Kaip pasirinkti hidraulinį krumpliaratį pagal slėgį, srautą ir veikimo greitį?

• Slėgis nustato apkrovą, kurią siurblys turi atlaikyti; srautas – mašinos greitį ir pavaros reakciją.
• Veikimo greitis dažnai yra paslėptas ribotuvas, nes esant prastoms įleidimo sąlygoms padidėja kavitacija, šilumos kilimas ir susidėvėjimas.
• Keitimo projektuose darbo taško ir tvirtinimo schemos atitikimas paprastai yra svarbesnis nei didžiausio slėgio vardinės vertės siekimas.
• Pasirinkimą visada reikia tikrinti atsižvelgiant į faktinį mašinos darbo ciklą, o ne tik į vardinės plokštelės specifikaciją.

Hidraulinio krumpliaratinio siurblio pasirinkimas yra inžinerinis sprendimas, o ne katalogo užduotis, nes siurblys turi atitikti tikrąjį mašinos darbo tašką. Naudingiausias atspirties taškas yra slėgio, srauto ir greičio santykis: slėgis lemia jėgą, srautas – pavaros judėjimą, o greitis – ar siurblys gali efektyviai tiekti tą srautą. Tai ypač svarbu sistemose, sukurtose aplinkmentiniai siurbliai, hidrauliniai varikliaiir su servovarikliais suderintus jėgos agregatus, kur siurblys yra tik viena bendros hidraulinės grandinės dalis. ISO 4406 švaros kodai taip pat svarbūs, nes užterštumas gali sutrumpinti komponento tarnavimo laiką dar gerokai prieš pasiekiant vardinį slėgį; dažnas tiksliųjų hidraulinių sistemų valdymo tikslas yra 18/16/13 arba švaresnis, priklausomai nuo komponento jautrumo, kaip apibrėžtaISO 4406:2017.

Kaip hidraulinio krumpliaratinio siurblio slėgis, srautas ir greitis veikia kartu

Slėgis, srautas ir greitis turi būti traktuojami kaip susieta atrankos problema.

Slėgis yra pasipriešinimas, kurį siurblys turi įveikti, paprastai išreiškiamas barais arba psi, o srautas yra per laiko vienetą tiekiamos alyvos tūris, paprastai l/min arba gal/min, o greitis yra veleno apsisukimų skaičius, kuris sukuria tą srautą. Krumpliaratinio siurblio teorinį srautą galima įvertinti kaip poslinkio ir greičio sandaugą, o tada pakoreguoti pagal tūrinį efektyvumą. Realiose mašinose tai reiškia, kad 20 cm³/aps. siurblys, esant 1500 aps./min., ne visomis sąlygomis tiekia 30 l/min., nes nuotėkis didėja didėjant slėgiui, o klampumas kinta didėjant temperatūrai. Štai kodėl slėgio ir srauto negalima pasirinkti atskirai.

Krumpliaratiniai siurbliai pramoniniuose jėgos agregatuose dažnai pasirenkami dėl savo paprastumo, kompaktiško dydžio ir nuspėjamo veikimo. Tačiau jų naudingas veikimo langas priklauso tiek nuo vidinio nuotėkio, tiek nuo įleidimo angos sąlygų. Didesniame slėgio diapazone vidinis slydimas padidėja, todėl faktinis srautas nukrenta žemiau teorinio srauto. Didesniu greičiu gali padidėti įleidimo angos vakuumas, o nepakankamas įleidimo angos dydis arba šalta, klampi alyva gali sukelti kavitaciją. Dėl to atsiranda triukšmas, vibracija ir priešlaikinis susidėvėjimas.

Projektavimo patikrinimui siurblio slėgio pusė turėtų būti suderinta su išleidimo nustatymu ir blogiausio atvejo apkrova. Pavyzdžiui, mašinai, kuri paprastai veikia esant 140 barų slėgiui, vis tiek gali prireikti didesnio nuolatinio slėgio siurblio, kad būtų galima valdyti trumpalaikius slėgio pikus. Teisinga riba priklauso nuo darbo ciklo, tačiau siurblio niekada nereikėtų rinktis tik pagal didžiausią slėgį, jei tikrasis apribojimas yra nuolatinė šiluminė apkrova.

Kaip apskaičiuoti krumpliaratinio siurblio srautą pagal darbinį tūrį ir aps./min.

Srauto skaičiavimas yra greičiausias būdas pašalinti per mažus siurblius.

