Kā izvēlēties hidraulisko pārnesumu sūkni, pamatojoties uz spiedienu, plūsmu un darba ātrumu?

• Spiediens nosaka slodzi, kas sūknim jāiztur; plūsma nosaka mašīnas ātrumu un izpildmehānisma reakciju.
• Darbības ātrums bieži vien ir slēptais ierobežotājs, jo sliktu ieplūdes apstākļu gadījumā palielinās kavitācija, siltuma pieaugums un nodilums.
• Aizvietošanas projektos darba punkta un montāžas shēmas saskaņošana parasti ir svarīgāka nekā dzenāšanās pēc augstākā spiediena novērtējuma.
• Izvēle vienmēr jāpārbauda, ​​ņemot vērā iekārtas faktisko darba ciklu, ne tikai datu plāksnītes specifikāciju.

Hidrauliskā zobratu sūkņa izvēle ir inženiertehnisks lēmums, nevis kataloga uzdevums, jo sūknim ir jāatbilst mašīnas reālajam darba punktam. Visnoderīgākais sākumpunkts ir spiediena, plūsmas un ātruma attiecība: spiediens nosaka spēku, plūsma nosaka izpildmehānisma kustību, un ātrums nosaka, vai sūknis var efektīvi nodrošināt šo plūsmu. Tas ir īpaši svarīgi sistēmās, kas veidotas aplāpstiņu sūkņi, hidrauliskie motori, un servo saskaņotas spēka iekārtas, kur sūknis ir tikai viena daļa no kopējās hidrauliskās cilpas. Svarīgi ir arī ISO 4406 tīrības kodi, jo piesārņojums var saīsināt komponentu kalpošanas laiku ilgi pirms nominālā spiediena sasniegšanas; bieži sastopams kontroles mērķis precīzām hidrauliskajām sistēmām ir 18/16/13 vai tīrāks, atkarībā no komponentu jutības, kā definētsISO 4406:2017.

Kā hidrauliskā pārnesumu sūkņa spiediens, plūsma un ātrums darbojas kopā

Spiediens, plūsma un ātrums jāuzskata par saistītu atlases problēmu.

Spiediens ir pretestība, kas sūknim jāpārvar, parasti izteikta bāros vai psi, savukārt plūsma ir piegādātās eļļas tilpums laika vienībā, parasti l/min vai gallonos minūtē, un ātrums ir vārpstas apgriezienu skaits minūtē, kas ģenerē šo plūsmu. Zobratu sūkņa teorētisko plūsmu var aprēķināt kā pārvietojuma reizinājumu ar ātrumu, pēc tam koriģējot to atbilstoši tilpuma efektivitātei. Reālās mašīnās tas nozīmē, ka 20 cm³/apgr. sūknis ar 1500 apgr./min ne visos apstākļos piegādā 30 l/min, jo noplūde palielinās līdz ar spiedienu un viskozitāte mainās līdz ar temperatūru. Tāpēc spiedienu un plūsmu nevar izvēlēties atsevišķi.

Zobratu sūkņus rūpnieciskajās spēka agregātos bieži izvēlas to vienkāršības, kompaktā izmēra un paredzamās uzvedības dēļ. Tomēr to lietderīgais darbības logs ir atkarīgs gan no iekšējās noplūdes, gan ieplūdes apstākļiem. Augstākos spiediena diapazonos iekšējā slīdēšana palielinās, tāpēc faktiskā plūsma ir zemāka par teorētisko plūsmu. Pie lielāka ātruma var palielināties ieplūdes vakuums, un nepietiekams ieplūdes izmērs vai auksta, viskoza eļļa var izraisīt kavitāciju. Rezultātā rodas troksnis, vibrācija un priekšlaicīgs nodilums.

