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標(biāo)題: 貼一道增壓泵的計(jì)算題（添加自己的計(jì)算方法） [打印本頁]
作者: 子子61961    時間: 2016-2-28 21:19
標(biāo)題: 貼一道增壓泵的計(jì)算題（添加自己的計(jì)算方法）
本帖最后由 子子61961 于 2016-3-2 20:30 編輯

關(guān)于增壓泵的計(jì)算題

前幾天到上海附近的增壓泵廠家去拜訪，涉及到了增壓泵的計(jì)算，在這里貼一下。
我們的工程要求如下，要求推動一個氣缸動作，客戶氣源為0.5MPa。
我們需要追加一個2倍的增壓泵將氣壓增為1MPa，然后推動氣缸。
氣缸的動作頻度為5spm。需要對增壓泵進(jìn)行選型。這次需要在上海附近采購。

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有興趣的朋友，可以根據(jù)以上條件進(jìn)行計(jì)算選型。稍后我會貼出自己的做法進(jìn)行參考。
有時間的朋友，可以繼續(xù)往下讀，下面是我去廠家訪問時的記錄。
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我先是在百度上搜索“增壓泵”，找到幾個廠家之后打電話聯(lián)系了一下，
介紹了我的需求，看看對方的介紹和選型，
其中一家，向我推薦，每分鐘230升就可以，然后價錢還好，于是決定去其中一家拜訪。
坐了地鐵轉(zhuǎn)出租車后，到達(dá)之后發(fā)現(xiàn)是一家小廠。
他們的銷售對我說，今天下午正好車間里有增壓泵在組裝，可以看到，
也有技術(shù)人員在，可以討論技術(shù)問題，于是他直接帶我去了車間。
車間里有一些氣罐，一些箱體，有一名該廠技術(shù)人員在修理一臺增壓泵。
我說你們別的增壓泵在哪里，他說是訂貨后到別的倉庫去取，然后拿來裝在氣罐上。
我問這個問題的目的是關(guān)心交貨期，他說一般隔天就可以發(fā)貨。
然后我把我的要求再向他介紹一遍，問他推薦哪個型號。
他說用每分鐘1000升的就可以。

車間里有一份增壓泵的操作說明書，我拿過翻開看看。
他在那里將一臺修理后的增壓泵，往氣罐上面組裝。
組裝后他給我介紹，就是這個樣子的，上面是增壓泵，下面是氣罐。
我看到氣罐上有出口閥門，就問他閥門是多大的，它說是1/4寸的。
我說我對增壓泵不太了解，您給我介紹一下操作可以么。他說好的。
他給我介紹說，增壓泵上的旋鈕，標(biāo)記有加號減號，先把它扭到減號一端。
然后他將空氣軟管接到增壓泵進(jìn)口，這時就會有0.5MPa的氣體進(jìn)入氣罐，
然后將旋鈕逐漸旋大，就會增壓。不過他旋動旋鈕之后，壓力并沒有增加。
當(dāng)時銷售也在旁邊看，場面略顯尷尬，
為了表示我聽明白了他的講解，我就指著出口壓力表說，
一般的情況如果泵正常的話，這個壓力表就會顯示為1.0MPa是么。他說是的。

然后我開始詢問關(guān)于我的需求，
我說，增壓泵目錄里寫著100L/min，這個1000升是什么意思，
         指的是大氣壓0.1MPa狀態(tài)下的體積，還是壓縮后的1.0MPa的體積。
他說，是大氣壓下0.1MPa下的體積。
我說，我的汽缸是1.5L，要求一分鐘動作5個往復(fù)，就是大約15升氣體。
         也就是說，需要15升的1.0MPa氣體
         簡單來算，就是需要150升的0.1MPa氣體，你覺得哪個型號可以。
他繼續(xù)說，1000升每分鐘的沒問題。
我覺得不夠確定，我說為什么不是230L的，你能不能解釋一下選型1000L的理由，
他說，你的汽缸不大，基本上差不多的。

我覺得即使繼續(xù)下去談話也沒什么進(jìn)展，也于是問他，咱們換一種說法，
        這個增壓泵，將22L的氣罐充滿，需要多長時間。
他說，大約30秒就可以。
這個答案我不太滿意，我說如果這樣的話，我汽缸動作一次，氣體跑出去了，
        然后再恢復(fù)壓力就要30秒，這個速度太慢，那么就不能滿足我的要求了。
然后他對增壓泵給我比劃，這個增壓閥接通之后，氣罐內(nèi)就有0.5MPa的氣體了。
        然后再逐漸將旋鈕旋開，壓力就會增加，增加到1MPa的話10秒差不多。
看到他對增壓的時間也不確定，我有點(diǎn)不放心了。
他對我說，1000L的泵肯定可以的，你放心吧。
我說，你最好給我一些依據(jù)，不然我沒法確定。
他們的銷售也對我說，一方面氣罐的氣往外面走，同時氣泵也在補(bǔ)充氣體，所以是可以的。
我說，氣體消耗有它的速度，如果進(jìn)氣速度小于出氣的速度，就會達(dá)不到要求的。
我感覺談下去沒有太多進(jìn)展，
于是就說，要不這樣吧，您先忙您的事情，我到辦公室去看看目錄考慮一下，
然后我向他點(diǎn)頭致意，就跟著銷售去辦公室了。