Pagrindinė formulė yra tokia: srautas lygus darbinio tūrio per apsisukimą, padaugintam iš sukimosi greičio, o tada padaugintam iš tūrinio efektyvumo. Jei krumpliaratinis siurblys turi 16 cm³/aps. darbinį tūrį ir veikia 1800 aps./min., teorinis srautas yra 28,8 l/min. prieš efektyvumo nuostolius. Esant 90 procentų tūriniam efektyvumui, praktinis srautas yra apie 25,9 l/min. Šis paprastas patikrinimas yra naudingesnis nei katalogo antraščių numerių lyginimas, nes jis atitinka tikrąjį mašinos veikimo greitį.

Keitimo darbams šis skaičiavimas turėtų būti atliekamas esant normaliam mašinos darbiniam greičiui, o ne tik variklio greičiui, nurodytam vardinėje plokštelėje. Siurblys, varomas per movą arba diržą, gali nesisukti tiksliai tokiu pačiu greičiu kaip ir pagrindinis variklis. Ši detalė svarbi presavimo sistemose, liejimo mašinose ir mobiliojoje hidraulinėje įrangoje, kur ciklo laikas yra tiesiogiai susijęs su pavaros greičiu.

Praktinė taisyklė yra apskaičiuoti siurblį pagal realų srauto poreikį lėčiausiu priimtinu ciklo laiku, o tada patikrinti, ar variklis gali varyti siurblį tame pačiame taške be per didelio karščio. Tai ypač aktualu, kai siurblys naudojamas sistemoje, kurioje taip pat yraservo sistemos, nes valdymo strategija gali sumažinti vidutinį srauto poreikį, tačiau vis tiek reikalauti greito reagavimo pikų.

Ką krumpliaratinio siurblio slėgio įvertinimas iš tikrųjų reiškia kasdien naudojant

Nuolatinis slėgio įvertinimas yra svarbesnis nei didžiausias skaičius duomenų lape.

Daugelis pirkėjų daugiausia dėmesio skiria maksimaliam slėgiui, tačiau geresnis klausimas yra tai, ar siurblys gali išlaikyti reikiamą slėgį visą darbo ciklą neviršydamas terminių ribų. Siurblys gali atlaikyti trumpus slėgio šuolius, tačiau vis tiek anksti sugesti, jei ilgą laiką būna arti viršutinės kreivės ribos. Štai kodėl slėgio parinkimas turi atsižvelgti tiek į mechaninį stiprumą, tiek į šilumos generavimą.

Realiuose hidrauliniuose kontūruose šiluma atsiranda dėl nuostolių: vidinio nuotėkio, droselio reguliavimo ir slėgio kritimo filtruose bei vožtuvuose. Kai slėgis didėja, nuotėkio nuostoliai paprastai padidėja, o tai reiškia, kad daugiau įėjimo galios virsta šiluma, o ne naudingu darbu. Štai kodėl siurblys, parinktas tik pagal slėgį, o ne pagal sistemos efektyvumą, gali įkaitinti rezervuarą ir sutrumpinti sandariklio tarnavimo laiką.

Praktiniam pasirinkimui palyginkite tris skaičius: nuolatinį sistemos slėgį, apsauginio vožtuvo nustatymą ir nuolatinį siurblio našumą. Siurblys turėtų veikti su atsarga, kuri neleistų nuolat veikti ties riba. Pramoninėse eksploatacijose darbo taško palaikymas žemiau maksimalaus našumo padeda prailginti guolio tarnavimo laiką ir išlaikyti stabilų tūrinį efektyvumą.

Jei planuojate pakeisti, suderinama serija, pvz.V serijos siurbliai or VQ serijos siurbliaigali būti praktiškiau nei perprojektuoti grandinę, jei tvirtinimas, velenas ir poslinkis atitinka mašinos darbo tašką. Tai dažnai yra greičiausias būdas senesnei įrangai, kuri turi greitai grįžti į eksploataciją.

Kaip veikimo greitis keičia krumpliaratinio siurblio tarnavimo laiką ir efektyvumą

Greitis dažnai yra lemiamas veiksnys, lemiantis, ar siurblys veikia tyliai, ar sugenda anksti.

Veikimo greitis turi įtakos ne tik išėjimo srautui, bet ir įleidimo sąlygoms, trinties nuostoliams ir terminiam elgesiui. Per lėtai veikiantis siurblys gali tiekti nepakankamą srautą norimam ciklo laikui, o per greitai veikiantis siurblys gali sukelti kavitaciją, jei įleidimo linija yra per maža arba alyva yra per klampi. Abiem atvejais mašina tampa mažiau stabili.