Projektēšanas pārbaudei sūkņa spiediena pusei jābūt saskaņotai ar atvieglojuma iestatījumu un sliktākā gadījuma slodzi. Piemēram, iekārtai, kas parasti darbojas ar 140 bāru spiedienu, joprojām var būt nepieciešams sūknis ar augstāku nepārtrauktas jaudas jaudu, lai apstrādātu īslaicīgas slodzes maksimumus. Pareizā robeža ir atkarīga no darba cikla, taču sūkni nekad nevajadzētu izvēlēties tikai pēc maksimālā spiediena, ja faktiskais ierobežojums ir nepārtraukta termiskā slodze.

Kā aprēķināt zobratu sūkņa plūsmu no tilpuma un apgriezieniem minūtē

Plūsmas aprēķins ir ātrākais veids, kā likvidēt nepietiekami lielus sūkņus.

Pamatformula ir: plūsma ir vienāda ar pārvietojumu uz apgriezienu, kas reizināts ar rotācijas ātrumu un pēc tam reizināts ar tilpuma efektivitāti. Ja zobratu sūknim ir 16 cm3/apgr./min. pārvietojums un tas darbojas ar 1800 apgr./min, teorētiskā plūsma ir 28,8 L/min pirms efektivitātes zudumiem. Pie 90 procentu tilpuma efektivitātes praktiskā plūsma ir aptuveni 25,9 L/min. Šī vienkāršā pārbaude ir noderīgāka nekā kataloga virsrakstu numuru salīdzināšana, jo tā atbilst mašīnas faktiskajam darba ātrumam.

Veicot nomaiņas darbus, šis aprēķins jāveic pie mašīnas normālajiem darba apgriezieniem minūtē, nevis tikai pie motora nosaukuma plāksnītē norādītā ātruma. Sūknis, ko darbina caur savienojumu vai siksnu, var negriezties ar tieši tādiem pašiem apgriezieniem minūtē kā galvenais dzinējs. Šī detaļa ir svarīga presēšanas sistēmās, iesmidzināšanas formēšanas mašīnās un mobilajās hidrauliskajās iekārtās, kur cikla laiks ir tieši saistīts ar izpildmehānisma ātrumu.

Praktisks noteikums ir noteikt izmēru atbilstoši reālajai plūsmas pieprasījumam lēnākajā pieņemamajā cikla laikā un pēc tam pārbaudīt, vai motors var darbināt sūkni tajā pašā punktā bez pārmērīgas sakaršanas. Tas ir īpaši svarīgi, ja sūknis tiek izmantots sistēmā, kurā ietilpst arīservo sistēmas, jo vadības stratēģija var samazināt vidējo plūsmas pieprasījumu, vienlaikus pieprasot ātras reakcijas maksimumus.

Ko zobratu sūkņa spiediena vērtējums patiesībā nozīmē ikdienas lietošanā

Nepārtrauktā spiediena vērtējums ir svarīgāks par maksimālo skaitli datu lapā.

Daudzi pircēji koncentrējas uz maksimālo spiedienu, taču pareizāks jautājums ir par to, vai sūknis var uzturēt nepieciešamo spiedienu pilna darba cikla laikā, nepārsniedzot termiskās robežas. Sūknis var izturēt īslaicīgus spiediena lēcienus, tomēr tas joprojām priekšlaicīgi sabojājas, ja ilgstoši atrodas savas līknes augšējā galā. Tāpēc spiediena izvēlei jāatspoguļo gan mehāniskā izturība, gan siltuma ģenerēšana.

Reālās hidrauliskajās ķēdēs siltums rodas no zudumiem: iekšējās noplūdes, droseļvārsta darbības un spiediena krituma filtros un vārstos. Palielinoties spiedienam, noplūdes zudumi parasti palielinās, kas nozīmē, ka lielāka ieejas jauda kļūst par siltumu, nevis lietderīgu darbu. Tāpēc sūknis, kas paredzēts tikai spiedienam, bet ne sistēmas efektivitātei, var izraisīt rezervuāra pārkaršanu un samazināt blīvējuma kalpošanas laiku.

