Как выбрать гидравлический насос для непрерывной промышленной эксплуатации

Руководство производителя по выбору, основанное на анализе конкретных сценариев.гидравлические насосыДля непрерывной промышленной эксплуатации — классификация циклов нагрузки, анализ режимов работы и система принятия решений, которая подбирает насосную технологию в соответствии с вашим конкретным сценарием эксплуатации.

Наш производственный завод в Нинбо более 15 лет поставляет лопастные насосы для непрерывной работы в морской, военной и промышленной отраслях. Как показывает наш опыт, определение «непрерывной работы» — это первый пункт спецификации, который мы уточняем с каждым покупателем.

На нашем производственном предприятии, состоящем из 6 линий, мы выпускаем более 80 000 лопастных насосов в год, при этом все большая доля нашей продукции приходится на насосы непрерывного действия. Наша инженерная команда совершенствовала конструкции насосов на протяжении десятилетий, опираясь на отзывы клиентов из морской, военной и промышленной отраслей по всему миру.

Что на самом деле означает непрерывная работа?

Когда покупатель указывает «непрерывную пошлину» длягидравлический насосПрежде чем рекомендовать продукт, нам необходимо определить, что это означает с инженерной точки зрения. Поскольку термин «непрерывный» в промышленности используется довольно свободно — иногда он означает «часто работает», а не точное определение в электротехнике, — наша инженерная команда всегда уточняет классификацию рабочих режимов по стандарту IEC на этапе составления спецификации.

В стандарте IEC 60034-1,Рабочий день S1 (непрерывный)Это означает, что машина работает при номинальной нагрузке неограниченное время, пока не будет достигнуто и поддержано тепловое равновесие. Для гидравлического насоса это означает работу при номинальном давлении и расходе в течение всей производственной смены — 8 часов, 16 часов или, в некоторых случаях, 24 часов — без превышения температурных пределов подшипников, уплотнений и рабочей жидкости. Поскольку для достижения теплового равновесия в гидравлическом насосе обычно требуется от 30 до 60 минут непрерывной работы, насос, работающий 2 часа при полной нагрузке, а затем отключающийся, НЕ является насосом непрерывного действия — это насос прерывистого действия с длительным периодом активной работы.

Практическое значение при выборе насоса заключается в том, что каждый компонент должен быть рассчитан на длительное выделение тепла. Наши серволопастные насосы серии ABT разработаны для непрерывной работы в машинах для литья под давлением, где круглосуточная работа является стандартом производства. Подшипники рассчитаны на непрерывные радиальные и осевые нагрузки, лопатки сохраняют герметичность при повышенных температурах жидкости (до 80 градусов Цельсия в непрерывном режиме), икольцо распредвалаПоверхность упрочнена для увеличения срока службы. Поскольку насос, работающий в режиме S1, постоянно выделяет тепло,водохранилищеПри выборе размеров, мощности охладителя и вязкости рабочей жидкости необходимо учитывать длительную тепловую нагрузку — наша инженерная команда предоставляет таблицы для расчета тепловых параметров для каждого режима непрерывной работы.

Наша инженерная команда классифицирует каждое применение насоса для покупателя по степени интенсивности нагрузочного цикла, прежде чем рекомендовать подходящий насос. Поскольку наш подробный анализ нагрузочного цикла определяет размеры подшипников, конструкцию лопаток и номинальную мощность вала, эта классификация так же важна, как и технические характеристики давления и расхода.

Анализ циклов нагрузки: классификация вашего приложения

Вторая переменная в нашемКак выбрать гидравлический насосВ основе анализа лежит интенсивность нагрузочного цикла — характер изменения давления и расхода во времени. Поскольку насос, работающий при постоянном давлении 14 МПа в течение 8 часов, сталкивается с иными инженерными задачами, чем насос, работающий в диапазоне от 0 до 21 МПа каждые 15 секунд, нагрузочный цикл определяет, какая технология насоса и какая конфигурация в рамках этой технологии является подходящей.

