500吨渔网坠子压制成型四柱油压机液压泵和电机模型建议

我们所有人都可能使用了将500吨渔网坠子压制成型四柱油压机泵的输出流量与其位移（每转的体积）和输入轴转速（rpm）相关联的公式：

Q = (D × N) ÷ 60

并且在某个输出压力下运行时计算泵的输入扭矩：

T =（P × D）÷2π.

这两种无处不在的关系提供了对泵或电机性能的初步估计，而不必费力地进行。

“多少流量才能从泵预计在3.3。我们可能会问，例如，3，在2400rpm的转速下运行时位移/转？”我们做了测算，得到132。3 /秒（约34.2 GPM） ，并将最终流量调整到该值的约85％或90％，以允许某些体积效率低下。因此，在几秒钟内，我们可以合理估算某些应用中的预期泵输出流量。我们可以用扭矩方程进行类似的计算，除了我们增加扭矩值以解决功率转换过程中的机械和摩擦损失。

一个简单的模型
两个方程式一起是正排量500吨渔网坠子压制成型四柱油压机的数学模型，它们对泵或电机同样有效。通常说这些公式产生流量和扭矩的“理论”值。我更喜欢一个更具描述性的词，“理想的”。也就是说，这些公式适用于没有损失的泵或马达; 它在体积和机械方面都是100％有效的。

当然，任何实用的机器都有损失，理想机器的型号会产生错误的值。但是，如果我们的目标仅仅是第一次估算并且我们应用一些修正因子来解释损失，那么这并不会使模型失效。

如果我们都使用这些方程式 - 根据我们的个人经验和良心可能要求，用校正因子调整和调整他们的结果 - 在我们的权限下我们首先接受了它们？没关系，我们可以通过将物理学的第一原理应用于泵送机制来推导它们。流体动力技术领域的知识渊博的专家似乎应该对这些公式做出判断，以便给予他们信任。在此过程中，他们会对其可靠性，适用性和实用性作为泵和电机性能预测因素的限制。


出于这个原因，我建议国家流体动力协会的技术委员会，为液压技术领域的制造商，用户和教育工作者采用和颁布面向应用的液压泵和电机的数学模型。该提案远远超出了上述理想模型。相反，它使用理想的泵和电机作为起点，然后定量地定义逐渐更详细，复杂和表面上更精确的模型的性能。

建议更好的模型
对NFPA的提议包含四种不同的模型，这些模型在复杂性和精度方面与现实世界的500吨渔网坠子压制成型四柱油压机相比有所不同。前三个模型牺牲了一些结果的准确性，以便产生一个易于解决的模型（线性关系集）。这四个模型是：

零度模型没有损失，因此是理想的。它完全由两个早期的方程表征。
第一度模型包含线性化的集总参数损失系数，用于内部泄漏效应和摩擦。从这个意义上说，线性意味着泄漏流量与压力成正比，而摩擦力矩损失与轴速度成正比。
二次模型具有线性损耗系数，但也允许从端口到端口以及从端口到壳体漏极的内部泄漏损耗。
第三度模型使用与第二度模型相同的示意图，但是第三度模型允许由500吨渔网坠子压制成型四柱油压机泵或马达的特定性质以及进行建模的人的经验决定的若干变化。值得注意的是，这些效果可以纳入：
摩擦扭矩损失是速度的非线性函数，并且随粘度而变化。
泄漏是压力和粘度的非线性函数。
泄漏系数随轴角位置而变化。
位移随轴角位置而变化，并产生流量和扭矩脉动。
适合进行建模的人的经验的任何其他非线性和/或功率转换像差在计算结果中提供更高的准确度。


有意义的建模
物理组件的建模必须为读者的draulic电路传达特定的意义。例如，必须表达理想和实际500吨渔网坠子压制成型四柱油压机之间的差异。这是通过将字母I放在泵外壳内来完成的，这样原理图的读者就不会误导符号的意图。这可以在图1中看到。

我们需要符号系统的另一个扩展，以包含更多的机械参数，例如扭矩和速度。图1中暗示了这些想法。左半部分是用于扭矩和转速的液压模拟电路，我将自己的电子教育投入到混合中。转速流过机械回路并通过图1中的扭矩发生器，具有±极性，表示泵的压力引起的扭矩与输入速度“对抗”。因此，泵试图降低来自原动机的输入速度，这未示出。

还需要传达其他建模功能。例如，流动可以以层流或湍流模式存在。层流和湍流模式具有完全不同的模型，因此，有必要传达哪种模式在起作用。这个现实使我“发明”了新的原理图符号，允许我为任一流程模式制作电路图。流路（孔）符号如图2所示。


图3包含完整的二级泵模型，显示其三个不同的内部泄漏路径，所有这些都被描述为层流，因此，泄漏分别与每个泄漏路径上的压差呈线性关系。在即将出现的运动控制问题中将更详细地介绍新提出的模型。还将探讨和介绍模型的具体特征，它们在开发整个500吨渔网坠子压制成型四柱油压机电路和系统的数学模型中的用途以及包括动态效果的方法。将特别强调其教育价值。