پاوریونیت-قسمت 4

برای مطالعه مقاله پاوریونیت-قسمت 3 اینجا کلیک کنید.

فرمول محاسبه گشتاور

از آنجا که بیشترین گشتاور پمپ در بیشتری فشار کاری پمپ مورد نیاز خواهد بود، لذا باید از طریق رابطه زیر آن را محاسبه نمود:

11
فرمول محاسبه گشتاور – پاوریونیت-قسمت 4

در رابطه فوق :

T: مقدار گشتاور مورد نیاز بر حسب ft-lb

D: مقدار جابجایی روغن درون پمپ در هر دور بر حسب in3

P: فشار بر حسب PSI

EM: راندمان مکانیکی پمپ

می‌باشد.

گشتاور مورد نیاز برای راه اندازی پمپ در سیستم متریک با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

فرمول محاسبه گشتاور در سیستم متریک - پاوریونیت-قسمت 4
فرمول محاسبه گشتاور در سیستم متریک

که در آن:

M: گشتاور مورد نیاز برای دوران پمپ بر حسب N-m

V: حجم نامی بر حسب سانتی متر مکعب (cc)

P: فشار کاری بر حسب bar

ηmh: راندمان هیدرومکانیکی پمپ که عمومن در بازه 9/0 تا 95/0 در نظر گرفته می‌شود.

از آنجا که سرعت دورانی پمپ 3450 rpm و دبی پمپ 6 گالن  بر دقیقه است، لذا مقدار جابجایی پمپ از رابطه زیر محاسبه خواهد شد:

D = (6 * 231) / 3450 = 0.402 in3

با مشخص شدن حجم جابجایی پمپ، مقدار گشتاور مورد نیاز پمپ برابر است با:

T = (0.402 * 3000) / (12 * 6.28 * 0.9) = 17.8 ft-lb

در این کلاس الکتروموتور انتخاب شده مقدار گشتاور خروجی الکتروموتور به ازاء سرعت‌های دورانی مختلف به شرح زیراست:

  • در سرعت 3000 rpm گشتاور 5 ft-lb/hp
  • در سرعت 1725 rpm گشتاور 0 ft-lb/hp
  • در سرعت 1150 rpm گشتاور 5 ft-lb/hp
  • در سرعت 850 rpm گشتاور 0 ft-lb/hp

با توجه به اینکه سرعت این موتور 3000 rpm و گشتاور محاسبه شده نیز  17.8 ft-lb  است، لذا با تقسیم این گشتاور به عدد 1.5 ft-lb/hp توان مورد نیاز  11.9hp بدست خواهد آمد.

توان محاسبه شده به این روش نیز تقریبا معادل توان محاسبه شده به روش مستقیم (11.7 hp) برای فشار  3000 PSI است.

ادامه مطلب پاوریونیت-قسمت 4

حداقل گشتاور الکتروموتور

قبلا ذکر شد که الکتروموتورها گشتاور بالایی را در شروع به کار خود تولید می‌کنند که به آن گشتاور نقـــطه شـــروع یا Locked Rotor Torque گفته می‌شود.

با افزایش سرعت، گشتاور تولیدی کاهش می‌یابد و در یک سرعت خاص، کمترین مقدار گشتاور تولید خواهد شد که به آن گشتاور Pull Up Torque گفته می‌شود.

با افزایش سرعت دورانی، مجدد گشتاور موتور افزایش یافته و در سرعت خاصی بیشترین گشتاور را تولید می‌کنند که به آن گشتاور Breakdown Torque اطلاق می‌شود.

چنانچه سرعت موتور از این نقطه افزایش یابد، گشتاور خروجی به شدت و با شیب بسیار تندی کاهش می‌یابد که به آن Running Torque یا Full Load Torque نیز گفته می‌شود.

کار کردن الکتروموتور در این گشتاور باعث واماندگی موتور و نهایتا سوختن الکتروموتور می‌گردد.

ذکر این نقطه ضروری است که با کاهش ولتاژ کاری الکتروموتور به میزان 10%، گشتاور Pull Up Torque به میزان 81% کاهش خواهد یافت.

به بیانی دیگر چنانچه ولتاژ 230 ولت به میزان 10% کاهش یابد و به 207 ولت برسد خواهیم داشت:

بنابراین در زمان انتخاب الکتروموتور و بررسی گشتاور Pull Up Torque توجه به این نکته ضروری است.