Praktiskai izvēlei salīdziniet trīs skaitļus: sistēmas nepārtraukto spiedienu, drošības vārsta iestatījumu un sūkņa nepārtraukto jaudu. Sūknim jādarbojas ar rezervi, kas novērš pastāvīgu darbību pie robežas. Rūpnieciskos apstākļos darba punkta uzturēšana zem maksimālās jaudas palīdz saglabāt gultņu kalpošanas laiku un stabilu tilpuma efektivitāti.

Ja plānojat nomaiņu, saderīga sērija, piemēram,V sērijas sūkņi or VQ sērijas sūkņivar būt praktiskāk nekā ķēdes pārveidošana, ja vien stiprinājums, vārpsta un pārvietojums atbilst mašīnas darba punktam. Tas bieži vien ir ātrākais ceļš mantotajām iekārtām, kurām ātri jāatgriežas ekspluatācijā.

Kā darbības ātrums maina zobratu sūkņa kalpošanas laiku un efektivitāti

Ātrums bieži vien ir izšķirošais faktors, vai sūknis darbojas klusi vai priekšlaicīgi sabojājas.

Darbības ātrums ietekmē ne tikai izejas plūsmu, bet arī ieplūdes apstākļus, berzes zudumus un termisko uzvedību. Pārāk lēna sūkņa darbība var nepiegādāt pietiekamu plūsmu vēlamajam cikla laikam, savukārt pārāk ātra sūkņa darbība var izraisīt kavitāciju, ja ieplūdes līnija ir pārāk maza vai eļļa ir pārāk viskoza. Abos gadījumos iekārta kļūst mazāk stabila.

Ātruma ierobežojumi nav tikai mehāniski. Tie ir arī hidrauliski. Sūknim ir nepieciešams pietiekams ieplūdes spiediens, lai pilnībā piepildītu pārnesumu kameras, īpaši aukstās iedarbināšanas laikā. Tāpēc eļļas viskozitāte jāpārbauda atbilstoši faktiskajai apkārtējās vides un darba temperatūrai, ne tikai nominālajai ISO viskozitātes pakāpei. Sistēma, kas iedarbināšanas laikā izmanto ISO VG 46 eļļu, pēc iesildīšanas var darboties ļoti atšķirīgi no tās pašas sistēmas.

Daudzās rūpnieciskās instalācijās fiksēta darba tilpuma zobratu sūkņiem bieži tiek piemērots ātrums no 1200 līdz 1800 apgr./min, lai gan precīzais ierobežojums ir atkarīgs no izmēra, konstrukcijas un ieplūdes atveres izkārtojuma. Svarīgi ir tas, ka apgriezieniem minūtē jābūt atbilstošiem paredzētajam pakalpojumam, jo ​​pārmērīgs ātrums var palielināt troksni un samazināt gultņu un vārpstas blīvējumu kalpošanas laiku. Ja mašīna jau pārsniedz ātruma ierobežojumus, cits darba tilpums vai piedziņas pārnesumskaitlis var būt drošāks nekā mēģinājums piespiest mazāku sūkni veikt lielāku darbu.

1. Pārbaudiet faktisko piedziņas apgriezienu skaitu pie pilnas slodzes un iedarbināšanas laikā.
2. Apstipriniet ieplūdes caurules diametru, garumu un eļļas līmeni.
3. Pārbaudiet eļļas viskozitāti darba temperatūrā.
4. Salīdziniet nepārtraukto ātrumu ar sūkņa kataloga ierobežojumu.
5. Testēšanas laikā pievērsiet uzmanību kavitācijas troksnim, putošanai un temperatūras paaugstināšanās.

Kurš sūkņa tips atbilst konkrētam spiediena un plūsmas mērķim

Ne katrs zobratu sūknis ir vislabākais risinājums katram hidrauliskajam darba punktam.

Ja plūsmas pieprasījums ir stabils un ķēde ir vienkārša, zobratu sūkņi bieži vien ir pievilcīgi, jo tie ir kompakti un izturīgi. Ja sistēmai ir nepieciešama stingrāka spiediena kontrole, mainīga jauda vai mazāks enerģijas patēriņš, plašāka spēka agregāta konstrukcija varētu gūt labumu no atšķirīgas arhitektūras. Tāpēc daudzi rūpnieciskie pircēji pirms konstrukcijas pabeigšanas salīdzina zobratu sūkņus ar lāpstiņu sūkņiem vai servo piedziņas sistēmām.

