Guía de selección de bombas hidráulicas: lista de verificación de 8 pasos con fórmulas de dimensionamento

Bomba de paletas da serie PV2R para sistemas hidráulicos industriais” style="width:100%;max-width:800px;height:auto;border-radius:6px;margin:0 0 28px;” />

A nosa fábrica de Ningbo fabricou máis de 80 000 bombas de paletas ao ano e cada selección comeza coas dúas mesmas fórmulas que o noso equipo de enxeñería emprega a diario.

Nas nosas instalacións de produción de Ningbo, operamos 6 liñas de produción que fabrican máis de 80.000 bombas de paletas ao ano. O noso equipo de enxeñería procesou miles de especificacións de compradores e a fórmula de dimensionamento que se indica a continuación é o punto de partida para cada selección que facemos. Compartimosa aquí para que os compradores poidan autoverificar os seus requisitos antes de enviarnos unha solicitude de cotización.

Fórmulas de dimensionamento: cálculo do caudal e da potencia

O noso equipo de enxeñería nas nosas instalacións de produción con 6 liñas de produción comeza cadaguía de selección de bombas hidráulicasconversa con dúas fórmulas. Dado que estas fórmulas determinan a cilindrada da bomba, a presión de funcionamento e a potencia do motor que definirán a envolvente de rendemento do seu sistema, acertar con elas na fase de especificación evita os erros de subdimensionamento e sobredimensionamento que vemos con máis frecuencia nas especificacións subministradas polo comprador.

A primeira fórmula calcula a bomba necesariacaudal:

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

Onde Q é o caudal requirido en litros por minuto, V é a desprazamento do cilindro ou do motor en centímetros cúbicos e N é o número de golpes por minuto (para cilindros) ou a velocidade de rotación en RPM (para motores hidráulicos). Para sistemas con varios actuadores que funcionan simultaneamente, sume os requisitos de caudal individuais e engada entre un 10 e un 20 por cento para as perdas do sistema: fugas internas a través das folgas das válvulas, fluxo de derivación a través das válvulas de alivio de presión e expansión térmica do fluído de traballo. Os nosos datos de produción da nosa produción anual de máis de 80 000 bombas mostran que a subespecificación das perdas do sistema en máis dun 15 por cento é a causa principal de aproximadamente o 30 por cento das queixas sobre o rendemento no campo.

A segunda fórmula calcula a potencia motriz necesaria:

P (kW) = Q (L/min) × p (MPa) ÷ 60

Onde P é a potencia do motor requirida en quilovatios, Q é o caudal e p é a presión de traballo en megapascales. Esta fórmula asume unha eficiencia da bomba do 100 %; na ​​práctica, as nosas bombas de paletas alcanzan unha eficiencia volumétrica do 85 ao 94 % dependendo da presión e a velocidade, polo que o requisito de potencia real é P dividido polo factor de eficiencia. Para unha bomba que entrega 80 L/min a 14 MPa cunha eficiencia do 90 %: P = 80 × 14 ÷ 60 ÷ 0,90 = 20,7 kW. O noso equipo de enxeñería proporciona curvas de eficiencia para cada modelo de bomba, representadas graficamente fronte á presión e a velocidade, para que os compradores poidan calcular o requisito de potencia exacto para o seu punto de funcionamento.

A nosa experiencia na produción en seis liñas de produtos ofrécenos unha idea clara de que tecnoloxía de bombas se adapta a cada aplicación. Aquí tes a nosa comparación.

Paleta vs. engrenaxe vs. pistón: táboa comparativa

As tres tecnoloxías de bombas coas que traballamos —veleta, engrenaxe e pistón: cada un ten unha envolvente de rendemento onde domina. Dado que as nosas instalacións de produción fabrican exclusivamente bombas de paletas (con 6 liñas de produción e unha capacidade anual de máis de 80 000 unidades), temos unha ampla experiencia en adaptar as especificacións das bombas de paletas ás aplicacións. Aquí está a nosa táboa comparativa:

Bomba de paletas (a nosa especialidade):Rango de presión de 7 a 21 MPa. Rango de caudal de 5 a 450 L/min. Nivel de ruído de 62 a 68 dB(A) a 1500 RPM.Eficiencia volumétrica85 a 94 por cento. Tolerancia á contaminación moderada (ISO 4406clase 18/16/13). Custo medio. Aplicacións típicas: moldeo por inxección, prensas, dirección mariña, hidráulica industrial.