我一邊走一邊想，靠廠家選型估計(jì)是希望不大了。
當(dāng)時我有兩種選擇，一個就是跟總公司那邊聯(lián)系，讓設(shè)計(jì)部門進(jìn)行選型然后我再采購。
不過估計(jì)設(shè)計(jì)部門也挺忙，再出結(jié)果就要過好幾天了，另一條路就是我自己計(jì)算。
這個計(jì)算我沒算過，不過估計(jì)詳細(xì)目錄里面應(yīng)該會有流量圖表曲線，
我借來詳細(xì)目錄看看，然后查查圖表自己計(jì)算試一下，或許可以。

在辦公室里，借來詳細(xì)目錄，果然里面有圖表曲線還有說明，
我借來紙筆，花了幾分鐘，在紙上進(jìn)行了計(jì)算。
其中涉及到等溫絕熱過程的氣體常數(shù)，我記不準(zhǔn)了，用手機(jī)搜索了一下。
最后得出了一些結(jié)果。
然后他們的銷售問我，是怎么算的，能不能教給他一下。
我拿來另一張紙，把我的計(jì)算過程給他重新寫了一遍，然后把紙給他了。
我說這是我考慮到的做法，你們也可以確認(rèn)參考一下。
他表示感謝，我說你幫我查一下這幾個型號的價錢吧，他說好的。
另外我想了一下，估計(jì)他們自己不做增壓泵，而是從廠家拿貨過來的，
然后我試探地問了一句，你們是從廠家直接進(jìn)貨增壓泵么，
他說是的，和SMC和國產(chǎn)廠家都有業(yè)務(wù)合作的。
他的回答證實(shí)了我的猜測，當(dāng)然我也不會去說，前面他說過倉庫取貨的事情。
然后我說我在這里再坐一會兒，他說可以。
我把計(jì)算書整理一下，發(fā)郵件給總公司那邊，讓他們確認(rèn)一下這樣選型是否可以。
發(fā)過郵件后，要了一張名片我就告辭了。臨走前到車間去看一眼，與技術(shù)員也道別了。

上面的故事，想總結(jié)兩點(diǎn)。
一個是，其中技術(shù)員在向我說明時，說讓我放心，這個規(guī)格的肯定可以。
這種情況我在國內(nèi)辦事情時，在其他地方也遇到過多次，
有時預(yù)約出租車，或者買東西定貨期時，對方直接告訴我，放心沒問題。
實(shí)際上，在說服對方時，如果只是說“放心沒問題”，這樣是單薄的。
如果不去深究確認(rèn)，往往就會直到最后才發(fā)現(xiàn)，不能滿足要求，而耽誤事兒。
所以比較好的方法是：加上理由，因?yàn)槟菢樱赃@樣，因此會達(dá)到目的。
通過因果關(guān)系而得到的結(jié)論，才會更讓人信服。
同時在這之前也需要掌握應(yīng)有的信息和技術(shù)，才能做到。
這一點(diǎn)，無論是“去聽取別人說服”的時候，還是“自己去說服別人”的時候，都是需要注意的。
以前寫過的一篇帖子，說得也是這一點(diǎn)。 在日本做機(jī)械設(shè)計(jì)的感受（十）—— 浦東機(jī)場被問路

另一個是，突然遇到一些問題，怎樣去計(jì)算。
我當(dāng)時沒做過這類選型，但是我推測詳細(xì)目錄里面或許會有圖表信息，
結(jié)果真就有了，于是就得以計(jì)算了。
實(shí)際上這道題是關(guān)于氣體的計(jì)算，對于其他專業(yè)來說也許并不通用。
但是在面對問題的時候，去預(yù)想可能會解決問題的道路，是我們需要做的。

以上。
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2月28日周日晚貼出題目。感謝朋友的認(rèn)真回帖。
3月2日周三晚貼出自己考慮到的做法，如有不當(dāng)之處，還望委婉指出。

