Leitfaden zur Auswahl von Hydraulikpumpen: 8-Punkte-Checkliste mit Dimensionierungsformeln

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Unser Werk in Ningbo produziert jährlich über 80.000 Flügelzellenpumpen, und jede Auswahl beginnt mit den gleichen zwei Formeln, die unser Ingenieurteam täglich anwendet.

In unserem Werk in Ningbo betreiben wir sechs Produktionslinien und fertigen jährlich über 80.000 Flügelzellenpumpen. Unser Ingenieurteam hat Tausende von Kundenspezifikationen bearbeitet, und die untenstehende Dimensionierungsformel dient als Ausgangspunkt für jede unserer Entscheidungen. Wir stellen sie hier zur Verfügung, damit Käufer ihre Anforderungen selbst überprüfen können, bevor sie uns eine Angebotsanfrage senden.

Dimensionierungsformeln: Durchfluss- und Leistungsberechnung

Unser Ingenieurteam in unserer Produktionsstätte mit 6 Produktionslinien beginnt jeden TagLeitfaden zur Auswahl von HydraulikpumpenDie Verwendung zweier Formeln ist wichtig. Da diese Formeln die Pumpenfördermenge, den Betriebsdruck und die Motorleistung bestimmen, die den Leistungsbereich Ihres Systems definieren, verhindert die korrekte Festlegung dieser Formeln in der Spezifikationsphase die Unter- und Überdimensionierungsfehler, die wir am häufigsten bei vom Käufer bereitgestellten Spezifikationen beobachten.

Die erste Formel berechnet die benötigte PumpeDurchflussrate:

Q (L/min) = V (cm³) × N (Hübe/min) ÷ 1000

Dabei ist Q der erforderliche Durchfluss in Litern pro Minute, V das Hubvolumen des Zylinders oder Motors in Kubikzentimetern und N die Anzahl der Hübe pro Minute (bei Zylindern) bzw. die Drehzahl in U/min (bei Hydraulikmotoren). Bei Systemen mit mehreren gleichzeitig arbeitenden Aktuatoren werden die einzelnen Durchflussanforderungen addiert und 10 bis 20 Prozent für Systemverluste hinzugerechnet – interne Leckagen durch Ventilspalte, Bypass-Durchfluss durch Druckbegrenzungsventile und thermische Ausdehnung des Arbeitsmediums. Unsere Produktionsdaten von über 80.000 Pumpen pro Jahr zeigen, dass eine Unterdimensionierung der Systemverluste um mehr als 15 Prozent die Hauptursache für etwa 30 Prozent der Reklamationen im Feld ist.

Die zweite Formel berechnet die benötigte Antriebsleistung:

P (kW) = Q (L/min) × p (MPa) ÷ 60

Dabei ist P die benötigte Motorleistung in Kilowatt, Q der Volumenstrom und p der Betriebsdruck in Megapascal. Diese Formel geht von einem Pumpenwirkungsgrad von 100 % aus. In der Praxis erreichen unsere Flügelzellenpumpen je nach Druck und Drehzahl einen volumetrischen Wirkungsgrad von 85 bis 94 %. Der tatsächliche Leistungsbedarf ergibt sich daher aus P geteilt durch den Wirkungsgradfaktor. Für eine Pumpe mit einer Fördermenge von 80 l/min bei 14 MPa und einem Wirkungsgrad von 90 % gilt: P = 80 × 14 ÷ 60 ÷ 0,90 = 20,7 kW. Unser Ingenieurteam stellt für jedes Pumpenmodell Wirkungsgradkurven in Abhängigkeit von Druck und Drehzahl bereit, sodass Käufer den genauen Leistungsbedarf für ihren Betriebspunkt berechnen können.

Unsere Produktionserfahrung in sechs Produktlinien ermöglicht uns einen klaren Überblick darüber, welche Pumpentechnologie für welche Anwendung geeignet ist. Hier ist unser Vergleich.

Flügelrad vs. Zahnrad vs. Kolben: Vergleichstabelle

Die drei Pumpentechnologien, mit denen wir arbeiten —SchaufelZahnrad- und Kolbenpumpen – jede hat ihren optimalen Leistungsbereich. Da unsere Produktionsstätte ausschließlich Flügelzellenpumpen fertigt (mit 6 Produktionslinien und einer Jahreskapazität von über 80.000 Einheiten), verfügen wir über umfassende Expertise in der Abstimmung der Flügelzellenpumpenspezifikationen auf die jeweiligen Anwendungen. Hier ist unsere Vergleichstabelle:

Flügelzellenpumpe (unsere Spezialität):Druckbereich 7 bis 21 MPa. Durchflussbereich 5 bis 450 l/min. Geräuschpegel 62 bis 68 dB(A) bei 1500 U/min.Volumetrischer Wirkungsgrad85 bis 94 Prozent. Kontaminationstoleranz mäßig (ISO 4406Klasse 18/16/13). Mittlere Kosten. Typische Anwendungen: Spritzguss, Pressmaschinen, Schiffssteuerung, Industriehydraulik.

