设计正确的液压动力装置的 7 个技巧

设计正确的液压动力装置可能涉及复杂的技术，但并不一定是一个复杂的过程。我们的工程师团队保持简单，同时提供包含最新技术的现代、高效解决方案。本案例研究是与博世力士乐的战略合作伙伴关系提供给您的。

1. 总体功率和力要求
动力单元主要是液压应用的功能驱动单元。为了成功设计或确定功率单元的大小，设计人员必须知道将驱动什么以及以什么顺序驱动。此外，执行器的尺寸、数量、体积和管道的距离须考虑，因为所有这些因素都会影响容量、功率和力量要求。这也将有助于确定最终的动力装置是否可以使用可配置的或预先设计的装置来实现，或者需要一个独特的定制构建。预制单元因制造商而异；但是，超过 100 HP 的驱动器要求通常超出可配置单元的范围。用于串行设计的动力装置，即为特定机器类型、型号或框架尺寸定制的动力装置，可以使用配置器或预先设计的装置来实现。流量也会对动力装置的设计产生影响。虽然公式可以提供有关水库大小和安装泵容量的指导，但设计人员还需要考虑回流，或返回水库的减压率/流量。高流量或峰值流量的出现，例如蓄能器排放，需要在水库的建造、尺寸、呼吸和调节方面都加以考虑。

二、运行环境及位置
在创建动力装置规格时，基本考虑因素似乎很简单：执行器的类型、数量和尺寸、管线尺寸、流速、预期压力、过滤、沉降时间、内部油箱设计（例如：莫名其妙）和噪音（结构和空气传播）。所有这些因素都会影响动力装置的尺寸和选择，以及是否可以使用标准或预先设计的解决方案。厂房面积的消耗，动力装置是否与机器底座集成在一起，诸如电力、水、空气和其他必要公用设施等辅助支持服务的考虑是动力装置设计人员必须考虑的其他基本因素，而不仅仅是单个组件的规格。但是物理位置和操作环境可以提供数量惊人的额外参数来考虑。环境温度、操作条件、海拔和许多其他环境标准可能需要在动力装置的规格中考虑或解决。用于高海拔的动力装置将需要比海平面上的相同装置更严格地考虑吸入/入口条件。船上或盐雾环境？您可能需要特定的海洋 船上或盐雾环境？您可能需要特定的海洋 船上或盐雾环境？您可能需要特定的海洋认证或特殊环境涂料。环境温度可能需要将增强的加热或冷却特性应用于设计。其他特定于应用程序的细微差别或要求也可能影响使用可配置或预先设计的单元的能力。串行机器的设计或框架尺寸内的特定房地产要求、位置或电气或管道连接可能决定该单元是定制解决方案。动力装置靠近正在完成的最终工作，以及管道或油管的长度，可能会影响油藏大小，从而使规模偏向于定制装置。印刷机应用就是一个例子，其中动力单元可能位于控制执行器的坑中，位于“坑”上方的多个楼层，或位于中心区域内，以“环形”设计为多个消费者提供服务。诸如此类的空间布置可能会迅速消除使用预先设计或可配置单元的能力。相反，较小的夹紧单元或对现有车间安装资本设备的辅助要求可能是预制单元的机会。虽然可能并不总是被认为是“环境”因素，但可能有“首选”施工指南或工厂“规格”来决定所选动力装置的类型。汽车公司的规格很常见，许多其他多地点制造商的规格也很常见，他们希望确保工厂之间制造系统的一致性，无论地点如何。这种性质的规范通常会规范这些设施中使用的动力装置的类型和变化。其他特定于工厂的考虑因素可能是诸如上锁挂牌命令、安全或风险考虑等因素，这些因素都可能迫使设计人员转向定制设计而不是预先设计。如果功率单元要放置在低风险或安全风险降低的环境中，设计人员可以利用标准或预制功率单元设计的快速交付优势。

3. 可维修性/使用寿命均匀
最强大的动力装置设计需要维修。动力装置设计者可能会或可能不会影响维护实践，或遵守预防性维护计划。但是，及时，组件将需要更换。过滤元件等消耗品需要放置在易于接近的位置，并且随着流量需求的增长，设计人员还必须考虑过滤罐的尺寸以易于处理。即使是很少更换或很少更换的组件也应予以考虑。故障的 200HP 电动机将需要可访问性，并且可能需要龙门起重机以适应拆卸和更换。此外，动力装置设计中的良好做法也可以显着提高使用寿命，例如，确保管道、管材、软管具有正确和适当的弯曲半径，并正确夹紧或固定。令人惊讶的是，由于这样的疏忽，动力装置的使用寿命经常被缩短。标准和预制单元在这方面具有优势，因为它们的设计采用了良好的施工实践；然而，后功率单元连接和终端也需要在整个安装过程中采用这种适当的设计方法。不正确的现场安装做法可能会破坏正确设计的预先设计或定制设计的单元。由于这些装置可能已服役数十年，不良做法可能会在未来几年困扰设计师、维护人员和工厂经理！当然，应用也将决定组件和流体输送产品的稳健性，因为在 1500psi 左右运行的系统的规格要求肯定会不同于在 5000psi 或更高压力下运行的系统。关于使用寿命，冲击可能是影响动力装置寿命和维护要求的重要因素。设计者可能会或可能不会影响整个电路，或用于实现所需功能的方法，但控制冲击（例如：减压、加速、减速、方向变化等）将提高电源的使用寿命单位显着。