Lasītājiem, kuri salīdzina pilnīgas produktu saimes, visnoderīgākais nākamais solis ir aplūkot plašāku hidraulisko arhitektūru, ne tikai sūkņa korpusu. Tāpēchidrauliskie sūkņi, hidrauliskie motoriunhidrauliskie piederumijāizvērtē kopā, kad sistēma tiek pārveidota vai remontēta.

Kā izvēlēties hidraulisko pārnesumu sūkni nomaiņas projektiem

Aizvietošanas izvēle galvenokārt ir saistīta ar saderību, nevis ar atkārtotu izgudrošanu.

Kad vecākai iekārtai ir nepieciešams nomainīt sūkni, pirmais jautājums ir, vai jaunajam agregātam ir jāatbilst mantotajai iekārtai, vārpstas tipam un griešanās virzienam. Otrais jautājums ir, vai vecais sūknis sabojājās nodiluma, piesārņojuma vai reālas nepietiekama izmēra problēmas dēļ. Ja sākotnējais sūknis bija piemērots gadiem ilgi, tieši saderīgs nomaiņas sūknis bieži vien ir viszemākā riska risinājums.

Saderības projekti ir bieži sastopami Vickers, Denison, Yuken, Tokimec un Rexroth mantotajās sistēmās. Šādos gadījumos pircējs bieži vēlas funkcionāli līdzvērtīgu nomaiņu, kas saglabā montāžas shēmu un veiktspējas diapazonu, vienlaikus uzlabojot piegādes laiku. Šeit noderīga kļūst uz sērijām balstīta izvēle, jo pircējs var pāriet no nolietotas oriģinālās detaļas uz atbilstošu nomaiņu, nemainot iekārtas izkārtojumu.

1. Pierakstiet vecā sūkņa modeli, pārvietojumu, rotāciju un montāžas kodu.
2. Izmēriet sistēmas darba spiedienu un normālā cikla plūsmu.
3. Pārbaudiet vārpstas diametru, atloku, atveres izmēru un rotāciju.
4. Apstipriniet eļļas veidu, piesārņojuma vēsturi un darba temperatūru.
5. Salīdziniet aizvietotāju ar to pašu darba punktu, ne tikai ar to pašu modeļu saimi.

Šajā lietošanas gadījumā vietne, kas piedāvāT6 sērijas sūkņiunT7 sērijas sūkņivar būt noderīgi, jo pircēji var meklēt pēc mantotas līdzvērtības, nevis sākt no nulles. Tas ir svarīgi eksporta apkopes tirgos, kur iekārtu dīkstāve ir dārgāka nekā pati detaļa.

Kā spiediens, plūsma un ātrums ietekmē iesmidzināšanas formēšanu un mobilo hidrauliku

Lietojumprogrammas konteksts nosaka pareizo kompromisu.

Iesmidzināšanas formēšanā sūknim ir jāreaģē uz īsiem, atkārtotiem cikliem, un enerģijas zudumi ilgstošas ​​ražošanas laikā kļūst dārgi. Mobilajā hidraulikā trieciena slodze, vibrācija un apkārtējās vides temperatūras svārstības parasti ir spēcīgākas. Viens un tas pats hidrauliskais zobratu sūknis var būt piemērots abās vidēs, bet tikai tad, ja darba cikls ir izvēlēts pareizi.

Iesmidzināšanas formēšanas iekārtām pārāk liela izmēra iekārtu izmaksas nav tikai sākotnējās investīcijas. Pārāk liela plūsma var piespiest sistēmu novadīt lieko enerģiju caur vārstiem, kas paaugstina eļļas temperatūru un izšķērdē jaudu. Mobilajām mašīnām nepietiekama ieplūdes atveres konstrukcija var izraisīt putošanos vai aerāciju transportlīdzekļa kustības laikā, kas samazina vadības stabilitāti. Tāpēc sistēmas līmeņa saskaņošana ir svarīgāka nekā lielākā pieejamā spiediena nominālvērtības iekārtas iegāde.