Zahnradpumpe:Druckbereich 3 bis 25 MPa (extern), 3 bis 10 MPa (intern). Durchflussbereich 1 bis 300 l/min. Geräuschpegel 70 bis 80 dB(A). Volumetrischer Wirkungsgrad 75 bis 90 Prozent. Hohe Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen. Geringe Kosten. Typische Anwendungen: mobile Geräte, Schmiersysteme, einfache Kreisläufe.

Kolbenpumpe:Druckbereich 21 bis 70 MPa. Durchflussbereich 5 bis 1000 l/min. Geräuschpegel 75 bis 90 dB(A). Volumetrischer Wirkungsgrad 90 bis 98 Prozent. Geringe Verschmutzungstoleranz (ISO 4406 Klasse 16/14/11 oder besser). Hohe Kosten. Typische Anwendungen: Hochdruckpressen, Spritzguss (High-End), Prüfstände, Luft- und Raumfahrt.

Die Auswahlentscheidung beginnt mit den Druck- und Durchflussanforderungen. Wenn Ihr System unter 21 MPa arbeitet und nicht die absolut höchste Effizienz erfordert,FlügelzellenpumpeDie PV2R-Serie bietet das optimale Verhältnis von Geräuschentwicklung, Effizienz, Kosten und Verschmutzungstoleranz. Sie deckt die meisten industriellen Anwendungen von Flügelzellenpumpen ab und ist als Einzel- und Doppelpumpenkonfiguration mit Fördermengen von 6 bis 237 cm³/U erhältlich.

Unser Ingenieurteam verwendet diese 8-stufige Checkliste für jede Kundenspezifikation. Da jeder Schritt eine andere Fehlerkategorie aufdeckt, führen wir alle acht Schritte durch, bevor wir ein Angebot erstellen.

Die 8-stufige Checkliste zur Pumpenauswahl

Unser Ingenieurteam verwendet diese 8-Punkte-Checkliste zur Überprüfung der Kundenspezifikationen. Da jeder Schritt eine andere Art von Spezifikationsfehler aufdeckt, erhöht das Auslassen eines Schrittes die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen im Feld, Gewährleistungsansprüchen oder vorzeitigem Pumpenaustausch.

Schritt 1: Definieren Sie die erforderliche Durchflussrate.Berechnen Sie den theoretischen Volumenstrom mit der Formel Q = V × N ÷ 1000 und addieren Sie anschließend 10 bis 20 Prozent für Systemverluste. Unsere PV2R-Serie deckt Volumenstromkennwerte von 6 bis 237 cm³/U ab – wählen Sie den passenden Kennwert für Ihren berechneten Volumenstrom bei der angestrebten Motordrehzahl.

Schritt 2: Den Arbeitsdruck definieren.Ermitteln Sie den maximalen Dauerbetriebsdruck und den Spitzendruck (kurzzeitig). Unsere Flügelzellenpumpen sind für Dauerdrücke bis zu 17,5 MPa (PV2R-Serie) bzw. 21 MPa (ABTSerie), mit Spitzendrücken, die 20 bis 25 Prozent über dem Dauerdruck liegen. Geben Sie beide Werte in Ihrer Bestellung an.

Schritt 3: Wählen Sie den Pumpentyp.Nutzen Sie unsere Vergleichstabelle oben. Für die meisten industriellen Anwendungen mit einem Betriebsdruck von 7 bis 21 MPa bietet unser Flügelzellenpumpen-Sortiment die optimale Lösung. Für Anwendungen über 21 MPa empfehlen wir Kolbenpumpen. Bei einfachen, kostengünstigen Anwendungen unter 10 MPa können Zahnradpumpen wirtschaftlicher sein.

Schritt 4: Überprüfen Sie den Geschwindigkeitsbereich.Unsere Flügelzellenpumpen arbeiten optimal bei 600 bis 1800 U/min. Bei Drehzahlen unter 600 U/min sinkt der volumetrische Wirkungsgrad (die Zentrifugalkraft reicht nicht aus, um die Flügel gegen den Nockenring abzudichten). Drehzahlen über 1800 U/min beschleunigen den Verschleiß der Flügelspitzen und erhöhen die Geräuschentwicklung. Passen Sie die Pumpendrehzahl durch direkte Kupplung oder Riemen-/Zahnraduntersetzung an die Drehzahl Ihres Motors oder Antriebs an.

