Công thức tính Công suất của Máy bơm thuỷ lực

Công thức tính công suất bơm thủy lực

Xác định công suất tiêu thụ của hệ thống thủy lực

Làm thế nào xác định được công suất thủy lực cần thiết để thiết kế lắp đặt 1 hệ thống hoàn chỉnh? 1 số công thức cơ bản được trình bày dưới đây giúp mọi người có thể tính chính xác cho hệ thống thuỷ lực.

Công được xác định bởi Lực thực hiện trong một khoảng cách nhất định:

Công = Lực X Khoảng cách

Công suất là giá trị công thực hiện để hoàn thành thao tác trong một khoảng thời gian:
Công suất = Công / Thời gian hoặc Công suất = (Lực X Quãng đường ) / Thời gian
Trong hệ thống truyền động thủy lực, Tốc độ và Lực được xác định bởi Lưu lượng (GPM) và Áp suất (PSI). Theo đó, Công suất của hệ thủy lực được tính theo công thức:

HP = GPM X PSI X 0.000583

Với 0.000583 là hệ số chuyển đổi đơn vị đo. Trong hình vẽ số 1, chúng ta sử dụng một bơm lưu lượng cố định là 30 GPM để quay một motor thủy lực ở tốc độ không đổi.

Áp suất trong hệ thống này được xác định bởi lực cản lại của motor với lưu lượng này. Trong trường hợp này, chỉ có áp suất cần thiết để dòng dầu có thể làm quay tải được tính đến. Theo tính toán là 1300 PSI. Tuy nhiên, nếu tải thay đổi áp suất này cũng thay đổi theo, do đó, công suất cần thiết phải được tính toán ở giá trị áp suất và lưu lượng lớn nhất. Van an toàn của hệ thống cần phải đặt ở giá trị 200 PSI cao hơn áp suất cần thiết để dịch chuyển được tải lớn nhất theo yêu cầu do đó van an toàn sẽ xác định được áp suất lớn nhất mà hệ thống có thể đạt được trong hệ thống. Ở hình 2, van khóa ở vị trí đóng làm cho không có dầu chạy qua. Dầu phải xả về qua van an toàn.

Công suất thủy lực của hệ thống lúc này được tính theo:

HP = GPM X PSI X .000583

HP = 30 GPM X 1500 PSI X .000583

HP = 45,000 X .000583

HP = 26.2

Nếu bơm hoạt động ở 100% hiệu suất, dựa vào công thức trên có thể tính được công suất động cơ điện yêu cầu. Tuy nhiên, do có sự rò rỉ bên trong bơm qua các bề mặt bôi trơn và ma sát giữa các chi tiết chuyển động, bơm làm việc ở dưới 100% hiệu suất. Vì vậy, động cơ điện phải có công suất lớn hơn để dẫn động bơm dầu. Phần lớn các bơm có hiệu suất vào khoảng 85-90%, các bơm piston có hiệu suất lớn hơn bơm cánh gạt, bơm bánh răng. Ở vị dụ trên, giả sử hiệu suất bơm đạt 87%. 

HP = GPM X PSI X 0.000583 / 0.87

HP = 30 GPM X 1500 PSI X .00067

HP = 30

Một cách gần đúng, sẽ cần bơm có công suất 1 HP để bơm 1 GPM tại 1500 PSI. Nếu dòng dầu bị chặn lại (bởi van khóa) thì dầu sẽ chảy hết về bể thông qua van an toàn và do vậy một áp suất tổn hao 1500 PSI sẽ chảy qua van an toàn. Toàn bộ công suất chuyển thành nhiệt như trong hình 2. Hãy lưu ý rằng bất cứ khi nào dòng dầu không được sử dụng để mang tải thì nó phải giảm về 0 GPM hoặc xả không tải về thùng với áp suất 0 PSI như ở hình 3.

Lưu ý: 

Các giá tri trong bài sử dụng đơn vị đo hệ Inch. Để đổi ra hệ mét thực hiên công thức sau:
1 inch = 25.4 mm
1 GPM = 3.785 l/phút
1 Bar = 14.5 PSI

Công suất (kW) = Lưu lượng (lít/phút) x Áp suất làm việc (bar) / (600 x hiệu suất)

Hiệu suất được tính bao gồm hiệu suất thủy lực của bơm thủy lực và hệ truyền động cơ khí và thường từ khoảng 80% đến 85%.