Hướng Dẫn Cách Tính Lực Cần Thiết Để Gia Tốc Cho Tải

 Hôm nay B2bmart tiếp tục giới thiệu đến các bạn đọc về lực cần thiết để gia tốc cho tải (tính toán các bài toàn motor dẫn động chi tiết quay).

Thành phần của tải trên xi lanh thủy lực

Tải trên xi lanh thủy lực (hoặc động cơ) bao gồm 3 thành phần sau:

(1). Khả năng chịu tải thông thường, trong đó công suất chất lỏng được chuyển đổi thành công cơ học tác dụng lên tải.

(2). Lực cản ma sát, trong đó một phần năng lượng chất lỏng được sử dụng để khắc phục ma sát.

(3). Quán tính, nơi cần năng lượng chất lỏng để đưa một tải trọng lớn vào chuyển động, đôi khi rất nhanh.

Theo như Mục (1) và (2) có liên quan, gia tốc đến vận tốc cuối cùng sẽ là tức thời ngay sau khi năng lượng chất lỏng được cấp vào xi lanh (hoặc động cơ).

Công suất do áp suất tăng thêm này được truyền dưới dạng động năng trong khi tải đang chuyển động với vận tốc không đổi và có thể quay trở lại hệ thống dưới dạng sốc và nhiệt khi dừng tải, trừ khi tải có thể bị hấp thụ bởi tải ở dạng công việc.

Mục đích của bảng dữ liệu này là để chỉ ra cách tính toán áp suất hoặc mô-men xoắn phụ cần thiết trong hệ thống thủy lực để tăng tốc tải quán tính, Mục (3), từ trạng thái dừng đến vận tốc cuối cùng của nó trong một thời gian nhất định, giả sử là áp suất cần thiết cho các Mục (1) và (2), tải trọng làm việc và lực cản ma sát đã được tính toán hoặc giả định.

Nếu tải có quán tính cao do khối lượng lớn, như trong Mục (3), thì phải cung cấp thêm một lượng áp suất để tăng tốc tải từ trạng thái dừng đến vận tốc cuối cùng trong một khoảng thời gian mong muốn.

Tính toán cho tải quán tính 

Trước khi tính toán áp suất tối thiểu phụ cần thiết để tăng tốc nhanh chóng hình trụ chuyển động thẳng đứng này, áp suất tối thiểu thông thường cần thiết để di chuyển tải với tốc độ không đổi phải được tính theo phương pháp thông thường: Trọng lượng tải ÷ Diện tích piston. Cũng nên dự phòng cho ma sát trong các cách hoặc hướng dẫn nếu đáng kể.

Sử dụng công thức sau để tính áp suất tối thiểu tăng thêm cho gia tốc đạt vận tốc cuối cùng trong một thời gian xác định:

F = (V . W) ÷ (g . t) Lbs

Trong đó:

• F là lực gia tốc cần thiết, tính bằng lbs.
• V là vận tốc cuối cùng, tính bằng feet trên giây, bắt đầu từ lúc dừng lại.
• W là trọng lượng tải, tính bằng lbs.
• g là gia tốc trọng trường để chuyển trọng lượng thành khối lượng, luôn là 32,16
• t là thời gian, tính bằng giây, trong đó quá trình tăng tốc sẽ diễn ra.

Nếu đã biết lỗ khoan của xi lanh, thì lực gia tốc đối với pittông của nó có thể được tìm trực tiếp từ công thức:

Áp suất tối thiểu= V . W ÷ (A  g . t)

Trong đó:

• A là diện tích pít-tông tính bằng inch vuông. Các ký hiệu khác tương tự như trên.
• Dữ liệu sự cố – Xylanh dọc có tải quán tính
• Tải ổn định = 35.000 lbs.
• Xylanh có Bore = 4 “(Diện tích= 12,57 sq.ins.) Vận tốc ban đầu = 0; Vận tốc cuối cùng = 12ft / sec.
• Thời gian cần thiết để tăng tốc = 2 giây

Ví dụ về tính toán quán tính … Sử dụng dữ liệu bài toán trong hộp để giải tổng áp suất tối thiểu cần thiết trên hình trụ chuyển động thẳng đứng không chỉ để nâng tải đã cho mà còn để tăng tốc nó đến vận tốc cuối cùng trong thời gian xác định. Hoặc để tăng tốc nó từ một vận tốc thấp hơn đến cao hơn.

áp suất tối thiểu cho chuyển động ổn định … 35.000 lbs. (trọng lượng tải) ÷ 12,57 (diện tích piston) = 2784 áp suất tối thiểu cần thiết để nâng tải.

Áp suất tối thiểu để tăng tốc … Áp suất tối thiểu= (12 x 35.000) ÷ (12,57 x 32,16 x 2) = 520 PSI.

Tổng áp suất tối thiểu… Xylanh phải được cung cấp 2784 + 520 = 3304 áp suất tối thiểu để đáp ứng tất cả các điều kiện của bài toán.

Tải không quán tính … Không cần thêm áp suất tối thiểu đáng kể để tăng tốc tải công việc bao gồm gần như hoàn toàn là lực cản ma sát và khối lượng không đáng kể.