(, 下載次數(shù): 242)
（好不容易才拼了一個這么長的截圖。）
其中藍(lán)色文字的計(jì)算公式，是絕熱狀態(tài)下的氣體計(jì)算公式。
可以參考以前發(fā)過的另一篇文章：在日本做機(jī)械設(shè)計(jì)的感受（第六部）——蓄能器容積計(jì)算
現(xiàn)在看來，那時候的文章寫得都比較冗長，有時間的話可以看一看。

以上。

by 子子

作者: 張聾子    時間: 2016-2-28 21:32
氣—?dú)庠鰤浩鳎?hr noshade size="2" width="100%" color="#808080"> 作者: zsddb    時間: 2016-2-28 23:03
1000升的肯定沒問題，相信對方。
你1.5L的氣缸，每分鐘往復(fù)5次，最多也才需要150L的0.1MPa空氣，而人家泵每分鐘1000升的流量，在量方面是足以滿足了的。至于為什么不是230L的，你讓對方提供他的泵的功率計(jì)算公式就知道了。
本來想給你分析分析的，但身邊聲音多，靜不下來~
作者: ValleyViews    時間: 2016-2-29 04:58
心理學(xué)有個術(shù)語叫條件反射。
行為學(xué)有個術(shù)語叫習(xí)慣成自然。
作者: pengzhiping    時間: 2016-2-29 08:43
還好沒有難住你！應(yīng)急要快啊！
作者: 2266998    時間: 2016-2-29 10:07
這個可以詳細(xì)計(jì)算的，但環(huán)節(jié)很復(fù)雜，

氣源給氣罐，經(jīng)歷一次減壓與再平衡，給到氣缸也是如此的，用氣缸進(jìn)行增壓，還要考慮熱力學(xué)的計(jì)算，

核心是這些過程減壓，吸熱，再平衡，增壓可能有放熱過程，但與速度有關(guān)，速度高的，俺絕熱處理，

簡化的計(jì)算，就是考慮一個‘大氣罐’，考慮‘絕熱計(jì)算’，假設(shè)一些條件以后，可以簡化計(jì)算過程，當(dāng)然，想精確計(jì)算也是可以的，條件要充分，
作者: 塵世天涯    時間: 2016-2-29 13:02
感謝樓主提出的技術(shù)方面的討論，一直在尋找這種帖子，怎奈實(shí)在太少

樓主這個題目，我也嘗試算了一下，這里獻(xiàn)丑說一下我的思路，可能說的不對，樓主請指正


氣罐容量的計(jì)算
由于氣體加壓及降壓過程中有溫度變化，且影響因素很多，為簡化計(jì)算
認(rèn)為氣體始終恒溫
大致思路如下：
氣罐容量 > 氣缸容積
增壓閥流量（轉(zhuǎn)化為1Mpa) > 氣缸容量*10

氣缸容積計(jì)算V1 = πd2*L/4/1000000 = 0.385L
則有

Vtank > 0.385      // Vtank是氣罐容量
Q > 3.85 L/min             // 1Mpa時
Q' > 38.5L/min              // 0.1Mpa時

由于上面計(jì)算時忽略了熱量損失，因此這個流量和氣罐容積應(yīng)適當(dāng)留余量

以上，請指正




補(bǔ)充內(nèi)容 (2016-3-1 17:29):
對上面計(jì)算更正如下：
氣缸容積計(jì)算V1 = πd2*L/4/1000000 = 1.5L
則有
Vtank > 1.5      // Vtank是氣罐容量
Q > 15 L/min             // 1Mpa時
Q' > 150L/min              // 0.1Mpa時
作者: 我要亂來    時間: 2016-2-29 15:55
塵世天涯 發(fā)表于 2016-2-29 13:02
感謝樓主提出的技術(shù)方面的討論，一直在尋找這種帖子，怎奈實(shí)在太少

樓主這個題目，我也嘗試算了一下，這 ...

第一步氣缸容積就算錯了~~~
作者: 塵世天涯    時間: 2016-2-29 18:15
我要亂來 發(fā)表于 2016-2-29 15:55
第一步氣缸容積就算錯了~~~

