محاسبات درایوهای محرک هیدرولیکی

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 سطح	ضریب مقاومت
بتن	0.020 ~ 0.010
آسفالت	0.022 ~ 0.012
سنگ ریزه	0.037 ~ 0.015
سنگ فرش	0.085 ~ 0.055
	0.037 ~ 0.025
خاک	0.037 ~ 0.025
گل	0.150 ~ 0.037
شن	0.300 ~ 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

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

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

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 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

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 سطح	ضریب اصطکاک
یخ خیس	0.1
یخ خشک یا برف	0.2
ماسه بادی	0.4 ~ 0.3
خاک رس خشک	0.6 ~ 0.5
ماسه کوبیده شده مرطوب	0.5 ~ 0.3
ماسه کوبیده شده خشک	0.7 ~ 0.6
آسفالت خیس	0.6
بتن خیس	0.6
آسفالت خشک	0.9
بتن خشک	0.9

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.