受控液压缸轴最简单的谐波正弦振荡是活塞杆的周期性伸出和缩回。但是,即使是完全不规则的运动曲线也可以通过数学方式描述,方法是在每个点都基于正弦运动。
在HäKo 产品配置器(测试缸 >> 液压方面计算)中集成的简化计算用于计算正弦运行中的动态运动。主要考虑液压缸数据,不包括其他与系统相关的部件,例如软管或阀及其泄漏。
正弦运动由振幅和频率的输入来定义。由此,计算确定运动的各个最大值,但在正弦振荡中,这些最大值不会同时出现。例如,速度在其加速度值为零的时刻具有其最大值。
对于确定气缸尺寸,这对于典型设计来说已经足够了。
此计算不能代替完整液压系统的仿真,在特殊情况下,例如当系统达到其设计极限时,需要进行仿真。
该计算用于设计正弦运行中的运动。它不包括液压系统开启或关闭时的行为。
力计算
工作压力下的液压缸力Fb是在动态运行中达到的力。工作压力是指液压缸腔内实际存在的压力pb,该压力在控制阀后建立。
Fb = pb • A
通过活塞直径D2K和活塞杆直径d2s计算出有效的活塞面积
A = π / 4 • (D2K - d2s)
系统压力下的液压缸力Fs是在静态运行中达到的力。系统压力是指控制阀前存在的压力ps,该压力由动力单元提供。
Fs = ps • A
动态正弦运动
在动态运行中,正弦运动会产生以下物理关系:
| 最大值 |
| v = 2 π f x |
| a = 4 π2 f2 x |
由此得出运动所需的最大流量 Q
Q = v • A
其中 A 为有效活塞面积
A = π / 4 • (D2活塞 - d2活塞杆)
以及液压缸需要提供的加速度力Fa
Fa = m • a
从这里计算出的最大加速度和运动重量得出一个加速度力,液压缸必须施加该力。计算程序中考虑了活塞杆的自身重量,额外的运动重量应在相应的字段中指定。
伺服阀推荐
考虑到控制阀中的压降Δp,系统压力ps的计算公式为:
pb = ps - Δp
对于控制阀,控制阀的压力降通常在额定流量下指定为 70 巴或 10 巴。但在实际操作中,它取决于实际的流量。
该程序根据所需的流量,为可能的控制阀提供一个公称流量的建议。然后还会计算压降。这样可以快速了解需要哪种尺寸的阀。
计算出的流量值必须加上密封系统的漏油回流和伺服阀的漏油回流。
精确的阀门确定和设计不受此设计的影响。