4. 噪声
预制或可配置动力装置的制造商可能会将噪声数据纳入其文献中。通常这些值将是在特定条件下记录（也可以在该文献中定义），以服务于基准供应商。在许多应用中，监管机构定义了受限区域或车间内允许的噪音水平。未达到噪声法规的动力装置可能需要个人防护设备，以供在动力装置附近进行维护或工作的人员使用。在这些情况下，预先设计的动力装置可能是一个有吸引力的解决方案，因为可以在已发表的文献中提供这些数据的制造商通常有信心和可信度来执行这些测试。这也是这些公司强大的工程深度的标志。当然，使用自定义单位，预测噪声数据要困难得多，因为最终的运行环境和其他因素可能会影响施工（或安装）前的噪声排放。如果噪声是一个问题，设计人员应查看可能对噪声影响最大的选定组件的可用、已发布数据，例如：泵和电机组件以及安装条件。然而，无论是定制的还是预制的，设计师仍然需要考虑安装周围的环境。安装不当的设备可能会产生与制造商数据得出的噪声预期相反的结果。然而，无论是定制的还是预制的，设计师仍然需要考虑安装周围的环境。安装不当的设备可能会产生与制造商数据得出的噪声预期相反的结果。然而，无论是定制的还是预制的，设计师仍然需要考虑安装周围的环境。安装不当的设备可能会产生与制造商数据得出的噪声预期相反的结果。

5. 能源效率
功率单元的设计者也可能被要求考虑能源效率。虽然使用高效电动机当然可以在这个范围内，但对组件选择的额外考虑也会影响消耗和效率。从组件成本的角度来看，通过泄压阀进行压力限制的基本固定排量泵可能具有成本效益；但是，在电动机 HP 额定值或接近额定值的情况下连续运行可能会消耗能量，而执行的功输出很少。例如，固定排量型动力装置可为“不经常使用”的应用提供最佳性价比，例如立式垃圾打包机，每天仅使用几次，每次使用 10-15 分钟。但对于具有同时功能的应用，每个功能的不同压力和/或流量要求，或者对于将停留时间作为占空比的一部分的操作，可变排量泵、变频器或伺服驱动的变速驱动解决方案可能会带来最大的收益。虽然使用可变排量和/或变速能力的动力装置的组件初始成本可能比更基本的固定泵或安全阀型动力装置的成本更高，但 TCO（总拥有成本）可能更好. 动力装置设计人员可能需要考虑辅助设备，例如冷却（例如空气或水）以及与运行冷水机组相关的成本，以减少更基本的固定泵或安全阀动力装置产生的热量。可变排量泵、变频器或伺服驱动的变速驱动解决方案可能会带来最大的收益。虽然使用可变排量和/或变速能力的动力装置的组件初始成本可能比更基本的固定泵或安全阀型动力装置的成本更高，但 TCO（总拥有成本）可能更好. 动力装置设计人员可能需要考虑辅助设备，例如冷却（例如空气或水）以及与运行冷水机组相关的成本，以减少更基本的固定泵或安全阀动力装置产生的热量。可变排量泵、变频器或伺服驱动的变速驱动解决方案可能会带来最大的收益。虽然使用可变排量和/或变速能力的动力装置的组件初始成本可能比更基本的固定泵或安全阀型动力装置的成本更高，但 TCO（总拥有成本）可能更好. 动力装置设计人员可能需要考虑辅助设备，例如冷却（例如空气或水）以及与运行冷水机组相关的成本，以减少更基本的固定泵或安全阀动力装置产生的热量。虽然使用可变排量和/或变速能力的动力装置的组件初始成本可能比更基本的固定泵或安全阀型动力装置的成本更高，但 TCO（总拥有成本）可能更好. 动力装置设计人员可能需要考虑辅助设备，例如冷却（例如空气或水）以及与运行冷水机组相关的成本，以减少更基本的固定泵或安全阀动力装置产生的热量。虽然使用可变排量和/或变速能力的动力装置的组件初始成本可能比更基本的固定泵或安全阀型动力装置的成本更高，但 TCO（总拥有成本）可能更好. 动力装置设计人员可能需要考虑辅助设备，例如冷却（例如空气或水）以及与运行冷水机组相关的成本，以减少更基本的固定泵或安全阀动力装置产生的热量。