Schritt 5: Flüssigkeitsverträglichkeit prüfen.Unsere Standard-Flügelzellenpumpen sind für mineralölbasierte Hydraulikflüssigkeiten (ISO VG 32, 46 oder 68) ausgelegt. Bei synthetischen Flüssigkeiten, Wasser-Glykol-Gemischen oder biologisch abbaubaren Flüssigkeiten geben Sie bitte den Flüssigkeitstyp in Ihrer Bestellung an – wir liefern kompatible Dichtungsmaterialien (FKMfür synthetische FlüssigkeitenEPDMfür Wasser-Glykol) und Flügelmaterialien für nicht standardmäßige Medien.

Schritt 6: Berechnen Sie die Antriebsleistung.Verwenden Sie P = Q × p ÷ 60 ÷ η (wobei η der Pumpenwirkungsgrad aus unseren Katalogkurven ist). Wählen Sie einen Motor mit einer Leistungsreserve von 10 bis 15 Prozent über dem berechneten Wert, um kurzzeitige Überlastungen und Kaltstartbedingungen zu bewältigen.

Schritt 7: Montage und Portierung festlegen.Unsere Pumpen sind mit Flanschanschluss erhältlich.Montage(SAE A, B, C, D), Fußmontage und Durchgangsantrieb. Die Anschlussanschlüsse entsprechen den SAE- und BSPP-Normen. Bitte geben Sie in Ihrer Bestellung die Montageart, die Drehrichtung der Welle (im Uhrzeigersinn, gegen den Uhrzeigersinn oder reversibel) und die Anschlussgrößen an.

Schritt 8: Arbeitszyklus und Umgebung definieren.Geben Sie die erwarteten Betriebsstunden pro Tag, die Anzahl der Betriebszyklen pro Stunde, den Umgebungstemperaturbereich und alle Umgebungsfaktoren (Schifffahrt, Außenbereich, Reinraum, explosionsgefährdeter Bereich) an. Unsere CCS/DNV/ABS/BV/LR-zertifizierten Pumpen eignen sich für Schiffsanwendungen; unsere Standard-Industriepumpen decken die meisten Produktionsumgebungen ab.

Unsere Daten zur thermischen Leistungsreduzierung stammen aus unseren Labortests mit allen Pumpenmodellen. Da die Temperatur jedes Hydrauliksystem beeinflusst, wenden unsere Ingenieure diese Korrekturen auf jede Spezifikation für Dauerbetrieb an.

Druck- und Temperaturreduzierung

Die Leistung von Hydraulikpumpen ist temperaturabhängig, da die Viskosität des Fluids mit steigender Temperatur abnimmt. Dies führt zu erhöhten internen Leckagen und verringert den volumetrischen Wirkungsgrad. Unsere Standardvorgehensweise zur Leistungsreduzierung sieht vor, den Nenndruck pro 15 Grad Celsius über der Referenztemperatur von 50 Grad Celsius um 10 Prozent zu reduzieren. Bei einer Pumpe mit einem Nenndruck von 17,5 MPa bei 50 Grad Celsius beträgt der reduzierte Druck bei 65 Grad Celsius 15,75 MPa, bei 80 Grad Celsius 14 MPa und bei 95 Grad Celsius 12,25 MPa.

Unsere Flügelzellenpumpen der Baureihen T6/T7 verwenden eine bilabianische Flügelkonstruktion, die im Vergleich zu herkömmlichen einlippigen Flügeln eine gleichbleibende Dichtwirkung über einen breiteren Temperaturbereich gewährleistet. Da die bilabianische Bauweise zwei Dichtpunkte pro Flügel erzeugt, halbiert sich der Druckabfall an jedem Dichtpunkt, wodurch Leckagen selbst bei niedriger Viskosität reduziert werden. In unseren Hochtemperaturtests (80 °C Dauerbetrieb, 14 MPa) erreichte die Baureihe T7B einen volumetrischen Wirkungsgrad von über 88 Prozent – ​​3 bis 5 Prozentpunkte höher als bei einlippigen Flügelzellenpumpen unter denselben Bedingungen.

Für Anwender, die in Umgebungen mit Kaltstart (unter 0 °C) arbeiten, verfügen unsere Flügelzellenpumpen über eine Kaltstartfunktion: Die Toleranzen von Nockenring und Flügeln sind so ausgelegt, dass sie die höhere Viskosität des kalten Fluids ohne Blockieren bewältigen und einen zuverlässigen Start bei -20 °C mit ISO VG 32-Fluid ermöglichen. Unser Entwicklungsteam stellt für jedes Pumpenmodell Kaltstart-Drehmomentkurven bereit, damit Anwender ihre Antriebsmotoren für winterliche Bedingungen korrekt dimensionieren können.

