วิธีการคำนวณแรงบิดเอาท์พุตและความเร็วของมอเตอร์ไฮดรอลิก

มอเตอร์ไฮดรอลิกและปั๊มไฮดรอลิกมีความสัมพันธ์กันในแง่ของหลักการทำงาน เมื่อของเหลวถูกป้อนเข้าสู่ปั๊มไฮดรอลิก เพลาจะส่งความเร็วและแรงบิดออกมา ซึ่งจะกลายเป็นมอเตอร์ไฮดรอลิก
1. ขั้นแรกทราบอัตราการไหลที่แท้จริงของมอเตอร์ไฮดรอลิก จากนั้นคำนวณประสิทธิภาพเชิงปริมาตรของมอเตอร์ไฮดรอลิก ซึ่งเป็นอัตราส่วนของอัตราการไหลทางทฤษฎีต่ออัตราการไหลของอินพุตจริง

2. ความเร็วของมอเตอร์ไฮดรอลิกเท่ากับอัตราส่วนระหว่างการไหลเข้าทางทฤษฎีและการกระจัดของมอเตอร์ไฮดรอลิก ซึ่งเท่ากับการไหลเข้าจริงคูณด้วยประสิทธิภาพเชิงปริมาตรแล้วหารด้วยการกระจัด
3. คำนวณความแตกต่างของแรงดันระหว่างทางเข้าและทางออกของมอเตอร์ไฮดรอลิก และคุณสามารถหาได้โดยการรู้แรงดันขาเข้าและแรงดันทางออกตามลำดับ

4. คำนวณแรงบิดทางทฤษฎีของปั๊มไฮดรอลิกซึ่งสัมพันธ์กับความแตกต่างของแรงดันระหว่างทางเข้าและทางออกของมอเตอร์ไฮดรอลิกและการกระจัด

5. มอเตอร์ไฮดรอลิกมีการสูญเสียทางกลในกระบวนการทำงานจริง ดังนั้นแรงบิดเอาท์พุตจริงควรเป็นแรงบิดตามทฤษฎีลบด้วยแรงบิดสูญเสียทางกล
การจำแนกประเภทพื้นฐานและคุณลักษณะที่เกี่ยวข้องของปั๊มลูกสูบและมอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบ
ลักษณะการทำงานของแรงดันไฮดรอลิกแบบเดินต้องใช้ส่วนประกอบไฮดรอลิกที่มีความเร็วสูง แรงดันใช้งานสูง ความสามารถในการรับน้ำหนักภายนอกรอบด้าน ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานต่ำ และสามารถปรับให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมได้ดี

โครงสร้างของชิ้นส่วนซีลและอุปกรณ์กระจายการไหลของปั๊มไฮดรอลิกและมอเตอร์ประเภท ประเภท และยี่ห้อต่างๆ ที่ใช้ในไดรฟ์ไฮโดรสแตติกสมัยใหม่นั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นเนื้อเดียวกัน โดยมีความแตกต่างในรายละเอียดเพียงเล็กน้อย แต่กลไกการแปลงการเคลื่อนที่มักจะแตกต่างกันมาก

จำแนกตามระดับความกดดันในการทำงาน
ในเทคโนโลยีวิศวกรรมไฮดรอลิกสมัยใหม่ ปั๊มลูกสูบต่างๆ ส่วนใหญ่จะใช้ในแรงดันปานกลางและสูง (ปั๊มซีรีย์เบาและซีรีย์กลาง แรงดันสูงสุด 20-35 MPa) แรงดันสูง (ปั๊มซีรีย์หนัก 40-56 MPa) และแรงดันสูงพิเศษ (ปั๊มพิเศษ >56MPa) ใช้เป็นส่วนประกอบในการส่งกำลัง ระดับความเครียดในการทำงานเป็นหนึ่งในคุณลักษณะการจำแนกประเภท