Greičio apribojimai yra ne tik mechaniniai. Jie taip pat yra hidrauliniai. Siurbliui reikia pakankamai įleidimo slėgio, kad visiškai užpildytų krumpliaračio kameras, ypač šalto paleidimo metu. Štai kodėl alyvos klampumą reikia tikrinti atsižvelgiant į faktinę aplinkos ir darbinę temperatūrą, o ne tik į nominalią ISO klampumo klasę. Sistema, kurioje paleidimo metu naudojama ISO VG 46 alyva, gali elgtis labai skirtingai nuo tos pačios sistemos po apšilimo.

Daugelyje pramoninių įrenginių fiksuoto tūrio krumpliaratinių siurblių darbinis greitis yra 1 200–1 800 aps./min., nors tiksli riba priklauso nuo dydžio, konstrukcijos ir įleidimo angos išdėstymo. Svarbu tai, kad aps./min. turėtų būti pritaikytos numatytam naudojimui, nes per didelis greitis gali padidinti triukšmą ir sutrumpinti guolių bei veleno sandariklių tarnavimo laiką. Jei mašina jau viršija greičio ribas, kitoks tūrio arba pavaros perdavimo skaičius gali būti saugesnis nei bandymas priversti mažesnį siurblį atlikti didesnį darbą.

1. Patikrinkite faktinius pavaros apsukų skaičius esant pilnai apkrovai ir paleidimo metu.
2. Patikrinkite įleidimo linijos skersmenį, ilgį ir alyvos lygį.
3. Patikrinkite alyvos klampumą darbinėje temperatūroje.
4. Palyginkite nuolatinį greitį su siurblio katalogo riba.
5. Bandymo metu stebėkite, ar nėra kavitacijos triukšmo, putojimo ir temperatūros kilimo.

Kuris siurblio tipas atitinka kurį slėgio ir srauto tikslą

Ne kiekvienas krumpliaratinis siurblys yra geriausias sprendimas kiekvienam hidrauliniam darbo taškui.

Kai srauto poreikis yra pastovus, o grandinė paprasta, krumpliaratiniai siurbliai dažnai yra patrauklūs dėl savo kompaktiškumo ir tvirtumo. Kai sistemai reikia tikslesnio slėgio valdymo, kintamo našumo arba mažesnių energijos sąnaudų, platesnio variklio konstrukcijai gali būti naudinga kitokia architektūra. Štai kodėl daugelis pramoninių pirkėjų prieš galutinai surinkdami krumpliaratinius siurblius lygina su menteliniais siurbliais arba servo varomomis sistemomis.

Skaitytojams, lyginantiems visas gaminių šeimas, naudingiausias kitas žingsnis yra pažvelgti į platesnę hidraulinę architektūrą, o ne tik į siurblio korpusą. Štai kodėlhidrauliniai siurbliai, hidrauliniai varikliaiirhidrauliniai priedaiturėtų būti vertinami kartu, kai sistema yra pertvarkoma arba remontuojama.

Kaip pasirinkti hidraulinį krumpliaratį siurblį pakeitimo projektams

Pakeitimo pasirinkimas daugiausia susijęs su suderinamumu, o ne su perkūrimu.

Kai reikia pakeisti senesnės mašinos siurblį, pirmiausia kyla klausimas, ar naujasis įrenginys turi atitikti senesnius modelius, veleno tipą ir sukimosi kryptį. Antrasis klausimas – ar senasis siurblys sugedo dėl susidėvėjimo, užteršimo ar tikros nepakankamo dydžio problemos. Jei originalus siurblys veikė daugelį metų, tiesiogiai suderinamas siurblio pakeitimas dažnai yra mažiausios rizikos pasirinkimas.

Suderinamumo projektai yra įprasti „Vickers“, „Denison“, „Yuken“, „Tokimec“ ir „Rexroth“ sistemose. Tokiais atvejais pirkėjas dažnai nori funkciškai lygiaverčio pakaitalo, kuris išsaugotų tvirtinimo modelį ir našumo ribas, tuo pačiu pagerindamas pristatymo laiką. Čia naudingas serijomis pagrįstas pasirinkimas, nes pirkėjas gali pereiti nuo susidėvėjusios originalios dalies prie atitinkamo pakaitalo nekeisdamas mašinos išdėstymo.

1. Užsirašykite seną siurblio modelį, darbinį tūrį, sukimosi kryptį ir tvirtinimo kodą.
2. Išmatuokite sistemos darbinį slėgį ir normalų ciklo srautą.
3. Patikrinkite veleno skersmenį, flanšą, angos dydį ir sukimąsi.
4. Patvirtinkite alyvos tipą, užterštumo istoriją ir darbinę temperatūrą.
5. Palyginkite pakaitinį gaminį su tuo pačiu darbo tašku, o ne tik su ta pačia modelių šeima.