6.成本
平衡成本与稳健性和寿命可能需要创新的解决方案，这些解决方案不是预先设计或通过配置器构建的，从而推动解决方案走向定制和独特性。作为贯穿本文的主线，设计师应该知道许多因素会影响功率单元的最终性能和长期成本。构建动力装置所需组件的购买价格只是起点，而不是唯一的决策标准。对于需要长时间连续运行的工厂设备，可能在恶劣或困难的环境中，通过使用低成本组件预先节省资金可能会导致维护和停机时间成本远远超过一开始就优质组件的初始较高成本。高质量的液压系统可能会花费更多，但您无需花费在计划外服务或停机时间上的资金即可迅速收回成本。当然，在考虑动力装置的成本时，您需要考虑整个系统。额外的成本要素将包括支持动力装置的辅助要求，例如结构和支撑（铝挤压机上方的 3,000 加仑储液器比工厂地板上的 300 加仑储液器有更多的支持考虑）、位置考虑例如高度、安装位置（例如工厂地板、机器框架或中央单元的组成部分）、操作环境、认证和/或安全要求，甚至可能是物理尺寸。是否结束 像巴拿马运河这样的大型机组项目，需要庞大的专家团队才能按时完成。功能齐全、复杂的液压动力装置应针对功能性和稳健性进行设计。清洁设计还必须在需要时考虑定期维护和服务，例如用于容纳液体溢出的平台，或便于更换过滤器。结果是一个预先设计的、串行的或定制的一次性解决方案，计算得出一个成功的动力装置需要对组件数据、应用程序的要求以及远远高于价格的操作和功能要求进行大量解释和交互独立组件。复杂的液压动力装置应针对功能性和稳健性进行设计。清洁设计还必须在需要时考虑定期维护和服务，例如用于容纳液体溢出的平台，或便于更换过滤器。结果是一个预先设计的、串行的或定制的一次性解决方案，计算得出一个成功的动力装置需要对组件数据、应用程序的要求以及远远高于价格的操作和功能要求进行大量解释和交互独立组件。复杂的液压动力装置应针对功能性和稳健性进行设计。清洁设计还必须在需要时考虑定期维护和服务，例如用于容纳液体溢出的平台，或便于更换过滤器。结果是一个预先设计的、串行的或定制的一次性解决方案，计算得出一个成功的动力装置需要对组件数据、应用程序的要求以及远远高于价格的操作和功能要求进行大量解释和交互独立组件。

7. 那么工业 4.0 和“物联网”呢？
诸如“物联网”、(IoT) 或工业 4.0 之类的现象并不排除在功率单元领域之外。今天的设计师还需要考虑连接的流程、产品、系统以及连接可以带来的附加价值，无论是对他们的业务还是对客户的业务。混合解决方案，例如带有变频器或成熟的伺服驱动电液泵的变速驱动器，正变得越来越广泛使用——通常是为了降低噪音或降低功耗。但是，这些系统也可能能够收集数据并通过“物联网网关”将其发回，作为数据分析或性能监控系统的一种手段。得益于连接的动力装置，工厂级网络和工厂底层组件之间的通信得到了增强，从而实现了预测性维护，以及实时诊断和系统分析。结果？降低拥有成本并延长动力装置寿命。好消息是，最新的物联网或互联技术在整个动力单元范围内都是可扩展的，无论是标准的、预制的还是定制的。随着物联网和混合设计越来越多地成为首选解决方案，将继续开发新产品以响应这些不断变化的需求。结论 事实上，工程师在设计或选择动力装置时面临所有选择，事实是：设计动力装置可能令人生畏。成功的设计师不仅必须开发出一种能够在较长使用寿命内产生所需“功率”的强大解决方案，他或她还必须考虑工厂环境、安全性、法规要求、可维护性和维护性，噪音、能源效率，有时甚至是物联网就绪。所有这些考虑因素都会影响生命周期成本。在设计动力装置时要考虑所有这些方面，最后还有一个重要的考虑因素：您的动力装置供应商。当然，您会希望找到一个在各种动力装置解决方案方面拥有丰富经验的值得信赖的合作伙伴。此外，随着当今世界各地机器移动的增加，最终机器或产品出口的可能性比以往任何时候都大。因此，您需要考虑一个合作伙伴，该合作伙伴可以在您的动力装置最终运行的任何地方提供支持，并且熟悉运行所在国家/地区的安全要求。如果您选择依赖优质供应商，比较保修条款，以确保您了解对运行时间、调试、地理位置甚至最终目的地服务人员可用性的任何限制。如果使用 Rexroth 滤芯，一些供应商，如 Bosch Rexroth，甚至提供延长保修期。而且，当然，一定要询问经验，并尝试找到一个几十年来一直在为工业和移动机械应用制造高质量、长使用寿命的动力装置的合作伙伴，从分数 HP 到具有 100 多个系统的系统安装惠普。如果您或您的客户有特定的认证要求，例如海上和近海部署，请检查您的供应商是否也有这方面的经验。到底，

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