Bomba de engrenaxes:Rango de presión de 3 a 25 MPa (externa), de 3 a 10 MPa (interna). Rango de caudal de 1 a 300 L/min. Nivel de ruído de 70 a 80 dB(A). Eficiencia volumétrica do 75 ao 90 por cento. Tolerancia á contaminación elevada. Custo baixo. Aplicacións típicas: equipos móbiles, sistemas de lubricación, circuítos simples.

Bomba de pistón:Rango de presión de 21 a 70 MPa. Rango de caudal de 5 a 1000 L/min. Nivel de ruído de 75 a 90 dB(A). Eficiencia volumétrica do 90 ao 98 por cento. Tolerancia á contaminación baixa (ISO 4406 clase 16/14/11 ou superior). Custo elevado. Aplicacións típicas: prensas de alta presión, moldeo por inxección (alta gama), bancos de probas, aeroespacial.

A decisión de selección comeza cos requisitos de presión e caudal. Se o seu sistema funciona por debaixo de 21 MPa e non require a máxima eficiencia, unbomba de paletasofrece o mellor equilibrio entre ruído, eficiencia, custo e tolerancia á contaminación. A nosa serie PV2R abrangue a maioría das aplicacións de bombas de paletas industriais, con configuracións de bomba simple e dobre e códigos de desprazamento de 6 a 237 cm³/rev.

O noso equipo de enxeñería emprega esta lista de verificación de 8 pasos para cada especificación do comprador. Dado que cada paso detecta unha clase de erro diferente, executamos os oito antes de elaborar un orzamento.

Lista de verificación para a selección de bombas en 8 pasos

O noso equipo de enxeñaría emprega esta lista de verificación de 8 pasos ao avaliar as especificacións do comprador. Dado que cada paso detecta unha clase diferente de erro de especificación, omitir calquera paso aumenta a probabilidade de fallos no campo, reclamacións de garantía ou substitución prematura da bomba.

Paso 1: Definir o caudal necesario.Usa a fórmula Q = V × N ÷ 1000 para calcular o caudal teórico e, a seguir, engade entre o 10 e o 20 por cento para as perdas do sistema. A nosa serie PV2R abrangue códigos de caudal de 6 a 237 cm³/rev: fai coincidir o código de desprazamento co caudal calculado á velocidade obxectivo do motor.

Paso 2: Definir a presión de traballo.Identificar a presión máxima de funcionamento continuo e a presión máxima (intermitente). As nosas bombas de paletas están clasificadas para presións continuas de ata 17,5 MPa (serie PV2R) ou 21 MPa (ABTserie), con presións máximas do 20 ao 25 ​​por cento por riba das continuas. Especifique ambos os valores na súa orde de compra.

Paso 3: Seleccionar o tipo de bomba.Usa a nosa táboa comparativa de arriba. Para a maioría das aplicacións industriais que funcionan a 7 a 21 MPa, a nosa gama de bombas de paletas ofrece o equilibrio óptimo. Para aplicacións por riba de 21 MPa, considera as bombas de pistón. Para aplicacións sinxelas e de baixo custo por debaixo de 10 MPa, as bombas de engrenaxes poden ser máis económicas.

Paso 4: Comprobar o rango de velocidade.As nosas bombas de paletas funcionan de xeito óptimo entre 600 e 1800 RPM. Un funcionamento por debaixo de 600 RPM reduce a eficiencia volumétrica (forza centrífuga insuficiente para selar as paletas contra o anel de leva). Un funcionamento por riba de 1800 RPM acelera o desgaste da punta das paletas e aumenta o ruído. Adapte a velocidade da bomba á velocidade do motor ou da transmisión mediante acoplamento directo ou redución por correa/engrenaxe.

