محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی که به عنوان نیروی محرک و برای به حرکت درآوردن بسیاری از ماشین‌آلات مورد استفاده قرار می‌گیرد در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است.

در ادامه روش محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی نظیر محاسبه گشتاور، سرعت دورانی و … شرح داده خواهد شد. اما ابتدا به معرفی متغیرهای مورد استفاده در روابط پرداخته خواهد شد.

G : بیشینه جرم وسیله نقلیه

V : بیشترین سرعت مورد نیاز وسیله نقلیه

α : بیشترین میزان شیبی که وسیله نقلیه بر روی آن حرکت خواهد کرد

R : شعاع چرخ محرک وسیله نقلیه

I : نسبت تبدیل گیربکس ( در صورت استفاده از گیربکس)

r : مقاومت غلتشی (با توجه به جدول زیر انتخاب می‌شود)

µ : ضریب اصطکاک (0.75 ~ 0.90)

نوع سطحضریب مقاومت
بتن0.020 ~ 0.010
آسفالت0.022 ~ 0.012
سنگ ریزه0.037 ~ 0.015
سنگ فرش0.085 ~ 0.055
0.037 ~ 0.025
خاک0.037 ~ 0.025
گل0.150 ~ 0.037
شن0.300 ~ 0.060

محاسبه نیروی کشش مورد نیاز

اولین گام محاسبه نیروی کشش مورد نیاز برای به حرکت درآوردن وسیله نقلیه است. این نیرو توسط رابطه زیر قابل محاسبه خواهد بود.

سیستم متریک

سیستم اینچی

F = G (Sin α + r)

F = G (Sin α + r)

F : نیروی کشش مورد نیاز بر حسب daN

F : نیروی کشش مورد نیاز بر حسب lbf

G : بیشینه جرم وسیله نقلیه بر حسب Kg

G : بیشینه جرم وسیله نقلیه بر حسب lb

α : بیشترین زاویه شیب

α : بیشترین زاویه شیب

r : مقاومت غلتشی

r : مقاومت غلتشی

جدول محاسبه نیروی کشش – محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

ادامه مطلب محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

محاسبه گشتاور مورد نیاز چرخ‌های محرک

پس از مشخص شدن نیروی کشش مورد نیاز، گشتاور مورد نیاز چرخ‌های محرک از رابطه زیر قابل محاسبه خواهد بود.

سیستم متریک سیستم اینچی

Tw = F * R

Tw = F * R

F : نیروی کشش مورد نیاز بر حسب daN

F : نیروی کشش مورد نیاز بر حسب lbf

R : شعاع چرخ محرک بر حسب m

R : شعاع چرخ محرک بر حسب in

Tw : گشتاور مورد نیاز چرخ محرک بر حسب daN-m

Tw : گشتاور مورد نیاز چرخ محرک بر حسب in-lb

محاسبه گشتاور مورد نیاز چرخ های محرک – محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

لازم به ذکر است که میزان گشتاور قابل محاسبه از فرمول بالا، گشتاور کل مورد نیاز برای به حرکت درآوردن وسیله نقلیه است. حال چنانچه بر روی هر چرخ و به صورت مستقل، یک عدد هیدروموتور نصب می‌شود، میزان گشتاور محاسبه شده باید بر تعداد هیدروموتورهای محرک تقسیم شود.

ادامه مطلب محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

محاسبه گشتاور مورد نیاز چرخ‌های محرک در صورت استفاده از گیربکس

در صورت استفاده از گیربکس، گشتاور مورد نیاز هیدروموتور از گشتاور چرخ محرک کمتر بوده، و با استفاده از رابطه زیر قابل محاسبه خواهد بود:

سیستم متریک سیستم اینچی

Tm = Tw / I

Tm = Tw / I

Tm : گشتاور شفت هیدروموتور بر حسب daN-m

Tm : گشتاور شفت هیدروموتور بر حسب in-lb

Tw : گشتاور مورد نیاز چرخ محرک بر حسب  daN-m

Tw : گشتاور مورد نیاز چرخ محرک بر حسب  in-lb

I : نسبت تبدیل گیربکس

I : نسبت تبدیل گیربکس

محاسبه گشتاور مورد نیاز چرخ‌های محرک در صورت استفاده از گیربکس – محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

ادامه مطلب محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

محاسبه سرعت دورانی مورد نیاز چرخ‌های محرک

با توجه به سرعت مورد نیاز برای حرکت وسیله نقلیه، سرعت دورانی شفت هیدروموتور از رابطه زیر قابل محاسبه خواهد بود.

سیستم متریک سیستم اینچی

nm = (V * I) / (R * 0.377)

nm = (168 * V * I) / R

nm : سرعت دورانی شفت هیدروموتور بر حسب rpm

nm : سرعت دورانی شفت هیدروموتور بر حسب rpm

V : سرعت مورد نیاز حرکت وسیله نقلیه بر حسب KPH

V : سرعت مورد نیاز حرکت وسیله نقلیه بر حسب MPH

I : نسبت تبدیل گیربکس

I : نسبت تبدیل گیربکس

R : شعاع چرخ محرک وسیله نقلیه بر حسب m

R : شعاع چرخ محرک وسیله نقلیه بر حسب in

محاسبه سرعت دورانی مورد نیاز چرخ‌های محرک – محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

محاسبه نیروی کششی وسیله نقلیه

نیروی کششی (Tractive Effort) وسیله نقلیه همواره تحت تاثیر ضریب اصطکاک سطحی، که در واقع نسبت گشتاور به وزن وسیله نقلیه است، می‌باشد. چنانچه گشتاور اعمالی به چرخ‌های وسیله نقلیه بیشتر از نیروی کششی باشد، گشتاور اضافه به صورت لغزش چرخ بر روی سطح، به هدر خواهد رفت. نیروی کششی با استفاده از رابطه زیر قابل محاسبه است.

