เมื่อวิศวกร OEM ถามถึง...กระบอกไฮดรอลิกที่สามารถ “ดันได้ 10 ตัน” หรือ “ดึงได้ 10 ตัน” คำถามแรกคือต้องใช้แรงนั้นที่ด้านเต็มเจาะหรือด้านก้าน กระบอกสูบไฮดรอลิกแบบดิฟเฟอเรนเชียลมีพื้นที่ลูกสูบเต็มด้านหนึ่งและอีกด้านหนึ่งเป็นรูปวงแหวน ก้านครอบครองส่วนหนึ่งของพื้นที่ด้านก้าน ดังนั้นแรงดึงที่มีอยู่จึงต่ำกว่าที่ ความดัน เท่ากัน
ความแตกต่างดังกล่าวจะพลาดได้ง่ายเมื่อเลือกกระบอกสูบทดแทนด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกหรือหมายเลขชิ้นส่วนเก่า นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมกระบอกสูบที่ดูเหมือนจะมีความจุตามที่ระบุเพียงพอจึงไม่สามารถส่งแรงที่ต้องการไปในทิศทางการเคลื่อนที่ที่แท้จริงได้
คู่มือนี้จะอธิบายตรรกะการคำนวณที่ใช้สำหรับการตรวจสอบ OEM เบื้องต้น ไม่สามารถทดแทนการออกแบบเครื่องจักรที่สมบูรณ์ การตรวจสอบโครงสร้าง การตรวจสอบวงจรไฮดรอลิก หรือการประเมินความปลอดภัย
เส้นผ่านศูนย์กลางของรูหรือลูกสูบ จะกำหนดพื้นที่ลูกสูบเต็มที่จะสัมผัสกับแรงกดดัน รูเจาะที่ใหญ่ขึ้นสามารถสร้างแรงตามทฤษฎีได้มากกว่าที่แรงดันเท่ากัน แต่ยังเปลี่ยนปริมาตรน้ำมัน อัตราการไหลที่ต้องการสำหรับความเร็วที่กำหนด โครงสร้างกระบอกสูบ และข้อกำหนดในการติดตั้งด้วย
เส้นผ่านศูนย์กลางของก้านส่งผลต่อแรงดึงเนื่องจากก้านกินพื้นที่ด้านก้าน นอกจากนี้ยังส่งผลต่อการเชื่อมต่อก้านสูบ การโหลดไกด์ ระยะห่างที่มีอยู่ และวิธีที่กระบอกสูบจัดการกับแรงอัดหรือแรงดึง ไม่สามารถเลือกก้านได้จากแรงดึงเพียงอย่างเดียว ระยะชัก การติดตั้ง การนำทาง และเส้นทางการรับน้ำหนักจริงก็มีความสำคัญเช่นกัน
ใช้แรงดันที่มีอยู่จริงที่กระบอกสูบในระหว่างการเคลื่อนที่ที่ต้องการ ไม่ใช่แค่การตั้งค่าการผ่อนปรนสูงสุดของปั๊มเท่านั้น การสูญเสียแรงดันผ่านวาล์ว ท่อ ข้อต่อ และส่วนประกอบอื่นๆ สามารถลดแรงดันที่ส่งไปยังกระบอกสูบได้ ลำดับการทำงานของเครื่องควรกำหนดแรงดันการออกแบบที่ใช้ในการคำนวณครั้งแรก
สำหรับการคำนวณรอบแรกโดยใช้หน่วยที่สอดคล้องกัน:
แรงผลักดัน:
แรงดึง:
ที่ไหน:
สำหรับส่วนวงกลม:
หากป้อนความดันเป็น psi และเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นนิ้ว ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นแรงปอนด์ หากป้อนความดันเป็นปาสคาลและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นเมตร ผลลัพธ์จะเป็นนิวตัน รักษาระบบยูนิตให้สอดคล้องตั้งแต่ต้นจนจบ
สมการเหล่านี้อธิบายแรงไฮดรอลิกทางทฤษฎี โดยจะไม่รวมแรงเสียดทานของซีล แรงเสียดทานของตัวนำ การสูญเสียทางกล แรงดันตก มุมโหลด ความเร่ง การโก่งตัวของโครงสร้าง หรือปัจจัยด้านความปลอดภัยโดยอัตโนมัติ
สมมติว่าวิศวกรกำลังคัดกรองกระบอกสูบด้วย:
พื้นที่ลูกสูบเต็มเป็น:
พื้นที่คันคือ:
ค่าทางทฤษฎีของการส่งผ่านครั้งแรกจึงเป็น:
ความแตกต่างไม่ใช่ข้อบกพร่องจากการผลิต มันมาจากพื้นที่แทนที่ก้านที่ด้านก้าน ตัวอย่างมีไว้เพื่อการฝึกการคำนวณเท่านั้น ไม่ใช่การให้คะแนนสำหรับผลิตภัณฑ์หรือเครื่องจักร HCIC เฉพาะเจาะจง
โหลดไม่ได้กระทำโดยตรงตามแนวศูนย์กลางกระบอกสูบเสมอไป การจัดเรียงคันโยก ตัวต่อ บานพับ หรือกรรไกรสามารถเพิ่มหรือลดแรงที่ต้องการในตำแหน่งต่างๆ ได้ วิศวกรควรคำนวณจุดที่แย่ที่สุดในการเคลื่อนไหว ไม่ใช่เฉพาะตำแหน่งเริ่มต้นเท่านั้น
