راهنما بهره وری موتور هیدرولیک را در کاربردهای صنعتی بررسی می کند

تصور کنید یک ماشین کشاورزی دقیق که نیاز دارد چندین فن را به طور همزمان برای توزیع یکنواخت کود یا تیغه های تیز را برای هرس کارآمد تاک ها به کار اندازد. در پشت این عملیات به ظاهر ساده، طراحی هوشمندانه موتورهای هیدرولیکی سری قرار دارد. بسیاری از متخصصان تعجب می کنند: آیا موتورهای هیدرولیکی واقعاً می توانند به صورت سری متصل شوند؟ پاسخ مثبت است. اما چگونه می توان این کار را با خیال راحت و کارآمد انجام داد؟

اتصال سری موتورهای هیدرولیکی شامل اتصال چند موتور به صورت متوالی است که به سیال هیدرولیکی اجازه می دهد تا به نوبه خود از هر موتور عبور کند و آنها را به کار هماهنگ هدایت کند. اصل اساسی در توزیع انرژی نهفته است - انرژی سیال هیدرولیکی بین موتورهای سری تقسیم می شود و هر موتور انرژی را متناسب با تعداد کل دریافت می کند. به عنوان مثال، دو موتور سری هر کدام تقریباً 50٪ از انرژی را دریافت می کنند. سه موتور حدود 33٪ هر کدام و غیره دریافت می کنند.

این طرح به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به چندین محرک برای حرکت همزمان دارند، زمانی که هر محرک به گشتاور یا سرعت نسبتاً کمی نیاز دارد، مناسب است.

مزایای کلیدی:

• همگام سازی: موتورهای متصل به سری به حرکت همزمان عالی دست می یابند که برای عملیات چند جزئی هماهنگ ایده آل است.
• بهره وری هزینه: استفاده از چندین موتور کوچکتر به صورت سری می تواند در برخی از کاربردها مقرون به صرفه تر از استفاده از یک موتور با ظرفیت بزرگ باشد.
• طراحی فشرده: چندین موتور کوچک ممکن است راحت تر از یک واحد بزرگ در تجهیزات ادغام شوند.

در حالی که اتصال سری پتانسیل قابل توجهی را ارائه می دهد، اما همه موتورهای هیدرولیکی مناسب نیستند. عامل حیاتی انتخاب موتورهایی است که به پورت های تخلیه محفظه مجهز شده اند و اطمینان از اتصال قابل اطمینان این پورت ها به مناطق بدون فشار است.

1. خطرات تجمع فشار

در سیستم های سری، همه موتورها به جز موتور آخر با فشارهای خروجی بالاتر از صفر کار می کنند. این بدان معناست که فشار وارد بر مهر و موم شافت هر موتور برابر با فشار خروجی آن است. بدون پورت های تخلیه محفظه، فشار فراتر از ظرفیت مهر و موم ها جمع می شود که منجر به خرابی و در نهایت نشتی می شود.

2. مکانیسم محافظتی پورت های تخلیه محفظه

موتورهای دارای پورت های تخلیه محفظه، این پورت ها را مستقیماً به پشت مهر و موم متصل می کنند و به مناطق بدون فشار هدایت می کنند. این پیکربندی از اعمال فشار خروجی مستقیم بر روی مهر و موم ها جلوگیری می کند و از آسیب ناشی از فشار بیش از حد جلوگیری می کند. مهر و موم های شافت تقویت شده با کیفیت بالا با واشرهای پشتیبانی معمولاً می توانند تا 6 بار فشار را تحمل کنند، اما استفاده از پورت های تخلیه محفظه همچنان انتخاب عاقلانه ای است، به خصوص در کاربردهای پرفشار یا شروع و توقف مکرر.

برای بهینه سازی بیشتر سیستم های موتور هیدرولیکی متصل به سری، لوازم جانبی اختیاری مختلفی در دسترس هستند، از جمله شیرهای ضد کاویتاسیون و شیرهای اطمینان که به طور قابل توجهی ایمنی و طول عمر سیستم را بهبود می بخشند.

1. شیرهای ضد کاویتاسیون: جلوگیری از آسیب ضربه

شیرهای ضد کاویتاسیون (یا شیرهای پرکننده) در درجه اول از آسیب ضربه ناشی از توقف ناگهانی محافظت می کنند. در کاربردهایی مانند تجهیزات برش جنگلداری که تیغه ها ممکن است هنگام برخورد با اجسام سخت به طور ناگهانی متوقف شوند، این شیرها به گردش سیال در داخل موتور اجازه می دهند، فشار را آزاد می کنند و از ضربه اینرسی محافظت می کنند.

2. شیرهای اطمینان: جلوگیری از افزایش فشار

شیرهای اطمینان (شیرهای ایمنی) به طور خودکار زمانی باز می شوند که فشار سیستم از مقادیر از پیش تعیین شده فراتر رود، سیال را مستقیماً به مخزن منحرف می کنند و از موتورها در برابر آسیب ناشی از فشار بیش از حد محافظت می کنند.

3. سیستم های حفاظت ترکیبی

برای حداکثر حفاظت، ترکیب شیرهای ضد کاویتاسیون با شیرهای اطمینان، یک سیستم حفاظت دوگانه ایجاد می کند که از آسیب ضربه و افزایش فشار محافظت می کند و عملکرد قابل اطمینان را در شرایط سخت تضمین می کند.

یک مثال عملی، اثربخشی موتورهای هیدرولیکی متصل به سری را نشان می دهد: یک تولید کننده تجهیزات کشاورزی این راه حل را در یک دستگاه بذرپاشی جدید پیاده سازی کرد که نیاز به عملکرد همزمان چندین واحد بذرپاشی داشت. هر واحد به گشتاور نسبتاً کم اما دقیقاً همزمان نیاز داشت. پیکربندی سری همگام سازی کامل را به دست آورد و در عین حال قابلیت اطمینان عملیاتی را از طریق پیاده سازی مناسب تخلیه محفظه و محافظت ضد کاویتاسیون حفظ کرد.

در حالی که اتصال سری انعطاف پذیری را ارائه می دهد، محدودیت های عملی در مورد تعداد موتورها (به دلیل راندمان توزیع انرژی) و سازگاری بین مدل های مختلف وجود دارد (نیاز به رتبه بندی جابجایی و فشار مطابقت دارد).

پیشرفت های آینده ممکن است شامل سیستم های کنترل هوشمند با استفاده از حسگرها و کنترلرها، طرح های کم مصرف که تلفات انرژی را کاهش می دهند و راه حل های یکپارچه ای باشد که موتورهای سری را با سایر سیستم های کنترل برای عملکردهای پیچیده تر ترکیب می کند.

نگهداری مناسب از سیستم های متصل به سری مستلزم بازرسی منظم پورت های تخلیه محفظه، کیفیت سیال هیدرولیکی، شرایط مهر و موم و عملکرد شیر برای اطمینان از عملکرد قابل اطمینان در درازمدت است.