Bơm + động cơ điện

TB10Công thức catalogue Bosch Rexroth / Parker (Engineering ToolBox)

Từ lưu lượng và áp suất yêu cầu → thể tích riêng bơm, lưu lượng thực, mô-men và công suất trục, cỡ động cơ điện chuẩn.

Giải thích chi tiết

Bài toán dùng để làm gì

Sau khi biết lưu lượng và áp suất xi lanh cần (TB09), phải chọn bơm thủy lực cỡ nào và động cơ điện kéo bơm bao nhiêu kW. Bài toán tính thể tích riêng bơm, lưu lượng thực, mô-men và công suất trục, cỡ động cơ chuẩn IEC.

Hình dung đơn giản

Hãy tưởng tượng

Bơm thủy lực giống cái gàu múc nước quay tròn: mỗi vòng quay múc được một lượng dầu Vg (cm³/vòng). Quay càng nhanh thì càng nhiều dầu. Nhưng gàu hơi rò (hiệu suất thể tích) và trục có ma sát (hiệu suất cơ), nên động cơ phải khỏe hơn công suất dầu thực nhận được.

Kiến thức nền cần có

Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.4 mô-men · 0.11 tốc độ quay · 0.12 công suất, hiệu suất · 0.15 áp suất và lưu lượng

Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu

Ký hiệuÝ nghĩaĐơn vịLấy số liệu ở đâu
QLưu lượng yêu cầuL/phTừ TB09 (vận tốc × diện tích)
pÁp suất làm việc lớn nhấtbarTừ TB09 cộng tổn thất đường ống, van
nTốc độ động cơ điệnv/phĐộng cơ 4 cực 50 Hz ≈ 1450
ηvHiệu suất thể tích–Bơm bánh răng 0,90–0,95; piston 0,95–0,98 (catalogue Rexroth, Parker)
ηhmHiệu suất cơ – thủy–Catalogue bơm; thường 0,85–0,92
VgThể tích riêng bơm chọncm³/vCatalogue bơm Rexroth AZPF/A10VSO, Parker PGP, Yuken
kmHệ số dự phòng công suất–1–1,2

Xây dựng công thức từng bước

Công thức tổng quát không “từ trên trời rơi xuống”: nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:

Bước 1. Thể tích riêng tối thiểu

Lượng dầu mỗi vòng cần để đạt lưu lượng, có trừ rò rỉ:


Vr = 1000·Q / (n·ηv)

Bước 2. Lưu lượng thực với bơm chọn

Chọn Vg chuẩn ≥ Vr rồi tính lại lưu lượng:


Qa = Vg·n·ηv / 1000 ≥ Q

Bước 3. Mô-men trục bơm

Mô-men cần quay bơm tỉ lệ với Vg và áp suất:


T = Vg·p / (20π·ηhm)

Bước 4. Công suất trục và cỡ động cơ

Công suất dầu chia hiệu suất tổng ra công suất trục, rồi chọn cỡ động cơ chuẩn IEC 60072 lớn hơn:


ηt = ηv·ηhm ; P = p·Qa / (600·ηt) → Pm

Hình TB10.2 – Sơ đồ hình thành công thức: số liệu → từng công thức con → kết luận
Hình TB10.2 – Sơ đồ hình thành công thức: số liệu → từng công thức con → kết luận

Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)

Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:

TTĐại lượngKý hiệuGiá trịĐơn vịGhi chú / nguồn
1Lưu lượng yêu cầuQ20L/ph
2Áp suất làm việc lớn nhấtp160bar
3Tốc độ động cơn1 450v/ph
4Hiệu suất thể tích ηvηv0,95Bơm bánh răng 0,90–0,95; piston 0,95–0,98
5Hiệu suất cơ – thủy ηhmηhm0,9
6Thể tích riêng bơm chọnVg16cm³/v
7Hệ số dự phòng công suấtkm1

Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:

TTĐại lượngKý hiệuKết quảĐơn vịCông thức / cách tính
8Thể tích riêng tối thiểuVr14,52cm³/vVg = 1000·Q/(n·ηv)
9Lưu lượng thực với Vg chọnQa22,04L/phQ = Vg·n·ηv/1000
10Q thực ≥ yêu cầuKiểm traĐẠT
11Mô-men trục bơmT45,27NmT = Vg·p/(20π·ηhm)
12Hiệu suất tổngηt0,855ηt = ηv·ηhm
13CÔNG SUẤT TRỤCP6,87kWP = p·Q/(600·ηt)
14Cỡ động cơ chuẩnPm7,5kWIEC 60072

Bước C – Kết luận ví dụ

Kết quả chính: Thể tích riêng tối thiểu = 14,52 cm³/v; CÔNG SUẤT TRỤC = 6,87 kW; Cỡ động cơ chuẩn = 7,5 kW.

Kiểm tra: Q thực ≥ yêu cầu: ĐẠT.

Nếu đổi số liệu ở ô vàng, mọi kết quả tự tính lại. Ô nào báo KHÔNG ĐẠT thì xem mục Áp dụng thực tế bên dưới để biết cần sửa gì.

Áp dụng thực tế và lưu ý

  • Chọn động cơ IE3 (ABB, Siemens, SEW, Teco) cỡ chuẩn ≥ P·km; nếu áp suất cao chỉ xuất hiện ngắn trong chu kỳ, có thể chọn theo công suất hiệu dụng RMS cho kinh tế.
  • Kiểm tra mô-men khởi động của động cơ khi bơm khởi động có tải; nên có van xả tải khởi động.
  • Nếu lưu lượng thay đổi nhiều trong chu kỳ, cân nhắc bơm thể tích thay đổi hoặc biến tần + bơm (tiết kiệm điện và giảm nóng dầu, xem TB14).
  • Lỗi hay gặp: lấy lưu lượng của bơm mà quên nhân ηv; dùng tốc độ đồng bộ 1500 v/ph thay vì tốc độ thực 1450.

← TB09 Xi lanh thủy lực  ·  TB11 Mô tơ thủy lực →

Lên đầu trang