Мы классифицируем циклы нагрузки на три категории в зависимости от отношения пиковой мощности к средней:

Применение при постоянной нагрузке (соотношение 1,0 к 1,3)

Система работает при практически постоянном давлении и расходе с минимальными колебаниями. Примеры: гидравлические силовые агрегаты для зажима станков, системы смазки под постоянным давлением, гидростатические испытательные стенды. Поскольку тепловая нагрузка стабильна, достаточно стандартных конфигураций подшипников и лопаток. Наша системаPV2Rсерия сингллопастные насосыЭто наши стандартные рекомендации для применений с постоянной нагрузкой.

Применение при переменной нагрузке (коэффициент нагрузки от 1,3 до 3,0)

Система циклически переключается между различными уровнями давления и потока — это характерно для литья под давлением (циклы зажим/впрыск/удержание/выталкивание), листогибочных прессов (циклы приближения/нажатия/возврата) и погрузочно-разгрузочных работ (циклы подъема/удержания/опускания). Поскольку повторяющиеся циклыциклирование давленияПоскольку это создает термические напряжения в подшипниках и механические напряжения в лопатках, мы указываем наши параметры.Т6/Т7серия с усиленными подшипниками ибилабиальная флюгерКонструкция. Двулопастная конструкция создает две точки уплотнения на каждой лопатке, распределяя нагрузку давления и снижая износ в условиях циклической работы.

Применение в условиях ударных нагрузок (коэффициент 3,0 и выше)

Система подвергается внезапным, значительным скачкам давления — характерным явлением в ковочных прессах, дробилках для горных пород и строительной технике. Поскольку ударные нагрузки создают пиковые напряжения в 3–5 раз превышающие средние, конструкция насоса должна быть значительно перегружена по сравнению со средним рабочим режимом. Наша серия ABT с усиленными подшипниками вала и сбалансированной по давлению картриджной конструкцией выдерживает ударные нагрузки до 28 МПа в пике при номинальном непрерывном давлении 21 МПа. Мы также рекомендуем использовать системы амортизации на основе аккумуляторов для защиты насоса от скачков давления.

Наш производственный опыт в области литья под давлением, прессования, морского рулевого управления и мобильной техники позволяет нам устанавливать воспроизводимые соответствия между типом оборудования и рекомендациями по выбору насоса.

Матрица промышленных сценариев: какой насос для какой машины

Наш производственный опыт в морской, военной и промышленной автоматизации позволяет нам четко соотносить типы машин с рекомендациями по насосам. Поскольку каждый тип машины имеет характерный цикл нагрузки, режим работы и профиль окружающей среды, нашивыбор гидравлического насосаследует повторяющемуся шаблону:

Литейная машина (непрерывного действия S1, переменное соотношение загрузки 1,5-2,5):Наш сервоприводной лопастной насос серии ABT. Сервопривод с регулируемой скоростью исключает потери энергии во время фаз выдержки и охлаждения, снижая энергопотребление на 30–60 процентов по сравнению с системами с фиксированной скоростью и постоянным давлением. Наши сервосистемы, созданные на основе приводов Taiwan Delta и наших собственных лопастных насосов, являются стандартной конфигурацией для новых инжекционных машин.

Гидравлический пресс (прерывистый режим S3, коэффициент ударной нагрузки 3,0-5,0):Наш лопастной насос высокого давления серии T7B. Поскольку цикл прессования включает в себя быстрое приближение (низкое давление, высокий расход), прессование (высокое давление, низкий расход) и возврат (низкое давление, высокий расход), насос выдерживает экстремальные циклы давления. Наш насос T7B с усиленным кулачковым кольцом и подшипниками повышенной прочности выдерживает пиковое давление до 28 МПа в прерывистом режиме работы.

Морская система рулевого управления (непрерывная S1, постоянное передаточное отношение 1,0-1,2):Наш трехлопастной насос T6DCC. Трехлопастная конфигурация обеспечивает основной поток рулевого управления, аварийный резервный поток и вспомогательный поток от одного агрегата с валовым приводом. Поскольку для морских применений требуется сертификация классификационного общества, наш CCS/ДНВСертификаты ABS/BV/LR являются стандартными для всех насосов, предназначенных для использования на море.