ตามความสัมพันธ์ของตำแหน่งสัมพัทธ์ระหว่างลูกสูบและเพลาขับในกลไกการแปลงการเคลื่อนที่ ปั๊มลูกสูบและมอเตอร์มักจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: ปั๊ม/มอเตอร์ลูกสูบตามแนวแกน และปั๊ม/มอเตอร์ลูกสูบแนวรัศมี ทิศทางการเคลื่อนที่ของลูกสูบอันแรกจะขนานหรือตัดกับแกนของเพลาขับเพื่อสร้างมุมไม่เกิน 45° ในขณะที่ลูกสูบของอันหลังเคลื่อนที่ตั้งฉากอย่างมากกับแกนของเพลาขับ

ในองค์ประกอบลูกสูบตามแนวแกน โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: ประเภทแผ่นซัดและประเภทเพลาเอียงตามโหมดการแปลงการเคลื่อนไหวและรูปร่างของกลไกระหว่างลูกสูบและเพลาขับ แต่วิธีการกระจายการไหลจะคล้ายกัน ปั๊มลูกสูบเรเดียลมีความหลากหลายค่อนข้างง่าย ในขณะที่มอเตอร์ลูกสูบเรเดียลมีรูปแบบโครงสร้างที่หลากหลาย เช่น สามารถแบ่งย่อยเพิ่มเติมตามจำนวนการกระทำ

การจำแนกประเภทพื้นฐานของปั๊มไฮดรอลิกแบบลูกสูบและมอเตอร์ไฮดรอลิกสำหรับตัวขับเคลื่อนแบบไฮโดรสแตติกตามกลไกการแปลงการเคลื่อนที่
ปั๊มไฮดรอลิกลูกสูบแบ่งออกเป็นปั๊มไฮดรอลิกลูกสูบตามแนวแกนและปั๊มไฮดรอลิกลูกสูบตามแนวแกน ปั๊มไฮดรอลิกลูกสูบตามแนวแกนถูกแบ่งออกเป็นปั๊มไฮดรอลิกลูกสูบแกนแผ่นซัด (ปั๊มจานซัด) และปั๊มไฮดรอลิกลูกสูบแกนเอียง (ปั๊มแกนเอียง)
ปั๊มไฮดรอลิกลูกสูบตามแนวแกนแบ่งออกเป็นปั๊มไฮดรอลิกลูกสูบรัศมีกระจายการไหลตามแนวแกนและปั๊มไฮดรอลิกลูกสูบรัศมีกระจายหน้าปลาย

มอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบแบ่งออกเป็นมอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบตามแนวแกนและมอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบแนวรัศมี มอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบตามแนวแกนแบ่งออกเป็นมอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบตามแนวแกนแผ่นซัด (มอเตอร์แผ่นซัด) มอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบแกนเอียง (มอเตอร์แกนเอียง) และมอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบตามแนวแกนแบบหลายการกระทำ
มอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบเรเดียลแบ่งออกเป็นมอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบเรเดียลแบบออกฤทธิ์เดี่ยวและมอเตอร์ไฮดรอลิกลูกสูบเรเดียลแบบหลายทาง
(มอเตอร์โค้งด้านใน)

ฟังก์ชั่นของอุปกรณ์กระจายการไหลคือการทำให้กระบอกลูกสูบทำงานเชื่อมต่อกับช่องแรงดันสูงและแรงดันต่ำในวงจรที่ตำแหน่งและเวลาการหมุนที่ถูกต้อง และเพื่อให้แน่ใจว่าบริเวณแรงดันสูงและต่ำบนส่วนประกอบและ ในวงจรอยู่ในตำแหน่งการหมุนของส่วนประกอบ และมีฉนวนหุ้มด้วยเทปปิดผนึกที่เหมาะสมตลอดเวลา

ตามหลักการทำงาน อุปกรณ์กระจายการไหลสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ประเภทการเชื่อมต่อทางกล ประเภทการเปิดและปิดแรงดันต่าง และประเภทการเปิดและปิดวาล์วโซลินอยด์

ปัจจุบันปั๊มไฮดรอลิกและมอเตอร์ไฮดรอลิกสำหรับการส่งกำลังในอุปกรณ์ขับเคลื่อนแบบไฮโดรสแตติกส่วนใหญ่ใช้การเชื่อมโยงทางกล

