Việc lựa chọn thiết bị truyền động phù hợp bắt đầu từ một giá trị quan trọng: mô-men xoắn van. Một bộ truyền động một phần quay phải tạo ra đủ mô-men xoắn để mở, vận hành và đóng van trong điều kiện làm việc thực tế.

Nếu bộ truyền động quá nhỏ, van có thể không hoạt động. Nếu kích thước lớn hơn nhiều so với nhu cầu, hệ thống có thể có giá cao hơn và gây thêm tải trọng cho thân van cũng như các bộ phận lắp đặt.

Để đảm bảo kích thước thiết bị truyền động quay một phần đáng tin cậy, trước tiên kỹ sư nên hiểu đường cong mô-men xoắn của van, đặc biệt là mô-men xoắn tách rời của van.

Mô-men xoắn van là gì?

Mô-men xoắn van là lực xoay cần thiết để xoay thân van.

Các van khác nhau cần mức mô-men xoắn khác nhau. Van bi, van bướm và van nút là các ứng dụng quay một phần phổ biến. Mô-men xoắn của chúng cũng có thể thay đổi trong chu kỳ mở và đóng.

Có thể cần xem xét một số giá trị mô-men xoắn:

• Mô-men xoắn tách rời: Mô-men xoắn cần thiết để bắt đầu di chuyển van khỏi vị trí ngồi của nó.

• Mô-men xoắn hoạt động: Mô-men xoắn cần thiết trong khi van đang di chuyển.

• Mô-men xoắn chỗ ngồi: Mô-men xoắn cần thiết để chuyển van vào vị trí đóng hoặc mở cuối cùng của nó.

• Mô-men xoắn thân tối đa: Mô-men xoắn cao nhất mà thân van có thể chịu được một cách an toàn.

Bộ truyền động phải cung cấp đủ mô-men xoắn cho điểm vận hành cao nhất theo yêu cầu trong khi vẫn nằm dưới mô-men xoắn trục cho phép tối đa của van.

Tại sao mô-men xoắn ngắt van lại quan trọng

Mô-men xoắn ngắt van thường là một trong những giá trị quan trọng nhất trong việc lựa chọn bộ truyền động.

Van có thể yêu cầu mô-men xoắn lớn hơn khi bắt đầu di chuyển so với khi xoay bình thường. Điều này có thể xảy ra do ma sát ghế ngồi, chênh lệch áp suất, thời gian dài không hoạt động hoặc các lực cản cơ học khác.

Ví dụ: giả sử một van yêu cầu:

• Mô-men xoắn ngắt: 80 Nm

Mô-men xoắn hoạt động: 50 Nm

Mô-men xoắn chỗ ngồi: 65 Nm

Không thể lựa chọn bộ truyền động chỉ dựa trên mô-men xoắn hoạt động 50 Nm. Nó phải có đủ đầu ra để vượt qua yêu cầu ngắt 80 Nm.

Đây là lý do tại sao nên sử dụng dữ liệu mô-men xoắn của nhà sản xuất van bất cứ khi nào có thể.

Cách tính mô-men xoắn bộ truyền động cần thiết

Công thức tính cơ bản rất đơn giản:

Mô-men xoắn bộ truyền động yêu cầu = Mô-men xoắn van tối đa × Hệ số an toàn

Ví dụ: nếu mô-men xoắn van tối đa theo yêu cầu là 80 Nm và hệ số an toàn là 1,3 được sử dụng:

80 Nm × 1,3 = 104 Nm

Bộ truyền động đã chọn do đó sẽ cung cấp ít nhất 104 Nm trong các điều kiện vận hành thực tế.

Hệ số an toàn không phải là phổ quát. Giá trị chính xác phụ thuộc vào thiết kế van, điều kiện bảo dưỡng, tần suất vận hành và khuyến nghị của nhà sản xuất. Các phương pháp tính kích thước phổ biến sử dụng các hệ số như 1.2 hoặc 1.3, nhưng dữ liệu của nhà sản xuất van và bộ truyền động nên được ưu tiên.

Tính toán kích thước thiết bị truyền động quay từng bước

1. Nhận dữ liệu mô-men xoắn van

Bắt đầu với bảng mô-men xoắn hoặc dữ liệu thử nghiệm của nhà sản xuất van.

Kiểm tra mô-men xoắn cần thiết cho:

• Lỗ mở ban đầu

Chạy bình thường

Đóng cửa cuối cùng

Chỗ ngồi hoặc tháo ghế

Điều kiện áp suất khác nhau

Không chỉ sử dụng kích thước van để ước tính mô-men xoắn bộ truyền động. Hai van có cùng kích thước danh nghĩa có thể yêu cầu mô-men xoắn khác nhau.

2. Xác định mô-men xoắn yêu cầu cao nhất

So sánh tất cả các điểm hoạt động.

Giá trị yêu cầu cao nhất thường là điểm khởi đầu để xác định kích thước. Đối với nhiều van, đây có thể là mô-men xoắn tách rời.

Ví dụ:

Mô-men xoắn van

Giá trị cần thiết
Mô-men xoắn tách rời 80 Nm	Mô-men xoắn hoạt động 50 Nm	Mô-men xoắn chỗ ngồi 65 Nm	Mô-men xoắn trục tối đa 150 Nm

Ở đây, 80 Nm là mô-men xoắn hoạt động cao nhất.

3. Thêm hệ số an toàn phù hợp

Nếu hệ số an toàn được chọn là 30%:

80 Nm × 1,30 = 104 Nm

Do đó, bộ truyền động phải cung cấp ít nhất 104 Nm ở điều kiện vận hành theo yêu cầu.

