Projetar Sistemas Hidráulicos
O sistema de transmissão hidráulica é parte integrante do maquinário hidráulico. O projeto do sistema de transmissão hidráulica deve ser realizado ao mesmo tempo que o projeto geral da máquina hospedeira. Ao iniciar o projeto, devemos partir da situação real, combinar organicamente várias formas de transmissão, aproveitar ao máximo as vantagens da transmissão hidráulica e nos esforçar para projetar um sistema de transmissão hidráulica com estrutura simples, operação confiável, baixo custo, alta eficiência, operação simples e manutenção conveniente.
Etapas de projeto
Não existe uma sequência estrita nas etapas de projeto do sistema hidráulico e cada etapa é frequentemente intercalada entre si. De modo geral, depois de esclarecer os requisitos de projeto, proceda aproximadamente da seguinte forma.
1) Determine a forma do atuador hidráulico;
2) Realizar análise das condições de trabalho e determinar os principais parâmetros do sistema;
3) Desenvolva um plano básico e elabore um diagrama esquemático do sistema hidráulico
4) Selecione os componentes hidráulicos
5) Cálculo de desempenho do sistema hidráulico
6) Desenhar desenhos de trabalho e preparar documentos técnicos
Esclareça os requisitos de design
Não existe uma sequência estrita nas etapas de projeto do sistema hidráulico e cada etapa é frequentemente intercalada entre si. De modo geral, depois de esclarecer os requisitos de projeto, proceda aproximadamente da seguinte forma.
1) Determine a forma do atuador hidráulico;
2) Realizar análise das condições de trabalho e determinar os principais parâmetros do sistema;
3) Desenvolva um plano básico e elabore um diagrama esquemático do sistema hidráulico
4) Selecione os componentes hidráulicos
5) Cálculo de desempenho do sistema hidráulico
6) Desenhar desenhos de trabalho e preparar documentos técnicos
7) Requisitos para proteção contra poeira, proteção contra explosão, proteção contra frio, ruído, segurança e confiabilidade
8) Requisitos de eficiência, custo, etc.
Desenvolva um plano básico
3.1 Desenvolva um plano de ajuste de velocidade
Após a determinação do atuador hidráulico, o controle de sua direção e velocidade de movimento é a questão central na formulação do circuito hidráulico.
O controle direcional é obtido usando válvulas direcionais ou unidades de controle lógico. Para sistemas hidráulicos gerais com vazões pequenas e médias, as ações necessárias são alcançadas principalmente através de uma combinação orgânica de válvulas direcionais. Para sistemas hidráulicos com alta pressão e grande vazão, a combinação lógica de válvula de cartucho e válvula de controle piloto é frequentemente usada para conseguir isso.
O controle de velocidade é obtido alterando o fluxo de entrada ou saída do atuador hidráulico ou utilizando a alteração do volume do espaço selado. Os métodos de ajuste correspondentes incluem estrangulamento e regulação de velocidade, regulação de velocidade volumétrica e a combinação dos dois - estrangulamento volumétrico e regulação de velocidade.
A regulação da velocidade do acelerador geralmente usa uma bomba quantitativa para fornecer óleo e uma válvula de controle de fluxo é usada para alterar a taxa de fluxo do atuador hidráulico de entrada ou saída para ajustar a velocidade. Este método de regulação de velocidade possui uma estrutura simples. Como este sistema deve utilizar uma válvula flash, ele apresenta baixa eficiência e alta geração de calor. É usado principalmente em situações de baixa potência.
A regulação volumétrica da velocidade atinge o objetivo de regulação da velocidade alterando o deslocamento de uma bomba hidráulica ou motor hidráulico. A vantagem é que não há perda por transbordamento e perda de estrangulamento, e a eficiência é alta. Mas para dissipar o calor e compensar vazamentos, é necessária uma bomba auxiliar. Este método de regulação de velocidade é adequado para sistemas hidráulicos com alta potência e alta velocidade de movimento.