อุปกรณ์กระจายการไหลชนิดเชื่อมต่อทางกลนั้นมาพร้อมกับวาล์วหมุน วาล์วแบบเพลทหรือวาล์วเลื่อนที่เชื่อมโยงพร้อมกันกับเพลาหลักของส่วนประกอบ และคู่การกระจายการไหลประกอบด้วยชิ้นส่วนที่อยู่กับที่และชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว

ชิ้นส่วนคงที่จะมีช่องสาธารณะซึ่งเชื่อมต่อกับพอร์ตน้ำมันแรงดันสูงและต่ำของส่วนประกอบตามลำดับ และชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้จะมีหน้าต่างกระจายการไหลแยกต่างหากสำหรับกระบอกสูบลูกสูบแต่ละอัน

เมื่อชิ้นส่วนที่เคลื่อนย้ายได้ติดกับชิ้นส่วนที่อยู่กับที่และเคลื่อนที่ หน้าต่างของแต่ละกระบอกสูบจะเชื่อมต่อกับช่องแรงดันสูงและต่ำบนชิ้นส่วนที่อยู่นิ่งสลับกัน และน้ำมันจะถูกป้อนหรือระบายออก

โหมดการเคลื่อนที่ของการเปิดและปิดที่ทับซ้อนกันของหน้าต่างกระจายการไหล พื้นที่การติดตั้งที่แคบ และแรงเสียดทานในการเลื่อนที่ค่อนข้างสูง ทั้งหมดนี้ทำให้ไม่สามารถจัดเตรียมซีลแบบยืดหยุ่นหรือแบบยืดหยุ่นระหว่างชิ้นส่วนที่อยู่กับที่และชิ้นส่วนที่เคลื่อนย้ายได้

มันถูกปิดผนึกอย่างสมบูรณ์ด้วยฟิล์มน้ำมันที่มีความหนาระดับไมครอนในช่องว่างระหว่าง "กระจกกระจาย" ที่แข็งแกร่ง เช่น ระนาบ ทรงกลม กระบอกสูบ หรือพื้นผิวทรงกรวยที่พอดีอย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นซีลช่องว่าง

ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับการเลือกและการประมวลผลวัสดุคู่ของคู่การกระจาย ในเวลาเดียวกัน ระยะการกระจายหน้าต่างของอุปกรณ์กระจายการไหลควรประสานงานอย่างแม่นยำกับตำแหน่งย้อนกลับของกลไกที่ส่งเสริมลูกสูบเพื่อให้การเคลื่อนที่แบบลูกสูบสมบูรณ์และมีการกระจายแรงที่เหมาะสม

สิ่งเหล่านี้เป็นข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับส่วนประกอบลูกสูบคุณภาพสูงและเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการผลิตหลักที่เกี่ยวข้อง อุปกรณ์กระจายการไหลของการเชื่อมโยงทางกลกระแสหลักที่ใช้ในส่วนประกอบไฮดรอลิกลูกสูบสมัยใหม่คือการกระจายการไหลของพื้นผิวส่วนท้ายและการกระจายการไหลของเพลา

รูปแบบอื่น ๆ เช่นประเภทวาล์วสไลด์และประเภทสวิงกระบอกรองแหนบไม่ค่อยได้ใช้

การกระจายส่วนปลายเรียกอีกอย่างว่าการกระจายตามแนวแกน ตัวเครื่องหลักคือชุดวาล์วโรตารีชนิดแผ่น ซึ่งประกอบด้วยแผ่นกระจายแบบแบนหรือทรงกลมที่มีรอยบากรูปพระจันทร์เสี้ยวสองอันติดอยู่ที่ปลายกระบอกสูบพร้อมรูกระจายรูปทรงเลนซ์

ทั้งสองหมุนค่อนข้างบนระนาบที่ตั้งฉากกับเพลาขับ และตำแหน่งสัมพัทธ์ของรอยบากบนแผ่นวาล์วและช่องเปิดที่ส่วนท้ายของกระบอกสูบจะถูกจัดเรียงตามกฎบางประการ

