Bileşen Formüller ve tarifi Devre simgesi Hidro silindir tek etkili. d: A: F s: p B: v: Q zu: s: t: basitleştirilmiş:

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Bileşen Formüller ve tarifi Devre simgesi Hidro silindir tek etkili. d: A: F s: p B: v: Q zu: s: t: basitleştirilmiş:"

Berker Fırat
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Fomüller ve birimler Fomüller ve birimler Hidrolik tesislerin planlaması ve boyutlandırılması çeşitli açılardan yapılmak zorundadır ve hidrolik elemanlar istenen işlevsel akışlara göre seçilmelidir. Bunun için en önemli önkoşul, ilgili tüketim büyüklüklerinin belirlenmesidir, örn. yükler (yük kuvvetleri, yük veya dönme momentleri), hareket işlevleri (yollar, hızlar, dönme hızları, zamansal akış) v.b. Sadece bundan sonra hidro tüketiciler (hidro motorlar, hidro silindirler), tahrik üniteleri (tahrikli pompalar), kontrol ve regülasyon cihazları (kumandalı valf türleri), ayrıca bağlantı elemanları (hatlar, dallanmalar) belirlenebilir. Hidrolik tesislerin ve komponentlerin seçimi üzerinde etkisi olan diğer etmenler örneğin gürültü emisyonları ve ısı bilançosu hesaplarıdır. Aşağıdaki Formüller ve çizelgeler bağlayıcı değildir ve bir hidrolik sistemin kabaca tasarlanmasını kolaylaştırmaya yöneliktir. Bileşen Genel Temel denklemler (kayıpsız görüş, statik durum) F: p: A: Q: v: V: t: s: M: Kuvvet Basınç Yüzey Hacimsel debi Hız Hacimli Saat Yol (strok) Tork Hidro silindir tek etkili çift etkili Dışarı sürme Temel denklemler (kuvvet dengesi): d: A: F s: p B: v: Q zu: s: t: Piston çapı [mm] Piston yüzeyi [mm 2 ] Kuvvet [N] Çalışma basıncı [bar] Piston hızı gelen hacimsel debi [l/dak] Strok [mm] Süre [s] p 3, Q ab için hat valf dirençlerinden ortaya çıkmaktadır Dikkat: Olası basınç aktarımını dikkate alın! İçeri sürme Temel denklemler (kuvvet dengesi): p 1, Q ab için hat valf dirençlerinden ortaya çıkmaktadır A 1: Piston yüzeyi [mm 2 ] A 3: Piston halkası yüzeyi [mm 2 ] d 1: Piston Æ [mm] d 2: Çubuk Æ [mm] F: Kuvvet [N] Q zu: gelen hacimsel debi [l/dak] Q ab: giden hacimsel debi [l/dak] p 1: piston tarafı basınç [bar] p 3: çubuk tarafı basınç [bar] s: Piston, yol [mm]

2 Hidro pompalar / hidro motorlar 1) Tur başına strok hacmi (pistonlu pompalar için): Hacimsel debi: Hidro pompa Ortalama tork: Güç: verdiği güç (motor) 2) aldığı güç (pompa) 2) Hidro motor V: Strok veya deplasman hacmi [cm 3 ] A: etkili piston yüzeyi [mm 2 ] h: çift strok [mm] n: Devir sayısı [d/dak] M: ortalama tork [Nm] p: Basınç [bar] Δp: etkili basınç [bar] Q: Hacimsel debi [l/dak] P hidr: hidrolik güç [kw] P mech: mekanik güç [kw] η T : Toplam verimlilik (volümetrik hidrolikmekanik kayıpları içerir) Referans değer: Q = 1 l/dak hacimsel debiyle p = 500 bar işletim basıncı elde etmek için yakl. 1 kw tahrik gücü gerekli! 1) p o, hat valf dirençlerinden ortaya çıkmaktadır 2) verimlilik ile η T 0,82 Valflar Yollu valflar Basınç valfları Akış valfları Kesme valfları Akan sıvı nedeniyle basınç kayıpları Basınç kaybı, hidrolik sistemlerde şunlardan oluşmaktadır: Valf dirençleri Boru dirençleri Biçimsel dirençlerden (dirsekler vs.) Valflarda akan sıvının neden olduğu basınç kayıpları Δp, ilgili dokümantasyonlardaki Δp - Q karakteristik eğrilerden bakılabilir. Genel kural olarak ilk tasarım taslağı için kopmple kontrol sisteminde yakl. % güç kaybı kabul edilebilir. Örnekler: Yollu valf Basınç sınırlama valfı Akış kontrol valfı Açılabilir çekvalf