Šiuo atveju svetainė, kuri siūloT6 serijos siurbliaiirT7 serijos siurbliaigali būti naudinga, nes pirkėjai gali ieškoti pagal seną atitikmenį, o ne pradėti nuo nulio. Tai svarbu eksporto techninės priežiūros rinkose, kur mašinų prastovos yra brangesnės nei pati dalis.

Kaip slėgis, srautas ir greitis veikia liejimo formas ir mobiliąją hidrauliką

Taikymo kontekstas lemia tinkamą kompromisą.

Liejimo įpurškimu metu siurblys turi reaguoti į trumpus, pasikartojančius ciklus, o energijos nuostoliai tampa brangūs ilgų gamybos etapų metu. Mobiliojoje hidraulikoje smūginės apkrovos, vibracija ir aplinkos temperatūros svyravimai paprastai yra didesni. Tas pats hidraulinis krumpliaratinis siurblys gali būti tinkamas abiejose aplinkose, bet tik tuo atveju, jei darbo ciklas parinktas teisingai.

Liejimo mašinų atveju per didelio dydžio vožtuvų įrengimo kaina yra ne tik pradinė investicija. Per didelis srautas gali priversti sistemą nukreipti perteklinę energiją per vožtuvus, o tai padidina alyvos temperatūrą ir eikvoja energiją. Mobiliųjų mašinų atveju nepakankamas įleidimo angos dizainas gali sukelti putojimą arba aeraciją transporto priemonės judėjimo metu, o tai sumažina valdymo stabilumą. Štai kodėl sistemos lygio suderinimas yra svarbesnis nei didžiausio įmanomo slėgio vardinės alyvos pirkimas.

Naudingas JAV Energetikos departamento lyginamasis rodiklis yra tas, kad pramoninės variklinės sistemos dažnai turi didelį efektyvumo didinimo potencialą, kai optimizuojami valdikliai ir dydžio parinkimas, o Energetikos departamento hidraulinių sistemų gairėse pabrėžiamas droselio mažinimas ir našumo derinimas prie paklausos. Žr.JAV Energetikos departamento hidraulinių sistemų gairėssistemos efektyvumo kontekste.

Hidraulinio krumpliaratinio siurblio bandymo kontrolinis sąrašas prieš jį įsigyjant arba montuojant

Paprastas bandymo planas padeda išvengti daugumos atrankos klaidų.

Prieš galutinį pirkimą patikrinkite, ar siurblys gali tiekti numatomą srautą esant faktiniam išleidimo slėgiui, tuo pačiu kontroliuojant alyvos temperatūrą. Taip pat įsitikinkite, kad siurbimo sąlygos yra stabilios, nes kavitacijos pažeidimai dažnai prasideda paleidimo metu, o ne esant pastoviam veikimui. Geras lauko patikrinimas apima triukšmo, vibracijos, srauto, temperatūros ir nuotėkio stebėjimą po pirmojo apkrovos važiavimo.

• Patikrinkite slėgį kalibruotu manometru darbinėje angoje.
• Srautą matuokite esant darbiniams aps./min., o ne gręžimo greičiui be apkrovos.
• Patikrinkite korpuso drenažą ir grįžtamosios linijos priešslėgį.
• Patikrinkite įsiurbimo vamzdynus, ar nėra susiaurėjimų ir oro patekimo.
• Užfiksuokite alyvos temperatūrą po realaus apkrovos ciklo.

Užterštumo kontrolei plačiausiai naudojamas standartas yra ISO 4406. Filtravimo ir skysčių švarumo pramonėje atveju šis standartas padeda palyginti faktinį dalelių skaičiaus lygį su komponento tolerancija. Švaresnė alyva paprastai pailgina tarnavimo laiką, ypač siauro tarpo servo ir menčių sistemose.

Dažniausios klaidos renkantis hidraulinį krumpliaratį

Dauguma siurblių gedimų prasideda nuo pasirinkimo klaidų, o ne nuo gamybos defektų.

Dažniausia klaida – pasirinkimas vien pagal didžiausią slėgį ir nuolatinio darbo ignoravimas. Kita dažna klaida – manyti, kad srautas esant vienam aps./min. išliks tinkamas ir esant kitam pavaros greičiui. Pirkėjai taip pat dažnai nepaiso skysčio klampumo, įleidimo angos sąlygų ir terminio valdymo, nors šie kintamieji daro didelę įtaką faktiniam siurblio našumui.