لازم به ذکر است که وزن خودرو بر روی تعداد چرخ های خودرو باید تقسیم شود.

سیستم متریک سیستم اینچی

TE = G * 9.81 * µ

TE = G * 9.81 * µ

 TE : نیروی کششی بر حسب daN

 TE : نیروی کششی بر حسب lbf

G : بیشینه جرم وسیله نقلیه بر حسب Kg

G : بیشینه جرم وسیله نقلیه بر حسب lb

µ : ضریب اصطکاک

µ : ضریب اصطکاک

محاسبه نیروی کششی وسیله نقلیه – محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

حال با ذکر یک مثال، نیروی کششی یک خودرو چهار چرخ را محاسبه خواهیم کرد. وزن خودرو معادل 2000 کیلوگرم بوده و خودروی تک دیفرانسیل بر روی سطح آسفالت خیس با ضریب اصطکاک 0.6 در حال حرکت است. بنابر این خواهیم داشت:

F1 = (0.6 * 2000 * 9.81) / 4 = 2943N

در واقع F1 نیروی کشش یک چرخ است و از آنجا که خودرو تک دیفرانسیل است، نیروی کشش کلی توسط 2 چرخ تولید خواهد شد و میزان آن معادل 5886 نیوتن خواهد بود. حال چنانچه بخواهیم شتاب خودرو را در لحظه شروع حرکت محاسبه نماییم باید مطابق قانون نیوتن نیرو را بر جرم خودرو تقسیم نماییم و خواهیم داشت:

a = 5886 / 2000 = 2.943 m/s2

حال با تقسیم شتاب حرکت خودرو بر شتاب جاذبه زمین مقدار “g” وارد شده به خودرو را محاسبه کنیم و خواهیم داشت:

g = 2.943 / 9.81 = 0.3

ضریب اصطکاک

ضریب اصطکاک که با عنوان ضریب کشش (Traction Coefficient) نیز شناخته میشود، در واقع ضریبی است که مربوط به تماس چرخ وسیله نقلیه با سطحی که روی آن حرکت میکند، است. برای یک خودرو با لاستیک های معمولی ضریب اصطکاک با توجه به حرکت بر روی سطوح مختلف متفاوت خواهد بود. در جدول زیر ضریب اصطکاک لاستیک خودرو و برخی سطوح مختلف ارائه شده است.

نوع سطحضریب اصطکاک
یخ خیس0.1
یخ خشک یا برف0.2
ماسه بادی0.4 ~ 0.3
خاک رس خشک0.6 ~ 0.5
ماسه کوبیده شده مرطوب0.5 ~ 0.3
ماسه کوبیده شده خشک0.7 ~ 0.6
آسفالت خیس0.6
بتن خیس0.6
آسفالت خشک0.9
بتن خشک0.9

امیدواریم مطلب محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی برای شما کاربر گرامی مفید واقع شده باشد. در صورت نیاز به محاسبات پمپ و هیدروموتور، از اینجا مطالعه فرمائید

در صورت تمایل به مشاهده مطالب آموزشی نظیر محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی و یا دیدن فیلم های آموزشی به قسمت مطالب آموزشی وب سایت و نیز کانال اینستاگرام شرکت به آدرس Instagram.com/AltonSegal مراجعه فرمایید.

محاسبه هیدروموتور مورد نیاز برای حرکت دادن یک وسیله نقلیه چگونه است؟

ابتدا باید با توجه به وزن وسیله و بیشترین شیبی که وسیله روی آن حرکت میکند و همچنین نوع سطحی که وسیله روی آن حرکت خواهد کرد، نیروی کشش مورد نیاز را محاسبه نمود. سپس با توجه به نیروی کشش و شعاع چرخ های وسیله نقلیه، گشتاور مورد نیاز هیدروموتور محاسبه خواهد شد. سپس با توجه به سرعت مورد نیاز حرکت وسیله نقلیه، سرعت دورانی هیدروموتور محاسبه میشود.

نیروی کشش وسیله نقلیه چیست؟

نیروی کشش وسیله نقلیه نیرویی است که از حاصل ضرب
G * 9.81 * µ
حاصل میشود که در آن G، جرم خودرو بر حسب کیلوگرم و µ ضریب اصطکاک بین تایر و نوع سطحی است که خودرو بر روی آن در حرکت است. مقدار بدست آمده باید بر تعداد چرخ های خودرو تقسیم شود. سپس برای بدست آوردن نیروی کشش کلی، این مقدار در تعداد چرخ های محرک خودرو ضرب شود.

نیروی g چگونه محاسبه میشود؟

با مشخص بودن شتاب وسیله بر حسب m/s2 و تقسیم آن بر شتاب جاذبه زمین (9.81 m/s2) مقدار G force بدست خواهد آمد.