3.6.3 Endlagendämpfung, Kni ksi herheit• Vermeidung me hanis her Bes hädigung des Zylinderde kels beiKolbenaufprall dur h Endlagendämpfung (me hanis h, hydraulis hoder pneumatis h).• Vermeidung me hanis hen Versagens der Kolbenstange dur h Prü-fung der Kni ksi herheit.
3-38
Nutzleistung und FluidleistungPN = F1 · v1
Pf = (A1 · p1 − A2 · p2) · v1GesamtwirkungsgradηG,Z =
PN
Pf
=F1
A1 · p1 − A2 · p2
3-37
Ges hwindigkeit, Kolbenstangenkraft und Leistung Ges hwin-digkeitv1 =
V̇1
A1
v2 =V̇2
A2KraftF1 = ηm,Z,1 · p1 · A1 −
p2 · A2
ηm,Z,2
F2 = ηm,Z,2 · p2 · A2 −
p1 · A1
ηm,Z,1
3-36
3.6.2 Bere hnungsgrundlagenAufbau einfa hwirkender Zylinder999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999
999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999
444444444444444444444444444444
4444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
@@@@@@@@@
@@@@@@@@@
444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
4444444444444444444444444
@@@@@@
@@@@@@
1 2 3
4
55 6
V1 V2
p2
A2
A1
p1v2 v1
F1
F2
Volumetris her und me hanis her Wirkungsgrad• Le kverluste verna hläÿigbar: ηV,Z = 1
• Reibung bei Ein- und Ausfahrbewegung unters hiedli h:ηm,Z,1 = 0, 9...0, 98
ηm,Z,2 = 0, 8...0, 96
3-35
3.6 Zylinder3.6.1 Bauformen
einfa hwirkend doppeltwirkendTeleskopzylinder Teleskopzylinder
3-34
• Kolben hier axial zur Dreha hse• S hrägs heiben-, S hrägtrommel-, Taumelmas hine• Förderprinzip wieder versetzte S haltung von Einzelkolben• Vth,AK = π
2d2
· nK · DT · tan(α), variabel!
3-33
Radialkolbenmas hineAufbau
Förderprinzip: versetzte S haltung von EinzelkolbenVth,RK = π
2d2
· e · nK , variabel!3-30
3.5.3 Kolbenmas hinen• Bestandteile: mehrere separate Kolben, Antriebswelle• 2 Typen: Radial- und Axialkolbenmas hine
3-29
Sperr�ügelmas hine• Sperr�ügel an Gehäuse montiert• Vth,SF = 1
2(π − α)
(
D2− d2
)
· b, konstant
3-28
Flügelzellenmas hineAufbau
Förderprinzip: Arbeitsraum dur h Welle, Sperr�ügel und GehäuseVth,FZ = 2 [π (R + r) − nF · dF ] · e · b, variabel!
3-27
3.5.2 Zellenmas hinen• Bestandteile: Gehäuse, Rotor, Di htleisten (Flügel), Steuerelemen-te• Einteilung entspre hend Befestigung der Flügel
3-26
längerer Zahneingri�, daher geringere Unglei hförmigkeit
3-25
Innenzahnmas hineAufbau
Förderprinzip: Arbeitsraum dur h Zahnkranz und GehäuseVth,IZ = 2πmI · dI · b, konstantkompakter als Auÿenzahnmas hine3-24
Auÿenzahnmas hineAufbau
Förderprinzip: Arbeitsraum dur h Zahnkranz und GehäuseVth,AZ = 2πm · d · b, konstantProblem Quets höl 3-23
3.5.1 Zahnmas hinen• Bestandteile: Gehäuse, Rotor, ineinandergreifende Zahnringe• 4 Typen: Auÿenzahn-, Innenzahn-, Zahnring-, S hraubenspindel-mas hine
3-22
Getriebeart Zahnmas hine Zellenmas hine Kolbenmas hineBestandteile Gehäuse, Rotor,ineinandergreifen-de Zahnringe oderSpindelnGehäuse, Ro-tor, Di htleisten(Flügel), Steuer-elemente
mehrere KolbenBauformen Auÿenzahn-Innenzahn-Zahnring-S hraubenspindel-mas hine
Flügelzellen-Sperr�ügel-mas hineRadial-Axialkolben-mas hine
3-21
3.5 Bauarten von FluidgetriebenEinteilung1. Zahnmas hinen2. Zellenmas hinen3. Kolbenmas hinenIm folgenden werden vers hiedene Typen diskutiert. Am Ende des Ab-s hnitts werden die typis hen Betriebsparameter der einzelnen Bauartenverglei hend gegenübergestellt.