เพื่อให้กระบอกสูบลูกสูบในการดูดน้ำมันหรือจังหวะแรงดันน้ำมันสามารถสลับกันสื่อสารกับช่องดูดและช่องจ่ายน้ำมันบนตัวปั๊มได้ และในเวลาเดียวกันก็สามารถรับประกันการแยกและการปิดผนึกระหว่างช่องดูดและช่องจ่ายน้ำมัน

การกระจายการไหลตามแนวแกนเรียกอีกอย่างว่าการกระจายการไหลของแนวรัศมี หลักการทำงานของมันคล้ายกับอุปกรณ์กระจายการไหลของใบหน้าที่ปลาย แต่เป็นโครงสร้างวาล์วแบบหมุนที่ประกอบด้วยแกนวาล์วที่ค่อนข้างหมุนและปลอกวาล์ว และใช้พื้นผิวการกระจายการไหลแบบหมุนทรงกระบอกหรือเรียวเล็กน้อย

เพื่ออำนวยความสะดวกในการจับคู่และบำรุงรักษาวัสดุพื้นผิวเสียดทานของชิ้นส่วนคู่การกระจาย บางครั้งอาจเป็นซับที่เปลี่ยนได้) หรือบุชชิ่งถูกตั้งค่าไว้ในอุปกรณ์กระจายสองตัวข้างต้น

ประเภทการเปิดและปิดแรงดันต่างเรียกอีกอย่างว่าอุปกรณ์กระจายการไหลของวาล์วที่นั่ง มีการติดตั้งเช็ควาล์วแบบบ่าวาล์วที่ทางเข้าและทางออกของน้ำมันของกระบอกสูบลูกสูบแต่ละกระบอก เพื่อให้น้ำมันสามารถไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น และแยกแรงดันสูงและต่ำได้ ช่องน้ำมัน

อุปกรณ์กระจายการไหลนี้มีโครงสร้างที่เรียบง่าย ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดี และสามารถทำงานภายใต้แรงกดดันที่สูงมาก

อย่างไรก็ตามหลักการของการเปิดและปิดแรงดันที่แตกต่างกันทำให้ปั๊มประเภทนี้ไม่สามารถพลิกกลับในการแปลงสภาพการทำงานของมอเตอร์ได้ และไม่สามารถใช้เป็นปั๊มไฮดรอลิกหลักในระบบวงจรปิดของอุปกรณ์ขับเคลื่อนแบบไฮโดรสแตติก
โซลินอยด์วาล์วควบคุมเชิงตัวเลขชนิดเปิดและปิดเป็นอุปกรณ์กระจายการไหลขั้นสูงที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นอกจากนี้ ยังตั้งวาล์วหยุดที่ทางเข้าและทางออกของน้ำมันของลูกสูบแต่ละกระบอก แต่จะถูกกระตุ้นด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าความเร็วสูงที่ควบคุมโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และแต่ละวาล์วสามารถไหลได้ทั้งสองทิศทาง

หลักการทำงานพื้นฐานของปั๊มลูกสูบ (มอเตอร์) ที่มีการกระจายการควบคุมเชิงตัวเลข: โซลินอยด์วาล์วความเร็วสูง 1 และ 2 ตามลำดับจะควบคุมทิศทางการไหลของน้ำมันในห้องทำงานด้านบนของกระบอกสูบลูกสูบ

เมื่อวาล์วหรือวาล์วถูกเปิด กระบอกลูกสูบจะเชื่อมต่อกับวงจรแรงดันต่ำหรือแรงดันสูงตามลำดับ และการดำเนินการเปิดและปิดคือเฟสการหมุนที่วัดโดยอุปกรณ์ปรับการควบคุมเชิงตัวเลข 9 ตามคำสั่งการปรับและอินพุต (เอาต์พุต) เซ็นเซอร์มุมการหมุนเพลา 8 ควบคุมหลังการแก้ไข

สถานะที่แสดงในรูปคือสภาพการทำงานของปั๊มไฮดรอลิกที่วาล์วปิดอยู่และห้องทำงานของกระบอกลูกสูบจ่ายน้ำมันให้กับวงจรแรงดันสูงผ่านวาล์วเปิด

