieździe zwiększają z czasem moment niszczący |
| Izolacja bezpieczeństwa, obowiązki przeciwpożarowe i gazowe | 1,5 do 2,0 | Zawór musi się zamykać nawet w przypadku skorodowanych części i zniszczonego uszczelnienia |
| Wysoka liczba cykli lub szybkie głaskanie | 1.5 | Zużycie zwiększa moment obrotowy stale przez tysiące cykli |
Zapisz wybrany współczynnik bezpieczeństwa w specyfikacji technicznej, aby następny inżynier lub sprzedawca zestawu zaworów mógł dokładnie odtworzyć Twoje obliczenia. Nieudokumentowana marża będzie renegocjowana na każdym spotkaniu projektowym, czego efektem często jest zakup niepotrzebnie dużego siłownika w celu rozstrzygnięcia sporu.
Siłownik ze sprężyną powrotną wytwarza inny moment obrotowy w każdym położeniu, ponieważ sprężyna ściska się podczas skoku siłownika. Moment obrotowy powietrza jest najwyższy, gdy siłownik zaczyna się poruszać po raz pierwszy, a najniższy, gdy sprężyna jest całkowicie ściśnięta. Moment obrotowy sprężyny jest odwrotny: najniższy w pozycji otwartej, najwyższy w pozycji zamkniętej. Dlatego też pojedynczy moment obrotowy nigdy nie jest wystarczający dla siłownika odpornego na awarie.
W przypadku siłownika ze sprężyną powrotną typu „awaryjnie zamkniętego” należy sprawdzić kolejno cztery punkty pracy:
Częstą awarią jest sprawdzanie tylko momentu obrotowego końca sprężyny. W wielu konstrukcjach z jarzmem szkockim moment obrotowy powietrza spada o 30% do 50% pomiędzy położeniem otwartym i zamkniętym. Jeśli moment obrotowy po stronie pneumatycznej spadnie poniżej momentu roboczego, podczas normalnej pracy zawór będzie pełzał do pozycji zamkniętej, a ustawnik będzie przez cały dzień walczył z siłownikiem.
W poniższym obliczeniu wykorzystano wartości poglądowe. Przed podjęciem decyzji o zakupie zastąp je danymi dotyczącymi momentu obrotowego od konkretnego producenta zaworu.
Zakład przetwórczy musi zautomatyzować 6-calowy (DN150) zawór motylkowy z elastycznym gniazdem w celu izolacji wody. Producent zaworu określa moment niszczący wynoszący 200 N·m , moment obrotowy wynoszący 110 N·m i końcowy moment obrotowy wynoszący 90 N·m przy odcinającej różnicy ciśnień wynoszącej 10 barów. Dostępne zasilanie pneumatyczne to 5,5 bara . Zawór musi zostać zamknięty w przypadku utraty powietrza.
| Punkt weryfikacji | Wymagany moment obrotowy | Wyjście siłownika | Wynik |
|---|---|---|---|
| Start powietrzny (otwieranie) | 200 (przerwa) | 380 | Przełęcz |
| Końcówka pneumatyczna (całkowicie otwarta) | 110 (bieganie) | 300 | Przełęcz |
| Początek wiosny (zamknięcie) | 110 (bieganie) | 160 | Przełęcz |
| Koniec sprężyny (zamknięty) | 200 (miejsca siedzące) | 275 | Przełęcz |
Teraz sprawdź ten sam siłownik przy obniżonym ciśnieniu zasilania wynoszącym 4 bary. Moc pneumatyczna skaluje się liniowo wraz z ciśnieniem: początek powietrza wynosi 380 × 4 ÷ 5,5 = 276 N·m, a koniec powietrza wynosi 218 N·m. Wartości sprężyn nie zmieniają się. Margines otwarcia zmniejsza się ze 180 N·m do 76 N·m, ale konfiguracja nadal mija. Jest to właściwy sposób wykorzystania kontroli ciśnienia: zawsze sprawdzaj przy minimalnym zasilaniu, jakie możesz zagwarantować, a nie przy ciśnieniu nominalnym w instalacji.
W ogólnych przewodnikach po wymiarach najwięcej uwagi poświęca się siłownikom elektrycznym i pneumatycznym, ale siłowniki hydrauliczne oferują najlepszą gęstość mocy spośród trzech technologii. Ponieważ układ hydrauliczny zwykle pracuje pod ciśnieniem od 70 do 210 barów, a nie od 3 do 8 barów w przypadku powietrza w instalacji, kompaktowy cylinder hydrauliczny może wytworzyć moment obrotowy, który wymagałby znacznie większego siłownika pneumatycznego.