Bewährte Installationspraktiken für Flügelzellenpumpen

Unser Ingenieurteam hat die häufigsten Installationsfehler dokumentiert, die zu vorzeitigem Pumpenausfall führen. Da die Installationsqualität die Lebensdauer der Pumpe direkt beeinflusst – eine falsch ausgerichtete Kupplung kann die Lagerlebensdauer um 50 Prozent reduzieren – liefern wir mit jeder Pumpenlieferung Installationshinweise.

Wellenausrichtung.Unsere Flügelzellenpumpen erfordern eine Kupplungsausrichtung mit einem maximalen Rundlauffehler (TIR) ​​von 0,05 mm an der Kupplungsschnittstelle. Da Fehlausrichtungen radiale Lagerbelastungen verursachen, die den Verschleiß beschleunigen, empfehlen wir für Anlagen mit einer Motorleistung über 7,5 kW den Einsatz von Laser-Ausrichtwerkzeugen. Bei kleineren Anlagen ist die Ausrichtung mit einer Messuhr ausreichend, sofern sie sorgfältig durchgeführt wird.

Konstruktion der Saugleitung.Unsere Pumpen benötigen eine Saugrohrgeschwindigkeit von unter 1,5 Metern pro Sekunde und eine Saughöhe von unter 0,5 Metern (positive Förderhöhe bevorzugt).KavitationDie Bildung und das Zusammenfallen von Dampfblasen in der Saugleitung zerstören innerhalb weniger Stunden die Schaufelspitzen und Nockenringoberflächen. Daher gibt unser Produktionsteam einen Mindestdurchmesser der Saugleitung vor, der 25 Prozent größer ist als der Pumpeneinlass. Unser Entwicklungsteam erstellt für jedes Pumpenmodell Berechnungen zur Dimensionierung der Saugleitung.

Flüssigkeitsreinheit.Unsere Flügelzellenpumpen tolerieren Flüssigkeiten der Reinheitsklasse ISO 4406 18/16/13, wir empfehlen jedoch die Klasse 16/14/11 für maximale Flügel- und Lagerlebensdauer. Da Verunreinigungen weltweit die häufigste Ursache für Ausfälle von Hydrauliksystemen sind, spezifizieren wir standardmäßig einen 10-µm-Rücklauffilter und einen 3-µm-Druckleitungsfilter für Anwendungen über 14 MPa. Dank unseres Filtersets können verschmutzte Flügel ausgetauscht werden, ohne die Pumpe aus der Maschine auszubauen.

Aftermarket-Support und Austausch von Kartuschensätzen

Unser Kundendienstmodell basiert auf der Tatsache, dass Flügelzellenpumpen im Dauerbetrieb irgendwann einen Austausch interner Komponenten benötigen. Da unser serienmäßiges Austauschset die Verschleißteile (Flügelzellen, Nockenring, Seitenplatten) vom Pumpengehäuse und der Welle trennt, dauert der Austausch weniger als eine Stunde – im Vergleich zu vier bis sechs Stunden für einen kompletten Pumpenaustausch.

Unsere Kartuschensätze werden vormontiert und vorgetestet ab Werk in Ningbo geliefert und sind sofort einbaufertig. Da wir Kartuschensätze für alle gängigen Pumpenmodelle auf Lager haben, beträgt die Lieferzeit für Ersatzsätze 3 bis 7 Werktage für Lagerware und 15 bis 25 Tage für kundenspezifische Konfigurationen. Unsere 12-monatige Garantie deckt Kartuschensätze unter den gleichen Bedingungen wie Komplettpumpen ab – Herstellungsfehler bei sachgemäßem Betrieb.

Für Käufer, die große Flotten hydraulischer Anlagen betreiben, bieten wir ein vorbeugendes Wartungsprogramm an: Basierend auf Ihren Betriebsstunden und Ihrem Auslastungsgrad berechnet unser Ingenieurteam den zu erwartenden Verschleiß der Flügelzellen und empfiehlt einen Austauschplan für die Filterpatronen. Da der rechtzeitige Austausch einer Filterpatrone nur einen Bruchteil der Ausfallzeit durch einen unerwarteten Pumpenausfall verursacht, senkt unser Wartungsprogramm die Gesamtbetriebskosten über einen Zeitraum von 5 Jahren um 20 bis 30 Prozent.

Unser Ingenieurteam in Ningbo steht Ihnen gerne zur Verfügung, um Ihre spezifischen Anwendungsanforderungen zu besprechen und Ihnen das optimale Flügelzellenpumpenmodell, den passenden Fördermengencode und die optimale Konfiguration für Ihr Hydrauliksystem zu empfehlen. Kontaktieren Sie uns über unser [Link/Formular einfügen].Seite für technischen Supportfür einen individuell angepassten Pumpenauswahlbericht.