有时哑巴是相对的。爱因斯坦是不是笨了,因为他把量子纠缠当作“幽灵般的超距作用”?当然,他错了,因为两个纠缠在一起的亚原子粒子可以以相反的方向相互远离,长达100万年,当其中一个最终撞上某物时,另一个也会立即受到影响。爱因斯坦的理论认为,任何行为都不可能超过光速,这使得量子纠缠不可能发生,但由于未知的原因,它是有效的。他错了。但他是哑巴吗?几乎没有。
在流体动力领域有很多愚蠢的人。部分原因是许多未经训练的人在液压和气动系统上工作。就像后院的机械师从14岁起就在小块积木上工作一样,农民和磨坊匠也在修理汽缸和更换部件,他们很少或没有接受过正规教育。这通常不是他们的错,因为他们被招募到一个任务中只是因为他们是员工中最合适的候选人。
工程师做一些愚蠢的事情是不太可以接受的。扎实的数学和物理基础不仅应该让他们对应用程序的对错有直观的感觉,他们学习新领域的能力应该超过一般的扳手工。工程师也有更多的资源,如教科书和专业协会。尽管如此,就像任何修理或安装液压系统的人一样,工程师们仍然会做一些愚蠢的事情。围绕这个主题,以下是人们在设计流体动力系统时所犯的9大愚蠢错误。
9.混淆气缸的伸展和收缩力。气缸如果没有连接到你的设备上的杆,它什么也做不了,它可以来回移动(除了气动无杆气缸,但那是另一回事)。汽缸内的连杆与活塞相连,加压流体正是靠这个活塞来推动连杆的运动。因为连杆必须附着在活塞的一侧,所以它占据了那一侧的表面积。气缸的杆侧只有一个甜甜圈的表面积,但活塞侧有整个冰球。由于面积差的存在,气缸缩回时所受的力要小于伸展时所受的力。
当设计人员只使用活塞侧面积来计算需要同等推力和拉力的应用时,就会出现愚蠢的错误。更糟糕的是,我见过不止一个设计师计算出只有在张力(拉伸)下气缸的活塞侧面积。不用说,他们不知道为什么他们的圆筒不会移动。根据杆的大小,圆柱体缩回时的力最多是伸展力的一半,有时更大。这意味着你的汽缸可能会以10吨的速度推进,而仅以5吨的速度收缩。除非你准备让你的系统压力加倍(很少有选择),否则不要犯这个错误。
8.混淆压力和流量。这是新手设计师常犯的错误。他们会想要更大的力量——举起更大的负荷——他们会觉得他们需要一个更大的泵。有些人认为,小一点的泵可以让他们在保持输入马力的同时略微提高压力,这是违反直觉的。这将有助于机械倾向的人把泵想象成一个链轮。通过减少驱动齿轮上的齿(泵排量),输出齿轮(液压执行器)将有更大的力,但移动更慢。
当设计人员混淆了阀门的压力和流量时,情况就更糟了。如果在系统中添加内联流量控制,并将其阻塞,则上游压力将上升。可以看出,这会让他们相信自己在调节压力。相反,如果你把一个安全阀放在控制电机的子电路中,例如,它会产生反压,因为它是工作负载的附加负载。这可能会导致系统安全阀开始向油箱中倾倒液体,导致操作人员认为他们正在操作计量阀。我不能强调理解压力和流量之间的关系有多重要;掌握它。
7.水库规模太小。这是设计师可能会犯或不会犯的常见错误,这取决于他们对愚蠢错误的理解程度。尽管储气罐应该有足够的体积来帮助冷却、污染物沉降、曝气去除等,但如果储气罐的大小不适合气瓶,就会发生灾难性的损坏。
当气缸延伸时,必须存在等于整个盖尺寸空间的流体体积来填充气缸。有些场合,伸直时没有问题,特别是油缸杆直径较小时。小直径的抽油杆在油缸抽油杆一侧所占体积很小,因此大量的流体从抽油杆一侧的端口流出,并返回到油箱,在那里它取代了用来填充盖一侧的体积。
然而,当油缸直径较大,抽油杆较大时,随着油缸的延伸,抽油杆尺寸重新进入油藏的体积很小。如果你完全忽略了这个数学问题,你就有可能将储层容积降低到低于泵吸入管的水平。在最好的情况下,没有入口流体的泵将无法泵出,但更有可能首先发生空化,从而造成潜在的灾难性损坏。