เนื่องจากหน้าต่างการกระจายการไหลคงที่แบบดั้งเดิมถูกแทนที่ด้วยวาล์วโซลินอยด์ความเร็วสูงที่สามารถปรับความสัมพันธ์การเปิดและปิดได้อย่างอิสระ จึงสามารถควบคุมเวลาการจ่ายน้ำมันและทิศทางการไหลของน้ำมันได้อย่างยืดหยุ่น

ไม่เพียงแต่มีข้อดีของการพลิกกลับได้ของประเภทการเชื่อมต่อทางกลและการรั่วไหลของการเปิดและปิดความแตกต่างของแรงดันต่ำเท่านั้น แต่ยังมีฟังก์ชั่นการรับรู้ตัวแปรแบบไม่มีขั้นตอนแบบสองทิศทางโดยการเปลี่ยนจังหวะที่มีประสิทธิภาพของลูกสูบอย่างต่อเนื่อง

ปั๊มลูกสูบและมอเตอร์ชนิดกระจายการไหลแบบควบคุมด้วยตัวเลขประกอบด้วยสมรรถนะที่ยอดเยี่ยม ซึ่งสะท้อนถึงทิศทางการพัฒนาที่สำคัญของส่วนประกอบไฮดรอลิกลูกสูบในอนาคต

แน่นอนว่า หลักการของการใช้เทคโนโลยีการกระจายการไหลของการควบคุมเชิงตัวเลขคือการกำหนดค่าโซลินอยด์วาล์วความเร็วสูงพลังงานต่ำคุณภาพสูง และซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์อุปกรณ์ปรับการควบคุมเชิงตัวเลขที่เชื่อถือได้สูง

แม้ว่าโดยหลักการแล้วจะไม่มีความสัมพันธ์ที่ตรงกันระหว่างอุปกรณ์กระจายการไหลของส่วนประกอบไฮดรอลิกของลูกสูบและกลไกการขับเคลื่อนของลูกสูบ แต่โดยทั่วไปเชื่อกันว่าการกระจายส่วนปลายมีความสามารถในการปรับตัวเข้ากับส่วนประกอบที่มีแรงดันใช้งานสูงกว่าได้ดีกว่า ปั๊มลูกสูบตามแนวแกนและมอเตอร์ลูกสูบส่วนใหญ่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันใช้การกระจายการไหลที่ปลายหน้า ปั๊มและมอเตอร์ลูกสูบเรเดียลใช้การกระจายการไหลของเพลาและการกระจายการไหลของใบหน้าที่ส่วนท้าย และยังมีส่วนประกอบประสิทธิภาพสูงบางส่วนที่มีการกระจายการไหลของเพลาอีกด้วย จากมุมมองเชิงโครงสร้าง อุปกรณ์กระจายการไหลควบคุมเชิงตัวเลขประสิทธิภาพสูงเหมาะสำหรับส่วนประกอบลูกสูบแนวรัศมี ความคิดเห็นบางส่วนเกี่ยวกับการเปรียบเทียบทั้งสองวิธีของการกระจายการไหลที่ปลายหน้าและการกระจายการไหลตามแนวแกน สำหรับการอ้างอิง มอเตอร์ไฮดรอลิกเกียร์ไซโคลลอยด์ยังถูกอ้างถึงในนั้นด้วย จากข้อมูลตัวอย่าง มอเตอร์ไฮดรอลิกเกียร์ไซโคลลอยด์ที่มีการกระจายหน้าปลายมีประสิทธิภาพสูงกว่าการกระจายของเพลาอย่างมาก แต่นี่เป็นเพราะการวางตำแหน่งอย่างหลังว่าเป็นผลิตภัณฑ์ราคาถูกและใช้วิธีการเดียวกันในคู่ตาข่าย การรองรับเพลาและอื่น ๆ ส่วนประกอบ การลดความซับซ้อนของโครงสร้างและเหตุผลอื่นๆ ไม่ได้หมายความว่ามีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างประสิทธิภาพของการกระจายการไหลของส่วนท้ายและการกระจายการไหลของเพลาเอง