Mômen quán tính của tải quay  

Mômen quán tính, được biểu thị bằng ký hiệu J trong công thức ở cột đối diện, phải được tính toán trước khi có thể tính được momen gia tốc. Ví dụ cho ba hình dạng phổ biến được hiển thị ở đây. Nhiều hình dạng khác được thể hiện trong sổ tay chế tạo máy.

 Ống xilanh 

J (mômen quán tính) của một đoạn ống quay quanh trục chạy theo chiều dọc là:

J = W . (R2 + r2) ÷ 2g lnch-Lbs-Secs2

Trong đó:

• W là tổng trọng lượng của ống tính bằng pound
• R là bán kính bên ngoài của ống tính bằng inch
• r là bán kính bên trong của ống tính bằng inch
• g là gia tốc trọng trường, luôn là 32,16
• J (momen quán tính) của một hình trụ đặc quay quanh một trục chạy theo chiều dọc là:
• J = W x R2 ÷ 2g lnch-Lbs-Secs2, trong đó:
• W là tổng trọng lượng của hình trụ tính bằng pound
• R là bán kính bên ngoài của hình trụ tính bằng inch
• g là gia tốc trọng trường, luôn là 32,16

J (momen quán tính) của một lăng trụ có tiết diện đều quanh trục hình vẽ là:

J = W . (A2 + 82) ÷ 12g lnch-Lbs-Secs2

Trong đó:

• W là tổng trọng lượng của lăng kính tính bằng pound
• A và B là kích thước mặt cắt ngang tính bằng inch
• g là gia tốc trọng trường, luôn là 32,16

Tải trọng quay – dẫn động bằng động cơ thủy lực

Phần này các bạn hay nhầm về việc chọn size motor và gia tốc như thế nào?

Đúc ống ly tâm trong đó khối lượng lớn phải được tăng tốc nhanh chóng đến tốc độ nhất định, là một ứng dụng điển hình trong đó một lượng mô-men xoắn đáng kể, ngoài điều kiện cần thiết để giữ cho ống quay ở tốc độ không đổi, phải được cung cấp bởi động cơ thủy lực. Ngẫu nhiên, hầu hết các tải quay được dẫn động ở tốc độ cao đều yêu cầu thêm mô-men xoắn để giúp chúng tăng tốc trong thời gian hợp lý vì động năng rất cao chứa trong hầu hết tải quay được dẫn động ở tốc độ cao. Mômen tăng tốc phụ có thể được tính theo công thức cơ bản sau:

(c) T = J . 7π . RPM ÷ 360 . t inch-lbs

Trong đó:

• T là mô-men xoắn phụ tính bằng inch-lbs.
• J là mômen quán tính của tải trọng quay phải tính toán. Xem công thức trong hộp ở cột đối diện.
• π luôn là 3,1416.
• RPM là sự thay đổi vận tốc, số vòng quay mỗi phút, từ tốc độ dừng đến vận tốc cuối cùng hoặc từ tốc độ thấp hơn đến tốc độ cao hơn.
• t là thời gian cho phép để tăng tốc, tính bằng giây.

Sau khi tìm ra mô-men xoắn, T, áp suất tối thiểu bổ sung trên động cơ thủy lực để tạo ra mô-men xoắn này có thể được xác định từ thông tin danh mục về động cơ cụ thể được sử dụng.

Ví dụ  cụ thể về Quay ống 

Tìm momen xoắn cần thiết để tăng tốc một đoạn ống 500 lb. từ trạng thái dừng lên 700 vòng / phút trong thời gian 5 giây. Đường kính ống là 10 “O.D. x 7” I.D.

Đầu tiên, giải mômen quán tính bằng công thức

J = W . (R2 + r2) ÷ 2g lnch-Lbs-Secs2

J (mômen quán tính) = 500 lbs x (52 + 3,52) ÷ 2 x 32,16

J = 500 x(25 + 12,25) ÷ 64,32 = 289,6

Tiếp theo, sử dụng giá trị được tính toán này của J trong Công thức (c) ở trên để xác định mô-men xoắn cần thiết chỉ cho gia tốc.

T = 289,6 X 3,14 x 700 ÷ 360 x 5 = 353,6 inch lbs.

Hãy nhớ rằng giá trị mô-men xoắn được tính toán này là ngoài mô-men xoắn ổn định cần thiết để giữ cho đoạn ống quay với tốc độ RPM không đổi. Cũng nên nhớ rằng lưu lượng dầu GPM hay LPM đến động cơ phải đủ để tạo ra 700 RPM mong muốn.

Tăng tốc từ tốc độ thấp hơn đến tốc độ cao hơn

Khi tăng tốc từ tốc độ thấp hơn đến tốc độ cao hơn, hãy trừ đi sự khác biệt giữa hai tốc độ và sử dụng giá trị này làm RPM trong công thức cơ bản (c) ở đầu trang này.

B2bmart.vn vừa hướng dẫn anh em cách tinh lực cần thiết để gia tốc cho tải. Các kiến thức này là vô cùng bổ ích với những anh em trong nghề. Hãy lưu lại ngay các thông tin trên để ứng dụng khi cần thiết.