Noderīgs ASV Enerģētikas departamenta kritērijs ir tas, ka rūpnieciskām motorizētām sistēmām bieži vien ir ievērojams efektivitātes uzlabošanas potenciāls, ja tiek optimizēta vadība un izmēri, un Enerģētikas departamenta hidraulisko sistēmu vadlīnijās uzsvērta droseles samazināšana un jaudas saskaņošana ar pieprasījumu. Sk.ASV Enerģētikas departamenta hidraulisko sistēmu vadlīnijassistēmas efektivitātes kontekstā.

Pārbaudes kontrolsaraksts pirms hidrauliskā pārnesumu sūkņa iegādes vai uzstādīšanas

Vienkāršs testa plāns novērš lielāko daļu atlases kļūdu.

Pirms galīgās iegādes pārbaudiet, vai sūknis var nodrošināt paredzēto plūsmu pie faktiskā spiediena samazināšanas iestatījuma, vienlaikus kontrolējot eļļas temperatūru. Pārliecinieties arī, vai iesūkšanas apstākļi ir stabili, jo kavitācijas bojājumi bieži sākas iedarbināšanas laikā, nevis vienmērīgas darbības laikā. Laba lauka pārbaude ietver trokšņa, vibrācijas, plūsmas, temperatūras un noplūdes novērošanu pēc pirmās slodzes.

• Pārbaudiet spiedienu ar kalibrētu manometru darba atverē.
• Plūsmu mēriet pie darba apgriezieniem minūtē, nevis pie centrifūgas ātruma bez slodzes.
• Apstipriniet korpusa drenāžu un atgaitas līnijas pretspiedienu.
• Pārbaudiet iesūkšanas cauruļvadus, vai nav ierobežojumu un gaisa iekļūšanas.
• Reģistrējiet eļļas temperatūru pēc reālistiska slodzes cikla.

Piesārņojuma kontrolei visplašāk izmantotā atsauce ir ISO 4406. Filtrēšanas un šķidrumu tīrības nodrošināšanai rūpnieciskajās sistēmās šis standarts palīdz salīdzināt faktisko daļiņu skaita līmeni ar komponenta pielaidi. Tīrāka eļļa parasti pagarina kalpošanas laiku, īpaši šauras atstarpes servo un lāpstiņu sistēmās.

Biežāk pieļautās kļūdas, izvēloties hidraulisko pārnesumu sūkni

Lielākā daļa sūkņu atteices sākas ar izvēles kļūdām, nevis ražošanas defektiem.

Visbiežāk pieļautā kļūda ir izvēle, ņemot vērā tikai maksimālo spiedienu, un nepārtrauktas darbības ignorēšana. Vēl viena bieža kļūda ir pieņēmums, ka plūsma pie viena apgr./min paliks spēkā arī pie cita piedziņas ātruma. Pircēji bieži vien arī ignorē šķidruma viskozitāti, ieplūdes apstākļus un termisko pārvaldību, lai gan šie mainīgie spēcīgi ietekmē faktisko sūkņa veiktspēju.

1. Izvēloties tikai pēc maksimālā spiediena un ignorējot darba ciklu.
2. Ignorējot mašīnas faktisko piedziņas apgriezienu skaitu minūtē.
3. Plūsmas pārsniegšana un liekās enerģijas pārvēršana siltumā.
4. Izmantojot apkārtējās vides temperatūrai nepareizas viskozitātes eļļu.
5. Sūkņa nomaiņa, nepārbaudot vārpstas, atloka un porta saderību.

Lauka apkalpošanā labākais rezultāts parasti ir vienkāršākais: saskaņot reālo darba punktu, uzturēt eļļu tīru un izvairīties no nevajadzīgām ķēdes izmaiņām. Šāda pieeja bieži vien nodrošina ātrāko ekspluatācijas atsākšanu un vismazāko nodošanas ekspluatācijā risku.