1. Renkantis tik pagal maksimalų slėgį ir ignoruojant darbo ciklą.
2. Ignoruojant faktinį mašinos pavaros apsukų skaičių.
3. Per didelis srautas ir perteklinės energijos pavertimas šiluma.
4. Naudojant netinkamo klampumo alyvą aplinkos temperatūrai.
5. Siurblio keitimas nepatikrinus veleno, flanšo ir prievado suderinamumo.

Lauko sąlygomis geriausias rezultatas paprastai yra paprasčiausias: atitikti tikrąjį darbo tašką, palaikyti alyvos švarą ir vengti nereikalingų grandinės pakeitimų. Toks metodas dažnai užtikrina greičiausią grąžinimą į eksploataciją ir mažiausią paleidimo riziką.

Kada krumpliaratinis siurblys yra tinkamas pasirinkimas, o kada ne

Krumpliaratiniai siurbliai yra tinkamas pasirinkimas, kai sistema vertina patvarumą, kompaktiškumą ir nuspėjamą fiksuoto darbinio tūrio elgseną.

Jie mažiau idealūs, kai mašinai reikalingas labai mažas triukšmo lygis, labai dinamiškas srauto kitimas arba agresyvus energijos optimizavimas be servo strategijos. Tokiais atvejais platesniam hidrauliniam sprendimui gali prireikti kitokios siurblių šeimos arba servo varomos architektūros. Praktiškas pirkėjas turėtų rinktis pagal darbo tašką, o ne pagal kategoriją.

Daugeliui pramonės pirkėjų geriausias atsakymas yra ne vienas komponentas, o sistemos paketas, kurį sudaro siurblys, variklis, priedai ir valdikliai. Tai ypač aktualu, kai tikslas yra pakeisti senąją įrangą, sumažinti prastovas arba sukurti energiją taupančią servo platformą. Tokioje aplinkoje siurblio pasirinkimas tampa platesnės patikimumo ir energijos strategijos dalimi, o ne atskiru pirkiniu.

DUK

Kaip pasirinkti hidraulinio krumpliaratinio siurblio dydį?

Pasirinkite dydį apskaičiuodami reikiamą srautą esant realiam mašinos darbiniam apsisukimų skaičiui, tada įsitikinkite, kad siurblys gali atlaikyti nuolatinį darbo ciklo slėgį ir temperatūrą.

Kuo skiriasi krumpliaratinio siurblio slėgis ir srautas?

Slėgis lemia apkrovą, kurią siurblys gali spausti, o srautas – cilindrų ar variklių judėjimo greitį. Siurblys gali turėti pakankamai slėgio, bet vis tiek būti per mažas srauto atžvilgiu.

Kaip sužinoti, ar siurblio greitis per didelis?

Jei siurblys tampa triukšmingas, įkaista arba paleidžiant arba esant apkrovai atsiranda kavitacija, greitis gali būti per didelis arba įvado sąlygos gali būti prastos.

Ar galiu pakeisti seną siurblį tik su tuo pačiu debitu?

Ne. Taip pat turėtumėte suderinti tvirtinimą, veleną, sukimosi kryptį, angos dydį, slėgio vardinę vertę ir faktinį mašinos darbo tašką.

Kokio alyvos švarumo lygio turėčiau siekti?

Daugelyje tiksliųjų hidraulinių sistemų naudojami ISO 4406 švaros standartai, pvz., 18/16/13 arba valiklis, priklausomai nuo komponento jautrumo ir tiekėjo nurodymų.

Ar didesnis slėgio įvertinimas visada geresnis?

Ne. Didesnis slėgis naudingas tik tuo atveju, jei likusi grandinės dalis, įskaitant sandariklius, aušinimą ir slėgio mažinimo nustatymus, yra suprojektuota tokiam slėgiui.

Kada turėčiau rinktis servo ar mentinį siurblį?

Apsvarstykite juos, kai jums reikia mažesnio triukšmo, geresnio valdymo ar energijos taupymo, viršijančio tai, ką gali pasiūlyti fiksuoto tūrio krumpliaratinis siurblys.

Apibendrinant, geriausias hidraulinis krumpliaratinis siurblys yra tas, kuris tuo pačiu metu atitinka jūsų tikrąjį slėgį, srautą ir darbinį greitį. Jei šios trys vertės sutampa, likusią sistemos dalį lengviau aušinti, valdyti ir prižiūrėti.