Calcolare velocità, coppia e potenza del motore idraulico.
Un motore idraulico converte il flusso di fluido in pressione in coppia rotante, azionando nastri trasportatori, mescolatori, trivelle e ruote di trazione. Questo calcolatore determina la coppia erogata, la velocità dell'albero e la portata di ingresso richiesta da cilindrata, pressione di esercizio e velocità target, incluse le efficienze meccanica e volumetrica che separano le prestazioni ideali dai risultati sul campo. È lo strumento di dimensionamento complementare al calcolatore della portata della pompa.
La coppia teorica T = (P × D) / (2π) dove P è la pressione differenziale sul motore e D è la cilindrata per giro. In unità US: T (lb·in) = P (psi) × D (in³/giro) / (2π); in SI: T (N·m) = P (bar) × D (cm³/giro) × 0,01592. La velocità dell'albero N = (Q × η_v) / D con Q in l/min o GPM e N in RPM. L'efficienza meccanica (0,85–0,95 per motori a ingranaggi, 0,92–0,97 per motori a pistoni) riduce la coppia effettiva, mentre l'efficienza volumetrica abbassa la velocità dell'albero del 3–10% alla pressione nominale. La portata di ingresso richiesta a un target RPM è Q = (N × D) / η_v. Verificare sempre i requisiti di drenaggio del carcassa per i motori con scarico — un flusso di drenaggio superiore al 5% della portata nominale può indicare usura delle guarnizioni.
Un ingegnere di movimentazione materiali che progetta un azionamento a rulli a 50 RPM e 600 lb·in di coppia seleziona un motore a ingranaggi con cilindrata di 7,5 in³/giro, quindi verifica che l'alimentazione a 2.500 psi eroghi la coppia con una riserva del 10%.
Un tecnico di processo che dimensiona un azionamento agitatore a 120 RPM necessita di 250 N·m di coppia di avviamento; il calcolatore individua un motore da 100 cm³/giro a 175 bar con efficienza meccanica del 92% per superare il carico di avvio nel caso peggiore.
Un integratore di veicoli che controlla la velocità massima di un azionamento idrostatico a ruota inserisce la portata della pompa, la cilindrata del motore e il rapporto di trasmissione finale, quindi conferma che la velocità dell'albero calcolata produce la velocità di avanzamento target a piena accelerazione.
I motori a ingranaggi hanno un costo contenuto e tollerano bene la contaminazione, ma presentano un'efficienza inferiore (~85%). I motori a palette offrono una coppia più regolare e un'efficienza dell'88-92%. I motori a pistoni raggiungono il 92-97% di efficienza e supportano le pressioni più elevate, ma hanno un costo maggiore.
L'efficienza volumetrica diminuisce all'aumentare della pressione poiché le trafilature interne aumentano — un tipico motore a ingranaggi passa dal 95% a 1.000 psi all'88% a 3.000 psi. Dimensionare sempre alla pressione massima di esercizio per previsioni accurate della velocità.
I motori a pistoni ad asse inclinato e in linea richiedono linee di drenaggio del carcassa verso il serbatoio per smaltire le trafilature interne. I motori a ingranaggi e a palette generalmente non lo richiedono. Verificare il foglio dati del costruttore — far funzionare un motore a pistoni senza drenaggio può danneggiare le guarnizioni dell'albero.