A regulação da velocidade de estrangulamento volumétrico geralmente usa uma bomba variável para fornecer óleo e uma válvula de controle de fluxo para ajustar a taxa de fluxo do atuador hidráulico de entrada ou saída e fazer com que a quantidade de fornecimento de óleo se adapte à demanda de óleo. Este tipo de malha de controle de velocidade também é mais eficiente e possui melhor estabilidade de velocidade, mas sua estrutura é mais complexa.
A regulação da velocidade do acelerador tem três formas: estrangulamento de entrada de óleo, estrangulamento de óleo de retorno e estrangulamento de bypass. O estrangulamento de entrada tem um pequeno impacto inicial, o estrangulamento de retorno é frequentemente usado em situações com cargas negativas e o estrangulamento de bypass é usado principalmente em circuitos de controle de velocidade de alta velocidade. Uma vez determinado o plano de regulação de velocidade, será também determinada a forma de circulação do circuito.
A regulação da velocidade do acelerador geralmente adota uma forma de ciclo aberto. Num sistema aberto, a bomba hidráulica retira óleo do tanque e o óleo pressurizado flui através do sistema para liberar energia e depois é descarregado de volta para o tanque. O circuito aberto tem estrutura simples e boa dissipação de calor, mas o tanque de combustível é grande e o ar é facilmente misturado.
A regulação da velocidade volumétrica adota principalmente a forma de ciclo fechado. Num sistema fechado, a porta de sucção da bomba hidráulica está diretamente conectada à porta de descarga de óleo do atuador, formando um circuito de circulação fechado. Sua estrutura é compacta, mas suas condições de dissipação de calor são ruins.
3.2 Desenvolva um plano de controle de pressão
Quando o atuador hidráulico está funcionando, o sistema é necessário para manter uma certa pressão de trabalho ou trabalhar dentro de uma certa faixa de pressão, e alguns exigem ajuste de pressão contínuo em vários estágios ou contínuo. Geralmente, em um sistema de estrangulamento e regulação de velocidade, o óleo é normalmente fornecido por uma bomba quantitativa. Use a válvula de alívio para ajustar a pressão necessária e mantê-la constante. No sistema de controle volumétrico de velocidade, uma bomba variável é usada para fornecer óleo e uma válvula de segurança é usada para proteção de segurança.
Em alguns sistemas hidráulicos, às vezes é necessário óleo de alta pressão com uma vazão pequena. Neste caso, um circuito booster pode ser usado para obter alta pressão em vez de uma bomba de alta pressão separada. Quando o atuador hidráulico não necessita de abastecimento de óleo por um determinado período de tempo durante o ciclo de trabalho e é inconveniente parar a bomba, é necessário considerar a seleção de um circuito de descarga.
Quando a pressão de trabalho em uma determinada parte do sistema precisar ser inferior à pressão da fonte principal de óleo, um circuito redutor de pressão deverá ser considerado para obter a pressão de trabalho necessária.
3.3 Desenvolver processo de ação sequencial
As ações sequenciais de cada atuador da máquina hospedeira variam de acordo com o tipo de equipamento. Alguns operam de acordo com procedimentos fixos, enquanto outros são aleatórios ou artificiais. Os mecanismos de controle das máquinas de construção são em sua maioria manuais e geralmente controlados por válvulas reversoras manuais multidirecionais. As ações sequenciais de cada atuador de máquinas de processamento são controladas principalmente por curso. Quando a peça de trabalho se move para uma determinada posição, um sinal elétrico é enviado através do interruptor de curso elétrico para o eletroímã para empurrar a válvula solenóide ou pressionar diretamente a válvula de curso para controlar as ações subsequentes. O interruptor de deslocamento é mais conveniente de instalar, enquanto a válvula de deslocamento precisa ser conectada ao circuito de óleo correspondente, por isso é adequado apenas para ocasiões em que a conexão da tubulação é mais conveniente.