มุมระหว่างกระบอกสูบและชิ้นส่วนขับเคลื่อนก็มีความสำคัญเช่นกัน กระบอกสูบอาจมีแรงทางทฤษฎีสูง แต่มีส่วนประกอบของแรงที่ไม่ดีในมุมใดมุมหนึ่ง ภาพวาดที่แสดงเส้นทางและตำแหน่งของโหลดมีประโยชน์มากกว่าหมายเลขโหลดเดียว
การแบ่งโหลดโดยอิสระ การเร่งความเร็วและการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เป็นเงื่อนไขที่แตกต่างกัน แรงเสียดทานของซีล ความต้านทานของตัวนำ ความเฉื่อย และความต้านทานของวัสดุสามารถทำให้แรงเริ่มต้นสูงกว่าแรงที่ต้องการระหว่างส่วนที่ราบรื่นของจังหวะ
สำหรับอุปกรณ์ เช่น เครื่องดีดตัว เครื่องอัด กลไกการหยิบและการยก ผู้ซื้อควรอธิบายว่าแรงสูงสุดเกิดขึ้นเมื่อใด และน้ำหนักบรรทุกอาจติดขัดหรือเปลี่ยนแปลงในระหว่างจังหวะหรือไม่
ความดันที่อ่านได้ใกล้กับปั๊มอาจไม่ใช่แรงดันที่ช่องกระบอกสูบ ความยาวของท่อ ข้อต่อ วาล์วปรับทิศทาง ระบบควบคุมการไหล และแรงดันต้าน ล้วนส่งผลต่อแรงดันที่มีอยู่ การคำนวณที่เชื่อถือได้ควรระบุตำแหน่งที่วัดความดันและภายใต้สภาวะการทำงานใด
คันเบ็ดที่ได้รับแรงอัดอาจต้องมีการตรวจสอบความเสถียรของคันเบ็ด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเคลื่อนตัวของระยะชักยาวหรือมีการบังคับทิศทางไม่ดี ก้านที่รับแรงดึงอาจถูกควบคุมโดยการเชื่อมต่อและขีดจำกัดของวัสดุที่แตกต่างกัน บทความนี้ไม่ได้แทนที่การคำนวณการโก่งงอหรือการตรวจสอบโครงสร้าง โดยจะแยกการคำนวณพื้นที่แรงออกจากการตรวจสอบเพิ่มเติมเหล่านั้น
การเจาะที่ใหญ่ขึ้นสามารถเพิ่มแรงได้ แต่ยังเพิ่มปริมาตรน้ำมันที่ต้องใช้ในการเคลื่อนลูกสูบไปตามจังหวะที่กำหนดอีกด้วย สำหรับความเร็วเป้าหมาย การไหลที่ต้องการจะสัมพันธ์กับพื้นที่ห้องที่มีประสิทธิภาพและความเร็วลูกสูบ ด้านก้านมีปริมาตรต่อความยาวหน่วยแตกต่างจากด้านเจาะเต็ม
นั่นทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนการออกแบบ:
ดังนั้นกระบอกสูบควรมีขนาดโดยมีปั๊ม วาล์ว อ่างเก็บน้ำ สายยาง การติดตั้ง และรอบการทำงานของเครื่องจักรเป็นระบบเดียว
การสอบถาม OEM ที่เป็นประโยชน์ควรรวมถึง:
ยิ่งเส้นทางโหลดสมบูรณ์มากเท่าไร การแยกแยะปัญหาขนาดกระบอกสูบจากโครงสร้าง ข้อต่อ หรือปัญหาวงจรไฮดรอลิกก็จะยิ่งง่ายขึ้นเท่านั้น
กระบอกไฮดรอลิกการคำนวณแรงผลักและแรงดึงเริ่มต้นด้วยอินพุตพื้นฐานสามแบบ: เส้นผ่านศูนย์กลางของรู เส้นผ่านศูนย์กลางของก้าน และแรงดันที่มีประสิทธิภาพ พื้นที่ลูกสูบเต็มจะกำหนดแรงผลักในการส่งครั้งแรก ในขณะที่ก้านจะลดพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพและแรงดึงด้วย
การคำนวณนั้นเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น มุมเชื่อมต่อ ความต้านทานขณะสตาร์ท ความเร็ว การสูญเสียแรงดัน การบรรทุกของก้าน การติดตั้ง ระบบนำทาง และโครงสร้างของเครื่องจักรเป็นตัวกำหนดว่ากระบอกสูบเหมาะสมกับการใช้งานจริงหรือไม่ ผู้ซื้อ OEM ที่ให้เส้นทางการรับน้ำหนักและข้อมูลไฮดรอลิกที่สมบูรณ์สามารถรับใบเสนอราคาที่มีประโยชน์มากกว่าผู้ซื้อที่ส่งเฉพาะหมายเลขแรงเท่านั้น
HCIC พัฒนาและผลิตกระบอกไฮดรอลิก หน่วยกำลังไฮดรอลิก และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องสำหรับอุปกรณ์ยานพาหนะ การจัดการขยะ การก่อสร้าง และอุปกรณ์อุตสาหกรรม ควรตรวจสอบความเหมาะสมทางเทคนิคโดยเทียบกับการออกแบบเครื่องจักรจริงและข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่เกี่ยวข้อง