公式里面寫錯了，應(yīng)該是D，不是d。
但是算的結(jié)果是對的啊，請指正。

作者: 紫劍狂風(fēng)    時間: 2016-2-29 21:27
本帖最后由 紫劍狂風(fēng) 于 2016-2-29 21:35 編輯

這個氣罐的大小能影響到氣壓的穩(wěn)定性，SMC有個軟件 EnergySaving可以模仿氣體充氣，放氣之間的關(guān)系，可以出曲線，軟件說明里有計(jì)算公式。
作者: mkyqq    時間: 2016-2-29 22:47
這個氣罐的大小能影響到氣壓的穩(wěn)定性，SMC有個軟件 EnergySaving可以模仿氣體充氣，放氣之間的關(guān)系，可以出曲線，軟件說明里有計(jì)算公式
作者: mkyqq    時間: 2016-2-29 22:50
心理學(xué)有個術(shù)語叫條件反射。
行為學(xué)有個術(shù)語叫習(xí)慣成自然。
作者: ngsxngtd    時間: 2016-2-29 23:30
提示: 作者被禁止或刪除 內(nèi)容自動屏蔽
作者: xudingjia820    時間: 2016-3-1 12:32
留個腳印慢慢學(xué)習(xí)！
作者: 機(jī)械軒    時間: 2016-3-1 15:10
1. 工作一次的體積，氣缸體積x2+管子體積，約 6L （1.0Mpa下）；
2. 工作一次需補(bǔ)充空氣體積， 約10倍的工作體積，60L（0.1MPa下）；
3. 工作后氣罐壓力，P1約等于P2xV2/V1 其中V1=22,P2=1.0Mpa，V2=22-6， 1x(22-6)/22=0.73 Mpa；
4. 工作時間間隔，12s；
5. 計(jì)算補(bǔ)充一次空氣所需的時間。過程中流量會隨著氣罐中壓力的提升而降低；流量如何處理？按0.1Mpa下？
經(jīng)過估計(jì)，230 L/min 的增壓閥需要 1s左右。應(yīng)該能行。

第二步應(yīng)該是有問題的。就用了個P1V1=P2V2，功啊，熵的都忘得差不多了。
第五步歇菜了。因?yàn)樵鰤簹飧纂S著輸出端的壓力提高，流量將逐漸減少直至停止平衡。
作者: 譚榮兵    時間: 2016-3-1 17:22
留個腳印慢慢學(xué)習(xí)！
作者: zhukaijie1    時間: 2016-3-1 21:34
hao
作者: 圍困    時間: 2016-3-1 23:06
計(jì)算氣罐的進(jìn)氣速度和出去速度就可以了，進(jìn)氣大于出氣就好，沒必要考慮那么多。
作者: long_wzq    時間: 2016-3-2 17:31
在動作周期內(nèi)，罐體內(nèi)壓力1MPa下降時，充氣的速度曲線能夠大于出氣速度時罐體內(nèi)壓力能比較好的保持。
作者: 塵世天涯    時間: 2016-3-3 12:06
大俠，第一次看到這個題目的時候，我就有個想法，但是想了想，好像沒有人這樣做，不過看到你的解決思路，我還是認(rèn)為應(yīng)該把我的想法貼出來，可能不太正確，但是希望能給你提供一些參考

你在題目了提到了，氣缸的工作壓力為1Mpa, 我假設(shè)你是用來壓東西或者推動一個負(fù)載移動的，因此要求穩(wěn)定且較高的輸出，但是按照當(dāng)前的配置，壓力在電磁閥切換的瞬間會降到不足1Mpa，然后壓力逐漸上升，再氣缸運(yùn)動到行程末端的時候，壓力重新回升到1Mpa,但這不太符合通常的應(yīng)用要求，因?yàn)閱拥膲毫θ绻容^低，可能會推不動，或者即使能推動，輸出也是逐漸變化的

基于此，我有個想法
1. 將增壓閥選擇為1:3，氣罐內(nèi)的壓力將達(dá)到1.5Mpa
2. 氣罐與電磁閥之間增加減壓閥，將壓力降低到1Mpa, 由于減壓閥的特性，在輸入壓力變化的時候，輸出波動非常小，因此可以得到基本穩(wěn)定的1Mpa輸出

以上，不知樓主認(rèn)為如何？

作者: 子子61961    時間: 2016-3-3 14:18
塵世天涯 發(fā)表于 2016-3-3 13:06
大俠，第一次看到這個題目的時候，我就有個想法，但是想了想，好像沒有人這樣做，不過看到你的解決思路，我 ...

謝謝你的詳細(xì)回帖。這里有這樣幾個問題。
一個是，客戶的氣源壓力在0.6MPa附近波動，所以應(yīng)該可以增壓到1.2MPa左右，
另外我們的計(jì)算要求壓力是0.85MPa，加上少量余量，估計(jì)夠用。
另外，增壓泵一般是2倍或4倍，而且如果增壓太高，我們已鋪設(shè)好的配管和氣缸就有可能不耐壓而發(fā)生危險。
所以此次我們是選用了40A來嘗試。不過還是謝謝你的建議。
希望有朋友能從這個帖子，學(xué)到絕熱氣體壓力體積的公式，就好了。
作者: 12qwaszx12    時間: 2018-4-20 07:03
感謝
作者: 青青墳頭草    時間: 2021-11-18 15:36
學(xué)習(xí)了，謝謝樓主！




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