حال به مثال بازگشته و با بررسی منحنی گشتاور الکتروموتور، مشخص میشود که بسیاری از الکتروموتورهای 7.5 hp قادر به تولید گشتاور مورد نیاز هستند.

بنابراین به جای استفاده از یک الکتروموتور 11.5 hp میتوان برای این مورد از الکتروموتور 7.5hp استفاده نمود.

نحوه محاسبه موتور بنزینی یا دیزل

تصور نمایید که از پمپ هیدرولیکی با مشخصات زیر در یک پاورپک استفاده شده است:

Q = 13.7 GPM

P = 2000 PSI

EM = 0.80

چنانچه دبی و فشار ثابت باشند، میتوان با استفاده از فرمول زیر،که برای الکتروموتور بکار می‌رود،  توان مورد نیاز را محاسبه نمود:

33
پاوریونیت-قسمت 4

از آنجا که موتورهای بنزینی و دیزلی، بیشترین توان را در بالاترین سرعت خود تولید می‌کنند، لذا باید توان آنها را 5/2 برابر توان محاسباتی در نظر گرفت که برای این مثال موتوری با توان 50 hp مورد نیاز خواهد بود.

لازم به ذکر است چنانچه در آغاز به کار موتور، پمپ تحت بار نباشد، و موتور فرصت رسیدن به بیشترین دور نامی خود را داشته باشد، میتوان مقدار محاسبه شده را با یک ضریب اطمینان برای انتخاب موتور در نظر گرفت.

حال با توجه به اینکه حجم جابجایی پمپ مورد نظر 1.75 in3/rev است، بیشترین گشتاور مورد نیاز پمپ با توجه به رابطه زیر بدست می‌آید:

44
پاوریونیت-قسمت 4

لازم به ذکر است که با معلوم بودن سرعت دورانی و توان مورد نیاز، می‌توان گشتاور را از طریق رابطه زیر محاسبه نمود.

T = (hp * 5250) / n

پارامترهای مورد استفاده در این فرمول عبارتند از:

  • T: گشتاور بر حسب Ft-lb
  • Hp: توان بر حسب اسب بخار
  • n: سرعت دورانی بر حسب rpm

بنابراین خواهیم داشت:

T = (20 * 5250) / 1800 = 58 ft – lb

پمپ هیدرولیک (Hydraulic Pump)

 

پمپ هیدرولیک المانی است که وظیفه جابجایی روغن در سیستم هیدرولیک را به عهده دارد. پمپ‌های هیدرولیک دارای مدل‌های مختلفی هستند که عموما قابل دسته بندی به به دو گروه کلی زیر هستند:

  • پمپهای جابجایی ثابت
  • پمپ‌های جابجایی متغیر

پمپ‌های جابجایی ثابت در هر دوران کامل شفت آنها، مقدار حجم ثابتی از روغن را از  پورت ورودی (Intake Port) دریافت و به پورت خروجی (outlet Port) انتقال می‌دهند.

سرعت دوران، حجم جابجایی و فشار بیشینه هر پمپ بر روی بدنه آن حک می‌شود.

برای مثال اطلاعات زیر مربوط به یک پمپ دندانه خارجی می‌باشد:

Pmax = 250 bar

Displacement = 30 CC / Rev

Nominal Rotational Speed = 1450 rpm

با توجه به اطلاعات فوق مشخص میگردد که بیشترین فشار کاری پمپ 250 بار، حجم جابجایی آن 30 سانتی متر مکعب در هر دور و سرعت دورانی آن 1450 دور بر دقیقه است.

دبی این پمپ از ضرب حجم جابجایی آن در سرعت دورانی معادل 43500 سانتی متر مکعب در دقیقه و یا 5/43  لیتر بر دقیقه خواهد بود.

از سوی دیگر پمپ‌های جابجایی متغیر قادرند در یک سرعت دورانی مشخص، و با استفاده از مکانیزم‌های خاص، دبی خروجی متغیر داشته باشند.

در صورت تمایل میتوانید مطلب پمپهای متداول صنعت هیدرولیک را از اینجا مطالعه فرمایید.
ادامه مطلب پاوریونیت را در مقاله پاوریونیت-قسمت 5 مطالعه فرمایید.

‫0/5 ‫(0 نظر)