Промышленный конвейерный привод (непрерывный режим S1, постоянное передаточное отношение 1,0-1,1):Наш однонасосный насос серии PV2R. Поскольку приводы конвейеров работают при постоянном давлении с минимальным количеством циклов, основными критериями выбора являются расход, уровень шума и энергоэффективность. Насосы серии PV2R с уровнем шума от 62 до 68 дБ(А) работают в пределах допустимых норм шума ЕС без дополнительных звукоизолирующих кожухов.

Мобильный экскаватор (переменная жесткость S3, коэффициент ударной нагрузки 2,0-4,0):Наша серия T6 оснащена двулопастными лопастями с широким диапазоном вязкости. Поскольку мобильное оборудование работает в экстремальных температурных условиях (от -20 до +50 градусов Цельсия) с переменным рабочим циклом, насос должен выдерживать скачки вязкости при холодном пуске и падение вязкости при горячем двигателе без потери эффективности герметизации.

Наша инженерная команда разработала это дерево решений на основе тысяч спецификаций покупателей, которые мы обрабатываем ежегодно. Поскольку каждая ветвь сужает выбор до одной или двух моделей, это быстрее, чем линейный контрольный список, для опытных проектировщиков.

Дерево решений: от применения к модели насоса

Вместо восьмиэтапного контрольного списка наша инженерная команда использует дерево решений, которое разветвляется по трем переменным: классу нагрузки, циклу нагрузки и условиям окружающей среды. Поскольку каждая ветвь сужает выбор насосов до одной или двух моделей, наше инженерное дерево решений работает быстрее, чем линейный контрольный список, для опытных специалистов по проектированию:

Отделение 1: Класс службы.Области применения S1 (непрерывный режим) или S3 (прерывистый режим)? Если S1, насос должен быть рассчитан на непрерывную тепловую нагрузку — наши серии ABT и T6/T7. Если S3, насос может выдерживать более высокие пиковые нагрузки в период работы — наши серии PV2R и T7B.

Ветка 2: Коэффициент цикла нагрузки.Соотношение пиковой и средней мощности ниже 1,3 (постоянное значение), от 1,3 до 3,0 (переменное значение) или выше 3,0 (ударное значение)? Постоянное значение: стандартные подшипники и лопатки. Переменное значение: усиленные подшипники и двугубые лопатки. Ударное значение: усиленные подшипники, картридж с балансировкой давления и рекомендации по использованию аккумулятора.

Раздел 3: Окружающая среда.Области применения: стандартные промышленные, морские/коррозионные или экстремальные температуры? Стандартные: наш стандартный набор материалов и уплотнений. Морские: валы из нержавеющей стали, уплотнения из FKM, сертификация CCS/DNV/ABS/BV/LR. Экстремальные температуры: допуски на кулачковые кольца при холодном пуске для уплотнений из FKM при температурах ниже нуля и сниженное давление для работы при температурах выше 65 градусов.

Для покупателей, которым нужна помощь в выборе из множества вариантов, наша инженерная команда предоставляет бесплатную поддержку — отправьте нам параметры вашего приложения (давление, расход, рабочий цикл, условия окружающей среды, целевое классификационное общество), и мы порекомендуем конкретную модель насоса, код производительности и конфигурацию.Свяжитесь с нашей инженерной командой.для получения индивидуального отчета по выбору насоса.

Терморегулирование для насосов непрерывного действия

Наша инженерная команда рассматривает управление тепловым режимом как вопрос проектирования на системном уровне, а не просто как вопрос технических характеристик насоса. Поскольку насос непрерывного действия выделяет тепло, пропорциональное потерям мощности (приблизительно 10–15 процентов потребляемой мощности преобразуется в тепло),водохранилищеКонструкция охладителя и выбор рабочей жидкости должны обеспечивать непрерывное рассеивание тепла без превышения предельных значений температуры жидкости.

