Un vérin hydraulique peut avoir l'alésage, la course et la force théorique corrects, mais ne pas répondre aux exigences de production de la machine car le débit disponible n'est pas suffisant pour le mouvement cible. Le résultat est familier aux constructeurs d'équipements : une levée trop longue, un cycle de poussée qui manque le temps takt ou une course de retour qui se comporte différemment de l'extension.
Le premier calcul de dépistage est simple. Un calculateur de vitesse de vérin hydraulique peut relier le débit d'huile à la surface effective de la chambre, tandis qu'une estimation du temps de cycle du vérin hydraulique relie la vitesse à la course. Mais la vraie machine ajoute également des restrictions de soupapes, des pertes de tuyaux, des changements de pression, des variations de charge, de la zone côté tige, des réglages de commande et une décélération délibérée vers la fin de la course.
Ce guide explique le chemin de calcul qu'un acheteur OEM peut utiliser avant de demander un devis pour un cylindre, une pompe ou un groupe motopropulseur. Il s'agit intentionnellement d'un guide au niveau du système. Un cylindre ne doit pas être sélectionné uniquement en fonction de sa vitesse.
L'alésage détermine la surface totale du piston utilisée lors de l'extension lorsque l'huile pénètre dans l'extrémité du capuchon. Pour un piston circulaire :
Un alésage plus grand a besoin de plus de volume d'huile pour se déplacer à la même vitesse. Cela peut fournir plus de force à une pression donnée, mais cela augmente également le besoin en débit pour une vitesse cible.
Lors de la rétraction, la tige occupe une partie de la zone d'alésage. La surface effective côté tige est :
La course détermine la distance que le piston doit parcourir. Il détermine également le volume d'huile requis pour un mouvement d'extension ou de rétraction. Une course longue peut créer une demande importante de volume et de débit, même lorsque la vitesse linéaire cible semble modeste.
Utiliser le débit qui peut atteindre le vérin lors du mouvement concerné de la machine. Le débit indiqué sur la plaque signalétique de la pompe n’est pas toujours identique au débit utile du cylindre. Les ouvertures de vannes, le diamètre des tuyaux, les raccords, les filtres, les commandes compensées en pression, le partage avec d'autres actionneurs et le régime moteur peuvent modifier le débit disponible au niveau du cylindre.
Pour des unités cohérentes, la relation de vitesse de base est :
v = Q ÷ UNE
La conversion d’unité doit être effectuée correctement. Si la surface est en pouces carrés et le débit en gallons par minute, convertissez les gallons par minute en pouces cubes par seconde avant de calculer les pouces par seconde. Un gallon américain contient 231 pouces cubes, donc :
Dans le travail métrique, utilisez des mètres cubes par seconde et des mètres carrés, ou des litres par minute avec une conversion correspondante. Ne mélangez pas la surface basée sur les pouces avec les litres par minute sans d'abord convertir les unités.
t_contrôlecomprend la commutation des vannes, l'accélération, la décélération, le maintien, l'engagement de la charge et toute période d'attente intégrée à la séquence de la machine. Il n’est pas prudent de supposer qu’un cycle complet correspond simplement à deux fois la durée de prolongation.
Supposons qu’un vérin à tige unique possède :
Ce sont des valeurs de dépistage théoriques. Le temps réel de la machine peut être plus long en raison de la variation de cylindrée de la pompe, du contrôle des vannes, des pertes de pression, des conditions de charge, des restrictions des flexibles, de l'amortissement, des fuites et du temps d'arrêt programmé. L'exemple ne représente pas une évaluation ou un temps de cycle garanti pour un produit HCIC.
Un vérin monotige utilise la zone à passage intégral d'un côté et la zone annulaire de l'autre. À débit égal, la plus petite surface côté tige produit une vitesse théorique plus élevée. À pression égale, il produit également une force théorique inférieure à celle du côté à passage intégral.
C'est pourquoi les acheteurs OEM devraient demander des valeurs d'extension et de rétraction distinctes au lieu de demander uniquement la « vitesse du cylindre ».
Une vanne directionnelle peut mesurer différemment les deux directions. Les vannes d'équilibrage, les contrôles de débit, les circuits de détection de charge, les restrictions de retour et la contre-pression peuvent modifier le mouvement réel. Un calcul de la vitesse du cylindre doit identifier si la valeur du débit est le débit de la pompe, le débit de sortie de la vanne ou le débit mesuré au port du cylindre.