Paso 5: Verificar a compatibilidade dos fluídos.As nosas bombas de paletas estándar están deseñadas para fluídos hidráulicos de base mineral (ISO VG 32, 46 ou 68). Para fluídos sintéticos, auga-glicol ou fluídos biodegradables, especifique o tipo de fluído no seu pedido; proporcionamos materiais de selado compatibles (FKMpara fluídos sintéticos,EPDMpara auga-glicol) e materiais de paletas para medios non estándar.

Paso 6: Calcular a potencia motriz.Empregue P = Q × p ÷ 60 ÷ η (onde η é a eficiencia da bomba das curvas do noso catálogo). Seleccione un motor cunha marxe de potencia do 10 ao 15 por cento por riba do valor calculado para xestionar sobrecargas transitorias e condicións de arranque en frío.

Paso 7: Especificar a montaxe e a portabilidade.As nosas bombas están dispoñibles en bridamontaxe(SAE A, B, C, D), montaxe con pé e configuracións de accionamento pasante. As conexións das portas seguen os estándares SAE e BSPP. Especifique o tipo de montaxe, a dirección de rotación do eixe (horario, horario ou reversible) e os tamaños das portas no seu pedido.

Paso 8: Definir o ciclo de traballo e o ambiente.Especifique as horas de funcionamento previstas por día, o número de ciclos de funcionamento por hora, o rango de temperatura ambiente e calquera factor ambiental (mariño, exterior, sala limpa, zona perigosa). As nosas bombas con certificación CCS/DNV/ABS/BV/LR cobren aplicacións mariñas; as nosas bombas industriais estándar cobren a maioría dos entornos de fábrica.

Os nosos datos de redución térmica proceden das nosas probas de laboratorio en todos os modelos de bombas. Dado que a temperatura afecta a todos os sistemas hidráulicos, os nosos enxeñeiros aplican estas correccións a cada especificación de servizo continuo.

Redución de presión e temperatura

O rendemento da bomba hidráulica depende da temperatura porque a viscosidade do fluído diminúe a medida que aumenta a temperatura, o que aumenta as fugas internas e reduce a eficiencia volumétrica. A nosa práctica estándar de redución da potencia: reducir a presión continua nominal nun 10 por cento por cada 15 graos Celsius por riba da temperatura de referencia de 50 graos. Para unha bomba cunha potencia nominal de 17,5 MPa a 50 graos, a presión reducida a 65 graos é de 15,75 MPa, a 80 graos é de 14 MPa e a 95 graos é de 12,25 MPa.

As nosas bombas de paletas da serie T6/T7 empregan unha construción de paletas bilabianas que mantén a eficacia do selado nun rango de temperaturas máis amplo que as paletas convencionais dun só beizo. Debido a que o deseño bilabiano crea dous puntos de selado por paleta, a caída de presión en cada punto de selado redúcese á metade, o que reduce as fugas mesmo cando a viscosidade é baixa. Nas nosas probas a alta temperatura (80 graos continuos, 14 MPa), a serie T7B mantén unha eficiencia volumétrica superior ao 88 por cento, de 3 a 5 puntos porcentuais máis que os deseños de paletas dun só beizo nas mesmas condicións.

Para os compradores que operan en ambientes de arranque en frío (por debaixo de 0 graos Celsius), as nosas bombas de paletas incorporan unha función de arranque a baixa temperatura: as tolerancias do anel de leva e das paletas están deseñadas para adaptarse á maior viscosidade do fluído frío sen atascarse, o que permite un arranque fiable a -20 graos con fluído ISO VG 32. O noso equipo de enxeñería proporciona curvas de par de arranque en frío para cada modelo de bomba, o que permite aos compradores dimensionar os seus motores de accionamento correctamente para as condicións invernais.