Przy doborze siłownika hydraulicznego znaczenie mają dwie różnice. Po pierwsze, maksymalna wydajność jest ustawiana na podstawie ustawienia zaworu nadmiarowego, a nie na podstawie maksymalnego ciśnienia znamionowego pompy. Po drugie, moment obrotowy siłownika oblicza się na podstawie efektywnej powierzchni tłoka i różnicy ciśnień na tłoku w momencie działania. Działaj odwrotnie: najpierw wybierz ustawienie zaworu nadmiarowego, ponieważ określa ono pułap momentu obrotowego, następnie dostosuj ścieżkę przepływu do wymaganego czasu skoku, a następnie sprawdź, czy pompa i silnik mogą zapewnić przepływ.
W pętli sterującej pojawia się większość problemów z doborem hydraulicznym. W standardowym zestawie zawór-siłownik, a hydrauliczny zawór elektromagnetyczny przełącza kierunek przepływu, aby wysunąć i wsunąć siłownik. A zawór regulacyjny zespołu napędowego obcina natężenie przepływu tak, aby czas skoku mieścił się w limicie procesu. A zawór nadmiarowy jednostki napędowej chroni gniazdo zaworu przed skokami momentu obrotowego, ograniczając maksymalne ciśnienie w układzie.
Producenci zaworów nadmiarowych jednostek napędowych, hurtownia - Ningbo Panic Hydrauli Ningbo Panic Hydraulic Technology Co., Ltd to chińscy producenci zaworów nadmiarowych jednostek napędowych i fabryka OEM / ODM. Specjalizujemy się w sprzedaży hurtowej ... Zobacz produkt →
Producenci zaworów regulacyjnych jednostek napędowych, fabryka hurtowa - Ningbo Panic Hydr Ningbo Panic Hydraulic Technology Co., Ltd to chińscy producenci zaworów regulacyjnych jednostek napędowych i fabryka OEM/ODM. Specjalizujemy się w całościowych... Zobacz produkt →
Producenci zaworów elektromagnetycznych, fabryka wtykowych zaworów elektromagnetycznych Ningbo Panic Hydraulic Technology Co., Ltd to chińscy producenci zaworów elektromagnetycznych OEM / ODM i fabryka wtykowych zaworów elektromagnetycznych. Specjalizujemy się... Zobacz produkt → Sekwencja wymiarowania pakietu siłowników hydraulicznych jest prosta. Oblicz wymagany moment obrotowy z arkusza danych zaworu i współczynnika bezpieczeństwa. Przekształć moment obrotowy na wymaganą różnicę ciśnień, korzystając z efektywnej powierzchni i ramienia momentu siłownika. Ustawić zawór nadmiarowy na wartość wygodnie wyższą od tego ciśnienia, zwykle o 10% do 20% wyższą, tak aby siłownik mógł rozwinąć pełny moment obrotowy bez podnoszenia zaworu nadmiarowego. Następnie dobierz rozmiar pompy i silnika tak, aby przepływ był wystarczający do przeskoczenia zaworu w wymaganym czasie. Na koniec sprawdź, czy zawór elektromagnetyczny ma wystarczająco duży współczynnik przepływu i pozwól, aby zawór regulacyjny precyzyjnie dostroił prędkość skoku.
Wszystko to zakłada, że rozumiesz zasada działania układu hydraulicznego zwłaszcza, jak przepływ pompy, reakcja zaworu i przemieszczenie siłownika oddziałują na siebie podczas szybkiego skoku. W praktyce agregaty hydrauliczne są stosunkowo łatwe w obsłudze w porównaniu z agregatami mechanicznymi , dlatego też hydrauliczne uruchamianie zaworów jest powszechne w przypadku zaworów odcinających o dużej średnicy, zasuw do zbiorników i ciężkiego sprzętu dźwigowego.
Większość awarii siłowników nie jest spowodowana wadliwym produktem. Są one spowodowane niekompletnymi obliczeniami na etapie inżynierskim. Te siedem błędów pojawia się wielokrotnie w raportach terenowych i dokumentacjach rozruchu.
Zanim sfinalizujesz zamówienie, przejrzyj poniższą listę kontrolną, mając przed sobą arkusz danych zaworu i katalog siłowników. Negatywna odpowiedź na którykolwiek element oznacza, że wymiarowanie nie jest kompletne.