Расчет размеров резервуара.Наша стандартная рекомендация — использовать насос в 3-5 раз мощнее.скорость потоказа минуту на объем резервуара. Поскольку резервуар является основной поверхностью рассеивания тепла, резервуар недостаточного размера вызывает быстрое повышение температуры — насос производительностью 100 л/мин с резервуаром объемом 200 литров достигает теплового равновесия при температуре на 20–30 градусов выше температуры окружающей среды, в то время как резервуар объемом 400 литров ограничивает повышение температуры до 10–15 градусов выше температуры окружающей среды.

Выбор холодильников.Для систем непрерывной работы с потребляемой мощностью более 30 кВт мы рекомендуем использовать масловоздушный или масловодоохладитель, рассчитанный на рассеивание всей тепловой нагрузки системы. Наша инженерная группа предоставляет расчеты размеров охладителя на основе КПД насоса, мощности двигателя и температуры окружающей среды для каждого конкретного применения.

Управление вязкостью жидкости.Поскольку вязкость жидкости экспоненциально снижается с повышением температуры, рабочая вязкость на входе в насос должна оставаться выше минимального значения, необходимого для герметизации лопаток (обычно 10 сСт для наших лопастных насосов). Наша инженерная группа строит кривую зависимости вязкости от температуры для заданного класса жидкости и проверяет, остается ли вязкость на входе выше 10 сСт при максимально ожидаемой рабочей температуре.

Показатели надежности: среднее время безотказной работы (MTBF) и прогнозирование срока службы при износе.

Наша команда инженеров по обеспечению надежности отслеживаетсреднее время между отказамиПрогнозы среднего времени безотказной работы (MTBF) и срока службы при износе для более чем 80 000 установленных лопастных насосов. Поскольку эти данные получены в реальных производственных условиях, а не в ходе лабораторных испытаний на ускоренный срок службы, они позволяют покупателям получить реалистичные прогнозы срока службы насосов в условиях непрерывной работы.

В режиме непрерывной работы с постоянной нагрузкой наша серия PV2R обеспечивает среднее время безотказной работы (MTBF) от 12 000 до 15 000 часов. В режиме непрерывной работы с переменной нагрузкой серия T6/T7 обеспечивает от 8 000 до 12 000 часов. В режиме работы с ударными нагрузками серия ABT обеспечивает от 6 000 до 10 000 часов. Эти цифры предполагаютISO 4406Класс чистоты жидкости 16/14/11 и рабочие температуры ниже 65 градусов Цельсия. Поскольку загрязнение жидкости и чрезмерная температура являются двумя основными причинами преждевременного выхода насоса из строя, наша инженерная команда предоставляет рекомендации по мониторингу загрязнения и контролю температуры при каждой установке насоса непрерывного действия.

Наша модель прогнозирования срока службы при износе используетСтрибекКривая ресурса подшипников, уравнение Арчарда для износа кончиков лопаток и предел давления-скорости (PV) для износа поверхности кулачкового кольца. Поскольку эти модели откалиброваны на основе наших данных о полевых отказах, они обеспечивают надежные прогнозы ожидаемого интервала замены изнашиваемых деталей. Наша инженерная группа запускает эти модели для каждого режима непрерывной работы и предоставляет покупателю отчет о прогнозируемом сроке службы изнашиваемых деталей.

Наша инженерная команда в Нинбо готова обсудить ваши конкретные задачи по непрерывной эксплуатации и порекомендовать оптимальную модель насоса, конфигурацию и подход к управлению тепловым режимом. Свяжитесь с нами через наш сайт.страница технической поддержкидля получения индивидуального отчета по выбору насоса.

Наша инженерная команда в Нинбо предоставляет бесплатную помощь в выборе насосов для непрерывных режимов работы. Отправьте нам ваши рабочие параметры — давление, расход, рабочий цикл, условия окружающей среды — и мы порекомендуем конкретную модель насоса, код производительности и конфигурацию системы терморегулирования для вашей системы. Срок изготовления стандартных конфигураций составляет от 25 до 35 дней, а товары со склада отгружаются в течение 3–7 дней.

Наша команда в Нинбо готова помочь вам с выбором насоса непрерывного действия, предоставив технические характеристики и графики поставок.