Boas prácticas de instalación para bombas de paletas

O noso equipo de enxeñería documentou os erros de instalación máis comúns que provocan fallos prematuros da bomba. Dado que a calidade da instalación afecta directamente á vida útil da bomba (un acoplamento desalinhado pode reducir a vida útil dos rolamentos nun 50 %), proporcionamos directrices de instalación con cada envío de bombas.

Aliñamento de eixes.As nosas bombas de paletas requiren un aliñamento do acoplamento cunha desviación total indicada (TIR) ​​de 0,05 mm na interface do acoplamento. Dado que o desalineamento xera cargas nos rolamentos radiais que aceleran o desgaste, recomendamos ferramentas de aliñamento láser para instalacións con potencia de motor superior a 7,5 kW. Para instalacións máis pequenas, o aliñamento do indicador de carátula é aceptable se se realiza con coidado.

Deseño da liña de succión.As nosas bombas requiren unha velocidade na liña de succión inferior a 1,5 metros por segundo e unha altura de succión inferior a 0,5 metros (preferiblemente unha altura positiva). Porquecavitación— a formación e o colapso de burbullas de vapor na liña de succión — destrúe as puntas das paletas e as superficies dos aneis de leva en cuestión de horas. O noso equipo de produción especifica un diámetro mínimo da liña de succión un 25 por cento maior que o porto de entrada da bomba. O noso equipo de enxeñaría proporciona cálculos de dimensionamento da liña de succión para cada modelo de bomba.

Limpeza de fluídos.As nosas bombas de paletas toleran a limpeza de fluídos da clase 18/16/13 da norma ISO 4406, pero recomendamos a clase 16/14/11 para unha máxima vida útil das paletas e dos rolamentos. Dado que a contaminación é a principal causa de fallos nos sistemas hidráulicos en todo o mundo, especificamos un filtro de liña de retorno de 10 micras como estándar e un filtro de liña de presión de 3 micras para aplicacións superiores a 14 MPa. O deseño do noso kit de cartuchos permite substituír as paletas contaminadas sen retirar a bomba da máquina.

Soporte posvenda e substitución do kit de cartuchos

O noso modelo de asistencia posvenda está deseñado tendo en conta que as bombas de paletas en servizo continuo acabarán necesitando a substitución de compoñentes internos. Dado que o deseño do noso kit de cartuchos de produción separa os elementos de desgaste (paletas, aneis de leva, placas laterais) da carcasa e do eixo da bomba, o proceso de substitución leva menos dunha hora, en comparación coas 4 a 6 horas dunha substitución completa da bomba.

Os nosos kits de cartuchos envíanse premontados e preprobados desde a nosa fábrica de Ningbo, listos para a instalación directa. Debido a que temos en stock kits de cartuchos para todos os modelos de bombas activas, o noso prazo de entrega para kits de substitución é de 3 a 7 días laborables para artigos en stock e de 15 a 25 días para configuracións personalizadas. A nosa garantía de 12 meses cobre os kits de cartuchos nos mesmos termos que as bombas completas: defectos de fabricación en condicións de funcionamento correctas.

Para os compradores que operan grandes frotas de equipos hidráulicos, ofrecemos un programa de mantemento preventivo: en función das horas de funcionamento e do ciclo de traballo, o noso equipo de enxeñería calcula a taxa de desgaste prevista das paletas e recomenda un programa de substitución do kit de cartuchos. Dado que substituír un kit de cartuchos antes dunha avaría custa unha fracción do tempo de inactividade causado por unha avaría inesperada da bomba, o noso programa de mantemento reduce o custo total de propiedade entre un 20 e un 30 por cento durante un período de 5 anos.

O noso equipo de enxeñería en Ningbo está dispoñible para analizar os requisitos específicos da súa aplicación e recomendar o modelo de bomba de paletas, o código de desprazamento e a configuración óptimos para o seu sistema hidráulico. Póñase en contacto connosco a través do nosopáxina de soporte de enxeñaríapara obter un informe de selección de bombas personalizado.