Tuy nhiên, tránh thêm biên độ quá mức mà không kiểm tra mô-men xoắn trục tối đa của van. Bộ truyền động có công suất quá lớn có thể làm hỏng van hoặc các bộ phận cơ khí khác.

4. Kiểm tra mô-men xoắn đầu ra của bộ truyền động

Tiếp theo, so sánh yêu cầu đã tính toán với đầu ra được xếp hạng của bộ truyền động.

Ví dụ:

• Yêu cầu đã tính: 104 Nm

Công suất đầu ra của bộ truyền động: 120 Nm

Mô-men xoắn trục tối đa của van: 150 Nm

Bộ truyền động cung cấp đủ mô-men xoắn, trong khi công suất đầu ra của nó vẫn nằm dưới mô-men xoắn tối đa cho phép của trục van.

OMKEE cung cấp các bộ truyền động điện quay một phần trên nhiều dải mô-men xoắn khác nhau. Ví dụ: OMK-10G cung cấp mô-men xoắn tiêu chuẩn 100 Nm, đồng thời có các mẫu OMK lớn hơn cho các ứng dụng mô-men xoắn cao hơn.

5. Kiểm tra điều kiện hoạt động

Mô-men xoắn chỉ là một phần của việc lựa chọn bộ truyền động.

Kiểm tra thêm:

• Nguồn điện

Thời gian mở và đóng

Góc làm việc

Chu kỳ nhiệm vụ

Nhiệt độ môi trường xung quanh

Xếp hạng bảo vệ

Phương pháp lắp đặt

Tín hiệu điều khiển

Phản hồi cần thiết

Yêu cầu về khu vực nguy hiểm (nếu có)

Ví dụ: OMKEE OMK-10G hỗ trợ hoạt động DC24V và cung cấp các góc xoay có thể điều chỉnh, đồng thời các mẫu OMKEE khác cung cấp các tùy chọn điều khiển và phản hồi khác nhau.

Một ví dụ đơn giản về kích thước bộ truyền động

Giả sử một van bướm có mô-men xoắn hoạt động tối đa là 120 Nm.

Dự án yêu cầu biên độ an toàn 25%.

Phép tính là:

120 Nm × 1,25 = 150 Nm

Do đó, bộ truyền động phải cung cấp ít nhất 150 Nm trong các điều kiện hoạt động cụ thể.

Trước khi lựa chọn cuối cùng, vui lòng xác nhận thêm rằng:

1. Công suất đầu ra của bộ truyền động đủ cao.

Đầu ra không vượt quá mô-men xoắn trục tối đa của van.

Bộ truyền động có thể hoàn thành chu trình làm việc theo yêu cầu.

Kết nối lắp đặt phù hợp với van.

Yêu cầu về điện và điều khiển là phù hợp.

Việc kiểm tra đơn giản này có thể ngăn ngừa nhiều lỗi kích thước phổ biến.

Lỗi thường gặp khi tính kích thước bộ truyền động bán phần

Chỉ lựa chọn theo kích thước van

Van DN100 không tự động yêu cầu kích thước bộ truyền động cụ thể. Mô-men xoắn van phụ thuộc vào thiết kế van, áp suất, loại van, chất lỏng và điều kiện vận hành.

Chỉ sử dụng mô-men xoắn hoạt động

Mô-men xoắn hoạt động có thể nhỏ hơn mô-men xoắn tách rời. Bỏ qua mô-men xoắn khởi động có thể dẫn đến bộ truyền động không thể mở van.

Thêm quá nhiều biên độ an toàn

Mô-men xoắn lớn hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn. Mô-men xoắn bộ truyền động quá lớn có thể làm quá tải trục van, khớp nối hoặc giá đỡ lắp đặt.

Bỏ qua điều kiện hoạt động

Nhiệt độ, áp suất, ăn mòn, tần suất vận hành và thời gian dài không hoạt động có thể ảnh hưởng đến lực cản của van.

Chỉ kiểm tra mô-men xoắn định mức

Luôn kiểm tra công suất thực tế của bộ truyền động theo nguồn điện và điều kiện vận hành được chỉ định. Giá trị đã chọn phải phù hợp với toàn bộ ứng dụng, không chỉ là số danh mục chung.

Danh sách kiểm tra cuối cùng để xác định kích thước bộ truyền động quay một phần

Trước khi đặt hàng bộ truyền động, hãy xác nhận các giá trị sau:

• Loại và kích thước van

Mô-men xoắn ngắt van

Mô-men xoắn chạy

Mô-men xoắn chỗ ngồi

Mô-men xoắn trục tối đa

Yêu cầu hệ số an toàn

Mô-men xoắn đầu ra của bộ truyền động yêu cầu

Nguồn điện

Thời gian hoạt động

Chu kỳ nhiệm vụ

Góc xoay

Tiêu chuẩn lắp ráp

Yêu cầu điều khiển và phản hồi

Điều kiện môi trường

Việc tính toán kích thước

bộ truyền động quay một phần

chính xác bắt đầu từ dữ liệu mô-men xoắn van chính xác. Đặc biệt, không nên bỏ qua mô-men xoắn ngắt van. Sau khi mô-men xoắn yêu cầu được tính toán, hãy so sánh nó với công suất đầu ra khả dụng của bộ truyền động và xác nhận rằng bộ truyền động vẫn nằm trong mô-men xoắn trục cho phép của van.

Đối với các dự án tự động hóa van công nghiệp,

OMKEE

cung cấp các bộ truyền động điện quay một phần cho các yêu cầu về mô-men xoắn, công suất, điều khiển và phản hồi khác nhau.