W skomplikowanych maszynach schematy hydrauliczne często przypominają gęste mapy sieci.
Główny cylinder napędza proces rdzeniowy, podczas gdy wyrzutnie, zaciski, mechanizmy nachylania, systemy smarowania i inne ruchy pomocnicze działają jednocześnie w tym samym systemie.

Kiedy wszystkie obwody korzystają z jednej konwencjonalnej pompy, dystrybucja energii staje się trudna do kontrolowania.

Kontekst przemysłu: Konkurencja w zakresie mocy w systemach wieloobwodowych

Typowe zagadnienia w systemach wieloobwodów z jedną pompą obejmują:

Obwody pomocnicze aktywujące się podczas pracy cylindra głównego, powodujące nagłe wahania ciśnienia i przepływu

Interferencje między obwodami, które sprawiają, że ustawianie systemu i kontrola stabilności są bardziej skomplikowane

Ograniczona skalowalność, gdy dodanie nowych funkcji wymaga przeprojektowania całej jednostki napędowej hydraulicznej

Wyzwania te powstają, ponieważ wiele obwodów konkuruje o to samo źródło przepływu i ciśnienia.

Podstawowe wymagania: niezależne, ale skoordynowane zasilanie

W celu poprawy stabilności układu konstrukcja hydrauliczna musi osiągnąć:

Priorytetowe zaopatrzenie do butli głównego procesu
Kontrolowane i niezależne działanie obwodów pomocniczych
Architektura skalowalna dla przyszłej ekspansji funkcji

Wymaga to oddzielenia dystrybucji energii na poziomie źródła, a nie zarządzania konfliktami w dół.

Platforma rozwiązań: FG21 Architektura pompy z podwójnymi biegami wewnętrznymi

Dwie pompy biegów wewnętrznych FG21 zapewniają praktyczny sposób reorganizacji zasilania hydraulicznego.

Konfiguracja strukturalna

FG21 integruje dwie pompy na jednym wałku:

Pompa przednia: zazwyczaj FG1 lub FG2 o średniej do dużej objętości, przeznaczona do głównego obwodu wysokiego ciśnienia

Pompa tylna: mniejsza przepustowość (25 / 32 / 40 / 50 / 63 mL/r), zasilająca obwody pomocnicze, takie jak wyrzutnie, zaciski, mechanizmy nachylania i smarowanie

Obie pompy posiadają ten sam silnik i działają w zakresie prędkości 200~3000 obrotów/min.

Ciśnienie nominalne: 31,5 MPa
Maksymalne ciśnienie: do 35 MPa

Ta konfiguracja obsługuje systemy wieloobwodowe o wymaganiach zarówno wysokiego ciśnienia, jak i zmiennego przepływu.

Metoda projektowania dla systemów wieloobwodowych

W praktycznym projektowaniu systemów inżynierowie zazwyczaj stosują następujące podejście:

Podłączyć cylinder procesu pierwotnego wyłącznie do przedniej pompy w celu zapewnienia stabilnego ciśnienia i przepływu

Zgrupowanie obwodów pomocniczych na tylnej pompie, oddzielając je od głównej drogi zasilania

Wykorzystanie zawórów sekwencjonowania i sterowania logicznego na poziomie zbiornika do koordynacji ruchu zamiast umożliwienia obwodom bezpośredniej konkurencji

Takie podejście poprawia zarówno stabilność, jak i możliwość kontrolowania.

Poprawa wydajności w eksploatacji

Po wdrożeniu architektury podwójnej pompy FG21 zaobserwowano kilka korzyści:

Ruch głównego cylindru staje się stabilny i przewidywalny, bez wpływu aktywacji obwodu pomocniczego

Obwody pomocnicze działają niezależnie, ułatwiając dostosowanie systemu i diagnozowanie usterek

Rozbudowa systemu staje się łatwiejsza, ponieważ nowe funkcje pomocnicze mogą być zintegrowane z tylnym obwodem pompy bez przeprojektowania głównego napędu

Wartość inżynieryjna: Strukturowanie systemu na poziomie źródła zasilania

FG21 nie po prostu zwiększa zdolność produkcyjną, ale przeprowadza restrukturyzację sposobu dystrybucji energii hydraulicznej.

Umożliwia:

Wyraźne oddzielenie między obwodami krytycznymi a niekrytycznymi
Zmniejszenie interakcji i zakłóceń między funkcjami
Wydajniejsze rozwiązywanie problemów poprzez izolację na poziomie obwodu
Wbudowana elastyczność dla przyszłych ulepszeń

Podsumowanie

W przypadku układów hydraulicznych wielokręgowych stabilność i skalowalność zależą od sposobu dystrybucji mocy w źródle.

Pompy FG21 z podwójnym przekładniami wewnętrznymi zapewniają:

Dedykowane źródło zasilania dla cylindrów głównych
Niezależne wsparcie dla obwodów pomocniczych
Uproszczone dostrojenie i utrzymanie systemu
Elastyczna możliwość rozszerzenia dla dodatkowych funkcji

Dla producentów maszyn oferujących standaryzowane platformy z dostosowanymi opcjami, FG21 skutecznie tworzy ustrukturyzowaną i rozszerzalną architekturę hydrauliczną,zapewnienie stabilności podstawowej wydajności przy jednoczesnym rozwoju funkcji pomocniczych.