Há também controle de tempo, controle de pressão, etc. Por exemplo, uma bomba hidráulica dá partida sem carga. Após um período de tempo, quando a bomba opera normalmente, o relé de retardo envia um sinal elétrico para fechar a válvula de descarga e estabelecer a pressão normal de trabalho. O controle de pressão é usado principalmente em máquinas-ferramentas com pinças hidráulicas, prensas extrusoras, etc. Quando um atuador completa uma ação predeterminada, a pressão no circuito atinge um determinado valor e um sinal elétrico é enviado através do relé de pressão ou da válvula de sequência. aberto para permitir a passagem do óleo sob pressão para iniciar a próxima ação.
3.4 Selecione a fonte de energia hidráulica
O meio de trabalho do sistema hidráulico é totalmente fornecido pela fonte hidráulica, e o núcleo da fonte hidráulica é a bomba hidráulica. O sistema de estrangulamento e regulação de velocidade geralmente utiliza uma bomba quantitativa para fornecer óleo. Na ausência de outras fontes auxiliares de óleo, o volume de fornecimento de óleo da bomba hidráulica deve ser maior que a necessidade de óleo do sistema. O excesso de óleo flui de volta para o tanque de óleo através da válvula de transbordamento. A válvula de transbordamento Ao mesmo tempo, desempenha o papel de controlar e estabilizar a pressão da fonte de óleo. A maioria dos sistemas de controle volumétrico de velocidade utiliza uma bomba variável para fornecer óleo e uma válvula de segurança para limitar a pressão máxima do sistema.
Para economizar energia e melhorar a eficiência, o volume de fornecimento de óleo da bomba hidráulica deve tentar corresponder ao fluxo exigido pelo sistema. Para situações em que a quantidade de óleo exigida pelo sistema varia muito em cada estágio do ciclo de trabalho, geralmente é utilizado o fornecimento de óleo multibomba ou o fornecimento variável de óleo da bomba. Para situações em que a vazão necessária é pequena por um longo período, um acumulador pode ser adicionado como fonte auxiliar de óleo.
O dispositivo de purificação de óleo é indispensável na fonte hidráulica. Geralmente, um filtro grosso é instalado na entrada da bomba, e o óleo que entra no sistema é filtrado novamente através do filtro fino correspondente de acordo com os requisitos dos componentes protegidos. Para evitar que impurezas do sistema retornem ao tanque de óleo, um filtro magnético ou outros tipos de filtros podem ser instalados na linha de retorno de óleo. De acordo com o ambiente em que o equipamento hidráulico está localizado e os requisitos de aumento de temperatura, aquecimento, resfriamento e outras medidas também devem ser considerados.
3.5. Desenhe o diagrama do sistema hidráulico
O diagrama do sistema hidráulico de toda a máquina é composto pelo circuito de controle planejado e pela fonte hidráulica. Ao combinar cada circuito, os componentes redundantes devem ser removidos e a estrutura do sistema deve ser simples. Preste atenção à relação interligada entre os vários componentes para evitar mau funcionamento. As ligações de perda de energia devem ser minimizadas. Para melhorar a eficiência de funcionamento do sistema, a fim de facilitar a manutenção e monitoramento do sistema hidráulico, os componentes de detecção necessários (como manômetros, termômetros, etc.) devem ser instalados nas seções principais do sistema.
As peças-chave de equipamentos de grande porte devem ser equipadas com peças de equipamento para que possam ser substituídas rapidamente em caso de acidente, para garantir a operação contínua do equipamento principal. Cada componente hidráulico deve utilizar, tanto quanto possível, peças padrão nacionais, e o diagrama deve ser desenhado de acordo com a posição normal dos símbolos funcionais dos componentes hidráulicos estipulados nas normas nacionais. Para componentes não padronizados autoprojetados, diagramas esquemáticos estruturais podem ser usados para desenhá-los.