Kad zobratu sūknis ir pareizā izvēle un kad tas nav

Zobratu sūkņi ir pareizā izvēle, ja sistēma novērtē izturību, kompaktumu un paredzamu fiksēta darba tilpuma darbību.

Tie ir mazāk ideāli, ja mašīnai ir nepieciešams ļoti zems trokšņa līmenis, ļoti dinamiska plūsmas svārstība vai agresīva enerģijas optimizācija bez servo stratēģijas. Šādos gadījumos plašākam hidrauliskajam risinājumam var būt nepieciešama cita sūkņu saime vai servo piedziņas arhitektūra. Praktiskam pircējam vajadzētu izlemt, pamatojoties uz darba punktu, nevis uz kategorijas izvēli.

Daudziem rūpnieciskajiem pircējiem labākā atbilde nav atsevišķa sastāvdaļa, bet gan sistēmas komplekts, kas ietver sūkni, motoru, piederumus un vadības ierīces. Tas jo īpaši attiecas uz gadījumiem, kad mērķis ir nomainīt mantotu aprīkojumu, samazināt dīkstāves laiku vai izveidot servo enerģijas taupīšanas platformu. Šādā vidē sūkņa izvēle kļūst par daļu no plašākas uzticamības un enerģijas stratēģijas, nevis atsevišķu pirkumu.

Bieži uzdotie jautājumi

Kā izvēlēties hidrauliskā pārnesumu sūkņa izmēru?

Izvēlieties izmēru, aprēķinot nepieciešamo plūsmu pie iekārtas reālajiem darba apgriezieniem minūtē, pēc tam pārliecinieties, vai sūknis var izturēt darba cikla nepārtraukto spiedienu un temperatūru.

Kāda ir atšķirība starp pārnesumu sūkņa spiedienu un plūsmu?

Spiediens nosaka slodzi, pret kuru sūknis var izturēt, savukārt plūsma nosaka cilindru vai motoru kustības ātrumu. Sūknim var būt pietiekams spiediens, bet plūsma joprojām var būt pārāk maza.

Kā es varu zināt, vai sūkņa ātrums ir pārāk liels?

Ja sūknis kļūst trokšņains, karsts vai iedarbināšanas laikā vai slodzes laikā parādās kavitācija, ātrums var būt pārāk liels vai ieplūdes apstākļi var būt slikti.

Vai es varu nomainīt veco sūkni tikai ar tādu pašu plūsmas jaudu?

Nē. Jums arī jāsaskaņo stiprinājums, vārpsta, rotācija, porta izmērs, spiediena vērtējums un mašīnas faktiskais darba punkts.

Kādu eļļas tīrības līmeni man vajadzētu sasniegt?

Daudzās precīzās hidrauliskās sistēmās tiek izmantoti ISO 4406 tīrības līmeņi, piemēram, 18/16/13 vai tīrītājs, atkarībā no komponentu jutīguma un piegādātāja norādījumiem.

Vai augstāks spiediena rādītājs vienmēr ir labāks?

Nē. Augstāks vērtējums palīdz tikai tad, ja pārējā ķēdes daļa, tostarp blīvējumi, dzesēšana un spiediena samazināšanas iestatījumi, ir paredzēta šim spiedienam.

Kad man vajadzētu apsvērt servo vai lāpstiņu sūkni?

Apsveriet tos, ja nepieciešams zemāks trokšņa līmenis, labāka vadāmība vai enerģijas ietaupījums, kas pārsniedz fiksēta darba tilpuma zobratu sūkņa sniegtās iespējas.

Rezumējot, labākais hidrauliskais zobratu sūknis ir tas, kas vienlaikus atbilst jūsu reālajam spiedienam, plūsmai un darba ātrumam. Ja šīs trīs vērtības ir saskaņotas, pārējo sistēmu ir vieglāk atdzesēt, kontrolēt un uzturēt.