3-20
Beispiel: Axialkolbenmotor Sauer-Danfoss (www.sauer-danfoss.de)
3-19
Kennfelder• vers hiedene Kennlinien werden zu Kennfeldern zusammengefasst• Beispiel Hydropumpe: Kennlinien QF (pF ) und ηg(pF )
η 1
pF
n3
n4
n5
QF
η 3
η 2
n2
n1
3-18
Beispiel: Axialkolbenmotor Sauer-Danfoss (www.sauer-danfoss.de)
3-17
Beispiel: Wirkungsgradkennlinie für Hydromas hine• bei zunehmender Dru kdi�erenz ∆p über Mas hine:
ηV nimmt zu, ηm nimmt dagegen ab• Kennlinie des Gesamtwirkungsgrades
0
0.5
1
η
∆p
ηV ηmηg
3-16
Beispiel: Zahnradpumpe Sauer-Danfoss (www.sauer-danfoss.de)
3-15
Beispiel: Volumenstromkennlinien• Bei steigendem Förderdru k pF nimmt QV zu• Wirkung bei Hydropumpen und -motoren unters hiedli h
QF
pF
n2
n1 QS
∆p
n2
n1
Hydropumpe Hydromotor3-14
• Kennlinien für HydropumpenQF = QF (pF ; n = n1, n2, . . . )
ηg,P = ηg,P (pF ; n = n1, n2, . . . )
PP = PP (pF )
• Kennlinien von HydromotorenMM = MM (n; ∆p = p1, p2, . . . )
QS = QS (n; ∆p = p1, p2, . . . )
ηg,M = ηg,M (∆p, n)
• Angabe des Test�uides ebenfalls notwendig
3-13
3.4 Kennlinien und Kennfelder• me hanis he und hydraulis he Verluste werden in Abhängigkeitvon p, n, Q, η angegeben• Kenntnis der Wirkungsgrade im gesamten Arbeitsberei h einer Hy-dromas hine notwendig• Angabe von Kennlinien:
a = f(v, B)
a : abhängige Betriebsgröÿev : variable BetriebsgröÿeB : Betriebsparameter (diskret)
3-12
3.3.3 Mas hine insgesamtGesamtwirkungsgrad Produkt aus einzelnen WirkungsgradenHydropumpe ηg,P = ηV,P · ηm,PHydromotor ηg,M = ηV,M · ηm,M
3-11
Me hanis her Wirkungsgrad berü ksi htigt Verlustmoment (empi-ris her Mas hinenparameter)Verlustmoment MV = MvR + MtRHydropumpe MP = Mth + MVme h. Wirkungsgrad ηm,P =Mth
MPHydromotor MM = Mth − MVme h. Wirkungsgrad ηm,M =MM
Mth
3-10
Verlustmomente MV
• dur h tro kene und viskose ReibungMMMP
Mth Mth
MVMV
Hydropumpe Hydromotor
• MV erhöht das notwendige Antriebsmoment MP an der Hydro-pumpe• MV verringert das abgegebene Moment MM am Hydromotor
3-9
Umgesetzte Leistung allgemeine Zusammenhängeme hanis he Leistung (Rotation) Pm = M · ωhydraulis he Leistung Ph = Q · ∆p = Q · (p2 − p1)Zusammenhang Pm = Ph
Mth · ω = Qth · ∆p
Mth =Qth · ∆p
2π · n
3-8
3.3.2 LeistungsumsatzArbeitp
V
�������������������������������������������� Vdp
Wt = −
∫ p2
p1
V dp = VH · (p1 − p2)
3-7
Volumetris her Wirkungsgrad berü ksi htigt Verlustvolumenstrom(empiris her Mas hinenparameter)Verluste QV = QL + QK + QSRHydropumpe QF = Qth − QVvol. Wirkungsgrad ηV,P =QF
QthHydromotor QS = Qth + QVvol. Wirkungsgrad ηV,M =Qth
QSUnglei hförmigkeitsgradδ =
Qmax − Qmin
Qth
3-6
Wie wirken si h Verlustvolumenströme aus?
QV
QF QS
QV
Hydropumpe Hydromotor
• QV reduziert den theoretis hen Volumenstrom einer Hydropumpezum Förderstrom QF
• QV erhöht den theoretis hen Volumenstrom einer Hydropumpezum S hlu kstrom QS
3-5
Verlustvolumenströme QV
• dur h unvollständige Befüllung (S hadraum SR)• dur h Kompression (K) der Hydraulik�üssigkeit• dur h Le kströme (L)
������
������
Kompression
unvollständigeBefüllung
Leckströme
3-4
3.3 Bere hnungsgrundlagen3.3.1 Flüssigkeitsdur hsatzVerdrängungsvolumenVthTheoretis her Volumenstrom
Qth =n · Vth
3-3
3.2 Verdrängerprinzipp1
p2
VH
p2
p1
VH
p1
p2
������
������
Kraftmaschinen
Hub
Arbeitsmaschinen
4
1 2
3 1
4 3
2a) b) p
V
p
V
• Hydromas hine: periodis he Be- und Entladung des dru kdi ht ab-ges hlossenen Verdrängungsvolumens• Hydropumpe: Umlauf startet auf Niederdru kseite• Hydromotor: Umlauf startet auf Ho hdru kseite
3-2
Anforderungen an Hydromas hinen• hoher Wirkungsgrad im Betriebsberei h• Funktionstü htigkeit in weitem Viskositätsberei h• kleines Mas hinenvolumen• hohe Zuverlässigkeit• geringe Unglei hförmigkeit• geringer Geräus hpegel
3-1
Top Related