6.低估过滤要求。如果你喜欢支持你当地的液压维修店,请忽略这一点。但如果你是一名设计师,觉得一个小的旋转纸过滤器组件适合保护你的活塞泵供电电路,也许你应该三思而后行。
纸滤芯对于劈柴器来说也是个糟糕的选择。它们的效率非常低,吸尘能力差,还会吸收水分,缩短使用寿命。这里最好的情况是每个月都更换过滤器元素,如果您处于维护的顶端的话。对于廉价过滤器来说,最糟糕的情况是,它在第一个月就进入了旁路,而操作人员甚至没有注意到,让液体变得肮脏,因为它会慢慢破坏系统中的其他组件。
只运行绝对额定的合成滤芯是值得投资的,在装配高流量外壳和旁路指示器。高质量的过滤材料在去除颗粒方面更有效,实际上可以在需要更换之前保留更多的有害物质。据观察,高质量的过滤实际上延长了过滤器的寿命,因为它们防止液体作为研磨化合物,进一步加剧污染水平。
5.没有注意到汽缸柱强度限制。这是一个初学者和高级设计师,谁都可能犯这个错误。油缸的柱强度是油杆直径、长度和油缸和油杆附件的安装配置的函数。我喜欢使用一个扩展的轻拍测量的例子,它在自身的重量下略微弯曲。但当你在自由空气中展开它时,与几乎任何东西接触都会导致它弯曲。同样的情况也会发生在长行程,较小的杆缸与旋转安装。
如果您从信誉良好的制造商那里购买气瓶,他们会为您提供给定孔、行程和杆尺寸所需的保护类型,并推荐停止管、超大杆或压力限制,或三者的任何组合。然而,他们可能不知道气缸是如何安装的,以及它移动的是什么负载。如果您的负载是枢轴的,例如使用斜轴安装,您可能需要进一步降低气缸的速率,因为枢轴安装提供了错位和屈曲的机会。如果你不确定,可以问问专业人士。
4.不使用当前的流体动力符号。我曾经看过足够多的原理图,知道图纸上的交叉线和连接线(交叉点)之间的区别,但你不能假设车间里的年轻技术人员会知道,特别是如果他是最终用户的话。这里有一个提示:如果你的交叉线是拱形的,你做错了。检查最新的ANSI或ISO标准,你会发现一条交叉线只是交叉,没有戏剧性。如果有一个结点,就有一个圆形的黑结点。过去的弓形十字线与现在灵活的议会代表非常接近。
即使你不关心接头的外观,也要使用最新的标准。你不希望你的图纸看起来过时,比如使用旧的伺服阀符号。严重吗?这是怎么回事?
3.没有使用大量的资源流体动力世界.足够的说。
2.使用旧技术,因为你觉得舒服。嘿,不要误解我的意思,两级泵在50年前是一个很棒的想法,但是为什么当你可以使用马力限制泵来拥有无限个流量点时,你还满足于两个流量点呢?设定一个马力(或扭矩)限制泵,使其始终提供与压力成反比的最大流量,以将功率限制在预定水平。如果系统压力加倍,流量会下降一半。我希望你听说过这个系统,因为它本身就是老技术。但是等等,还有更多....
在液压泵的游戏中,每个大玩家现在都在制造电子“压力补偿”泵。机械式压力补偿泵使用先导压力信号控制泵排量,泵排量随系统压力增大或减小。现在,压力传感器网络中的电控泵可以通过控制原动机速度来精确地按需提供流量。伺服或vfd控制电动机改变泵的速度,以满足流量需求加上泄漏流量。
变速泵驱动系统非常先进,它可以在完全没有控制阀的情况下控制气缸,甚至可以在泵只转动以补偿泄漏的情况下保持负载。但你已经知道这些了,不是吗,因为你不会犯愚蠢的第三个错误,对吧?
1.思考“流动使它前进。”我学到的是流动让它前进,压力是流动的阻力。我想说这是一个新手愚蠢的错误,但即使是经验丰富的工程师也会在这里感到困惑。液压是一种力传递系统,而不是任意移动流体的载体。推一根流体柱和推一根钢棒没有什么不同,只是液体比固体更容易压缩。
这种误解是如此之多,我自己创造了科斯福德定律,它说:压力使它前进。流量是你产生压力的速率。压力是流动发生的原因。如果压力来自于阻力,那么流量就会反向流向泵。能量只能从高潜力区域向低潜力区域移动,而不能反向移动。和愚蠢的错误8一样,这是水力学中最重要的概念。
了下:移动式液压头