3 Perdeler (ideal, keskin kenarlı) örn. geçme perdeler tip EB; perdeli valflar tip BC, BE Temel denklem: Q: Hacimsel debi [l/dak] Δp: A ve B arası basınç farkı [bar] d: Perde çapı [mm] α: Akış katsayısı (yakl. 0,78) Borular / hortumlar Boru veya hortum çapları mümkün olduğunca düşük bir geçiş direnci oluşacak şekilde planlanmalıdır. λ R: Boru direnci katsayısı Δp: Basınç kaybı [bar] l: Boru uzunluğu [m] d: Boru çapı [mm] : kinematik viskozite [mm 2 /s] Q: Hacimsel debi [l/dak] Re: Reynold katsayısı (< 2300) v: Akış hızı Bileşen Biçimsel dirençler (dirsekler vs.) 90 dirsek = 0,15 düz rakor = 0,5 L tipi rakor = 1,0 Δp: Basınç kaybı [bar] : direnç katsayısı : kinematik viskozite [mm/s] d: Hat çapı [mm] Kaçak yağ kayıpları (konsantrik (e = 0) ve eksantrik aralıklarla) Temel denklem: e: Eksantrisite [mm] Δr: Aralık ölçüsü [mm] Δp: Basınç farkı [bar] d: Çapı [mm] : kinematik viskozite [mm 2 /s] l: Aralık uzunluğu [mm]

4 Hacim değişimleri (Basınç yükselmesi sonucunda) Temel denklem: Hacim değişimleri (sıcaklık artışı sonucu) p 1: Başlangıç basıncı [bar] p 2: Son basınç [bar] V o: Başlangıç hacmi [l] ΔV: Hacim değişimi [l] β P: Sıkıştırılabilirlik Sıcaklık yükselmesi sonucu basınç artışı (hacimsel denkleşme olmadan) 1: başlangıç sıcaklığı [ C] 2: son sıcaklık [ C] Δ : sıcaklık değişimi [K] V o: Başlangıç hacmi [l] ΔV: Hacim değişimi [l] β T: Genleşme katsayısı Dikkat: Kendi içerisinde kapalı yağ hacimlerindeki sıcaklık artışlarında aşırı basınç mevcuttur! (duruma göre aşırı yük koruması olarak bir basınç sınırlama valfı planlanmalıdır) Referans değer: 1K'lık sıcaklık artışı yakl. 10 bar'lık basınç artışına neden olur. Hidro depo Durum değişiklikleri izoterm (yavaş) adiyabat (hızlı) Hidro depolar, aniden ortaya çıkan belirli bir hacimsel debi ihtiyacını (hızlı, adiabat durum değişikliği) karşılamak, kaçak yağı dengelemek veya salınım sönümlemesi (yavaş, izoterm durum değişikliği) için kullanılmaktadır. izoterm (yavaş) adiyabat (hızlı) p o: Gaz dolum basıncı [bar] p 1: alt çalışma basıncı [bar] p 2: üst çalışma basıncı [bar] V 1: Başlangıç hacmi [l] ΔV: Hacim değişimi [l]

5 Bileşen Kavitasyon Bileşen Isı alışverişi Güç kaybı ve yağ sıcaklığı Yağ atmosferik basınçta yakl. 9 hacimsel yüzdeyle çözülmüş hava içermektedir. Atmosferik basınç 0,2 bar altına düştüğünde hava kabarcığı kavitasyonu tehlikesi vardır. Bu kavitasyon pompaların ve hidro silindirlerin emme işlemlerinde ayrıca uç kısma noktalarında ortaya çıkabilir ve genelde gürültü oluşumuyla kendisini belli eder. Hidrolik komponentlerdeki aşınma artar. Bir hidrolik tesisteki hidrolik güç kayıpları yağ ve tesis komponentleri tarafından sıcaklık artışı şeklinde depolanır ve kısmen tesisin yüzeyi üzerinden çevreye verilir. Bunlar verilen gücün kabaca %20-30'u şeklinde belirtilebilir. Isınma evresi sonrasında verilen ve alınan ısı arasında bir denge oluşur. etrafında serbest akış olan yüzey c 75 yetersiz hava sirkülasyonu c 120 suni hava akımı (v 2 m/s) c 40 Su soğutucu c 5 P v: Güç kaybı, ısıya dönüştürülen [kw] P hidr: hidrolik güç [kw] Yağ maks: maks. yağ sıcaklığı [ C] Umg: Ortam sıcaklığı [ C] A: Tesis yüzeyi (hazneler, borular vs.) [m 2 ]

6 Dönüştürme çizelgesi Büyüklük Kodu Birim Faktör X Birim Basınç p 10 bar 1 MPa 10 bar 1 bar Kuvvet F 1 psi 0,07 bar = 1 N Uzunluk, yol, strok l, s, h 1 lbf 4,45 N 1 in 25,4 mm 1 ft 304,8 mm Tork M = 1 Nm Güç P 1 PS, 1 hp 0,74 kw Yüzey Hacimli A V 1 ft mm 2 1 in 2 645,16 mm 2 1 ft 3 28,92 l 1 in 3 l 1 UK gal 4,55 l 1 US gal 3,79 l Sıcaklıklar T, 5 ( F-32)/9 1 C Kütle m 1 lb 0,45 kg kinematik viskozite 1 cst =

Benzer belgeler

Bileşen Formüller ve tarifi Devre simgesi Hidro silindir tek etkili. d: A: F s: p B: v: Q zu: s: t: basitleştirilmiş: basitleştirilmiş:

Bileşen Formüller ve tarifi Devre simgesi Hidro silindir tek etkili. d: A: F s: p B: v: Q zu: s: t: basitleştirilmiş: basitleştirilmiş: Hidrolik tesislerin planlaması ve boyutlandırılması çeşitli açılardan yapılmak zorundadır ve hidrolik elemanlar istenen işlevsel akışlara göre seçilmelidir. Bunun için en önemli önkoşul, ilgili tüketim