Une tringlerie de levage peut se déplacer selon différents angles mécaniques. Un compacteur ou un éjecteur peut rencontrer une résistance changeante. Une pince peut accélérer, entrer en contact avec un matériau puis se maintenir contre une charge. Ces événements affectent la pression et peuvent amener le système de contrôle à réduire le débit ou à entrer dans un état de fonctionnement protégé.
Un amortisseur, une vanne de contrôle de débit ou une rampe électronique peuvent réduire la vitesse vers la fin de la course. Cela peut protéger le cylindre et la machine, mais cela signifie que le temps de cycle moyen n'est pas calculé uniquement à partir de la vitesse à mi-course sans amortissement. Le concepteur doit séparer le déplacement rapide, la décélération contrôlée et le temps de séjour lorsqu'un objectif de temps de cycle est important.
Une révision des tailles utile fonctionne à rebours des exigences de la machine :
1. Définissez le mouvement souhaité :Enregistrez la course, le temps d’extension cible, le temps de rétraction cible et la durée totale du cycle.
2. Calculez les deux zones efficaces :Utilisez la zone d'alésage pour le sens de l'alésage total et la zone annulaire pour le côté tige.
3. Calculer le débit requis :Réorganisez v = Q ÷ A en Q = v × A, puis convertissez le résultat dans le système d'unités sélectionné.
4. Vérifier la force dans les mêmes conditions de fonctionnement :Le débit contrôle la vitesse ; pression et force théorique de contrôle de zone efficace.
5. Vérifiez le fonctionnement de la pompe :Confirmez que la pompe peut fournir le débit requis à la pression demandée par la charge.
6. Vérifiez les fonctions partagées :Déterminez si un autre actionneur, une vanne ou une fonction de refroidissement utilise le même débit de pompe.
7. Vérifiez la taille des lignes :Les restrictions sur les tuyaux et les ports peuvent réduire le débit disponible et augmenter la génération de chaleur.
8. Comportement du clapet anti-retour et du coussin : Confirmez que la vanne peut mesurer le débit requis et que le coussin est adapté à la charge et à la vitesse.
9. Mesurez le temps de cycle réel :Testez l’extension et la rétraction séparément sous une charge et une température représentatives.
10. Confirmez la conception finale :Examinez le cylindre, le HPU, la vanne, le tuyau et la structure comme un seul système avant la sortie.
Avant de demander un devis, préparez les réponses à ces questions :
Ces détails permettent de distinguer un problème de cylindre d'un problème de groupe hydraulique, de vanne, de flexible, de commande ou de séquence mécanique.
La pompe peut remplir plusieurs fonctions et le débit peut changer en fonction du régime moteur ou de la logique de commande. Utilisez le débit disponible pendant le mouvement réel du cylindre.
La rétraction utilise une zone différente dans un cylindre à tige unique. Une conception qui réussit le calcul d'extension peut toujours ne pas respecter l'exigence de temps de retour.
L’amortissement et le contrôle de rampe font partie du cycle. Ils doivent être inclus lorsque l’acheteur a un objectif de temps de production strict.
Un alésage plus grand peut augmenter la force mais augmente également le volume d'huile et la demande de débit. Si la pompe n'est pas changée, le cylindre peut se déplacer plus lentement.
Une formule théorique ne tient pas compte de chaque chute de pression, changement de charge ou action de contrôle. Une décision finale en matière de temps de cycle nécessite des tests ou une révision par le fabricant sur la base des données complètes de la machine.
Le calcul de la vitesse du vérin hydraulique et le temps de cycle du vérin hydraulique ne dépendent pas uniquement du débit de la pompe. La surface d'alésage, la surface côté tige, la course, le comportement de la vanne, les conditions de pression, les restrictions des flexibles, les changements de charge et le contrôle de fin de course influencent tous le résultat.
Pour un acheteur OEM, la demande la plus utile n’est pas simplement de « proposer un cylindre rapide ». Indiquez les temps d'extension et de rétraction cibles, le débit disponible au niveau du vérin, la pression sous charge, la course, la géométrie de montage et la séquence de la machine. HCIC peut alors vérifier si le vérin et l'unité de puissance hydraulique sont dimensionnés comme un système de mouvement complet.
HCIC, également connue sous le nom de Jinan Huachen Industrial Co., Ltd., développe et fabrique des vérins hydrauliques, des groupes hydrauliques et des composants hydrauliques associés pour les véhicules, la gestion des déchets, la construction et les équipements industriels. L'adéquation finale doit être vérifiée par rapport à la conception complète de la machine et aux exigences de sécurité applicables.