Jeśli budujesz hydrauliczny zespół napędowy do napędzania siłownika, przejrzyj go nasz przewodnik dla kupujących agregaty hydrauliczne AC zanim zdecydujesz się na rozmiar pompy i silnika. Wymagany moment obrotowy siłownika staje się wymaganiem ciśnienia i przepływu, które musi zapewnić jednostka napędowa.
Zasada 25% oznacza, że wyjściowy moment obrotowy siłownika musi wynosić co najmniej 1,25-krotność maksymalnego opublikowanego momentu niszczącego zaworu. Uwzględnia niepewność pomiaru, starzenie się uszczelnienia oraz drobne różnice pomiędzy zaworem badanym a zaworem dostarczonym. Traktuj go jak podłogę, a nie cel. Zwiększ ją do 1,5 lub więcej, jeśli proces jest brudny, ścierny lub ma krytyczne znaczenie dla bezpieczeństwa.
Ponieważ wyjściowy moment obrotowy zmienia się wraz z położeniem. Moment obrotowy powietrza jest najwyższy na początku skoku, a najniższy, gdy sprężyna jest całkowicie ściśnięta; moment obrotowy sprężyny jest odwrotny. Pojedyncza wartość katalogowa nie jest w stanie określić, czy zawór całkowicie się otworzy, całkowicie zamknie i utrzyma pozycję przez cały skok. Mogą to zrobić tylko wartości początku powietrza, końca powietrza, początku sprężyny i końca sprężyny.
Tak. Margines powyżej około 2-krotności wymaganego momentu zrywającego może spowodować ściśnięcie gniazda poza zakres projektowy, wygiąć trzpień w konstrukcjach z obciążeniem bocznym, wytworzyć uderzenie wodne podczas szybkiego zamykania i bardzo utrudnić dostrojenie pętli sterującej. Celem jest sprawdzona dodatnia marża, a nie największy siłownik w katalogu.
W przypadku siłowników pneumatycznych wyjściowy moment obrotowy rośnie niemal liniowo wraz z ciśnieniem zasilania. Siłownik wytwarzający moment obrotowy 380 N·m przy 5,5 bara dostarcza jedynie 276 N·m przy 4 barach. W przypadku siłowników hydraulicznych moment obrotowy skaluje się wraz z różnicą ciśnień na tłoku, która jest ograniczona przez ustawienie zaworu nadmiarowego. Zawsze dobieraj przy minimalnym ciśnieniu, jakie system może wytrzymać.
Zapytaj o moment rozrywający, moment roboczy i moment końcowy przy maksymalnej różnicy ciśnień i maksymalnej temperaturze, dla obu kierunków przepływu. W przypadku zaworów liniowych należy podać obciążenie gniazda, tarcie uszczelnienia i obszar niewyważenia. Zapytaj także, czy opublikowane wartości zawierają już margines bezpieczeństwa, więc nie dodajesz drugiego marginesu na górze.
Wybierz uruchamianie hydrauliczne, gdy wymagany moment obrotowy jest bardzo wysoki, gdy przestrzeń montażowa jest mała, gdy powietrze w instalacji jest zawodne lub słabo osuszone lub gdy potrzebna jest stała siła niezależna od wahań dopływu powietrza. Układy hydrauliczne doskonale nadają się również do zaworów odcinających o dużej średnicy, wciągników i sprzętu mobilnego, w których istnieje już hydrauliczne źródło zasilania.
Dobór siłownika zaworu to pętla weryfikacyjna, a nie pojedyncza tabela. Uruchom go ponownie za każdym razem, gdy zmieni się rozmiar zaworu, klasa ciśnienia, medium procesowe lub ciśnienie zasilania. Dokumentuj każdy sygnał wejściowy — wartość momentu zrywającego, współczynnik bezpieczeństwa, moment obrotowy na końcu sprężyny i minimalne rzeczywiście gwarantowane ciśnienie zasilania — i przechowuj ten plik razem z kartą danych zaworu.
Siłownik, który przechodzi wszystkie cztery testy momentu obrotowego przy minimalnym zasilaniu, spełnia wymagany czas skoku, pasuje do standardowego kołnierza montażowego i pozostawia udokumentowany margines, jest prawidłowy. I na tym polega całe zadanie — wykonane prawidłowo pozwala uniknąć najkosztowniejszej awarii w każdym systemie zaworowym: tej, która pojawia się dopiero po dokręceniu siłownika i uruchomieniu procesu.