يقوم المهندسون بتحديد حجم مضخة التروس باستخدام حسابين أساسيين. أولاً، يحددون الإزاحة المطلوبة من معدل تدفق النظام (جالون/دقيقة) وسرعة المحرك (دورة/دقيقة). بعد ذلك، يحسبون القدرة الحصانية اللازمة باستخدام معدل التدفق وأقصى ضغط (رطل/بوصة مربعة). هذه الخطوات الأولية ضرورية قبل...شراء مضخة تروس.
صيغ تحديد الحجم الأساسي:
الإزاحة (in³/rev) = (معدل التدفق (GPM) × 231) / سرعة المضخة (RPM)
قوة الحصان (HP) = (معدل التدفق (جالون في الدقيقة) × الضغط (PSI)) / 1714
تحديد حجم مضخة التروس الخاصة بك: حسابات خطوة بخطوة
يتطلب تحديد حجم مضخة التروس بشكل صحيح عملية منهجية تدريجية. يتبع المهندسون هذه الحسابات الأساسية لمطابقة المضخة مع المتطلبات المحددة للنظام الهيدروليكي. هذا يضمن أداء المعدات بكفاءة وموثوقية.
تحديد معدل التدفق المطلوب (جالون في الدقيقة)
الخطوة الأولى هي تحديد معدل التدفق المطلوب، والذي يتم قياسه بالجالون في الدقيقة (جي بي إم). تمثل هذه القيمة حجم السائل الذي يجب أن توفره المضخة لتشغيل مشغلات النظام، مثل الأسطوانات الهيدروليكية أو المحركات، بالسرعة المقصودة.
يقوم المهندس بتحديد اللازمجي بي إممن خلال تحليل المتطلبات الوظيفية للنظام. تشمل العوامل الرئيسية ما يلي:
سرعة المحرك: السرعة المطلوبة لتمديد الأسطوانة أو انكماشها.
حجم المحرك: حجم الأسطوانة (قطر التجويف وطول الشوط).
سرعة المحرك: عدد الدورات المستهدفة في الدقيقة (دورة في الدقيقة) للمحرك الهيدروليكي.
على سبيل المثال، فإن أسطوانة الضغط الهيدروليكية الكبيرة التي يجب أن تتحرك بسرعة سوف تتطلب معدل تدفق أعلى من الأسطوانة الصغيرة التي تعمل ببطء.
تحديد سرعة تشغيل المضخة (RPM)
بعد ذلك، يقوم المهندس بتحديد سرعة تشغيل محرك المضخة، والتي يتم قياسها بعدد الدورات في الدقيقة (دورة في الدقيقةالمحرك هو مصدر الطاقة الذي يُدير عمود المضخة. عادةً ما يكون محركًا كهربائيًا أو محرك احتراق داخلي.
تعتبر سرعة السائق سمة ثابتة للمعدات.
تعمل المحركات الكهربائية في الولايات المتحدة عادةً بسرعة اسمية تبلغ 1800 دورة في الدقيقة.
تتمتع محركات الغاز أو الديزل بنطاق سرعة متغير، ولكن يتم تحديد حجم المضخة بناءً على التشغيل الأمثل أو الأكثر تكرارًا للمحركدورة في الدقيقة.
هذادورة في الدقيقةالقيمة مهمة لحساب الإزاحة.
حساب إزاحة المضخة المطلوبة
بمعرفة معدل التدفق وسرعة المضخة، يستطيع المهندس حساب الإزاحة المطلوبة للمضخة. الإزاحة هي حجم السائل الذي تحركه المضخة في دورة واحدة، ويقاس بالبوصة المكعبة لكل دورة (بوصة³/لفة). هو الحجم النظري للمضخة.
صيغة الإزاحة:الإزاحة (in³/rev) = (معدل التدفق (GPM) × 231) / سرعة المضخة (RPM)
مثال على الحساب: يتطلب النظام 10 جالون في الدقيقة ويستخدم محركًا كهربائيًا يعمل بسرعة 1800 دورة في الدقيقة.
الإزاحة = (10 جالون في الدقيقة × 231) / 1800 دورة في الدقيقة الإزاحة = 2310 / 1800 الإزاحة = 1.28 بوصة مكعبة/دورة
سيقوم المهندس بالبحث عن مضخة تروس ذات إزاحة تبلغ حوالي 1.28 بوصة مكعبة / دورة.
تحديد الحد الأقصى لضغط النظام (PSI)
الضغط، يقاس بالرطل لكل بوصة مربعة (رطل لكل بوصة مربعة)، يمثل مقاومة التدفق داخل النظام الهيدروليكي. من المهم فهم أن المضخة لا تُولّد ضغطًا، بل تُولّد تدفقًا. ينشأ الضغط عندما يواجه هذا التدفق حملًا أو عائقًا.
يتم تحديد الحد الأقصى لضغط النظام من خلال عاملين رئيسيين:
الحمل: القوة المطلوبة لتحريك الجسم (على سبيل المثال، رفع الوزن، تثبيت جزء).
إعداد صمام تخفيف الضغط للنظام: هذا الصمام هو مكون أمان يحدد الضغط عند الحد الأقصى للمستوى الآمن لحماية المكونات.
يقوم المهندس باختيار مضخة مصممة لتحمل هذا الضغط التشغيلي الأقصى بشكل مستمر.
حساب قوة الحصان المدخلة المطلوبة
يحدد الحساب الأساسي النهائي قوة الحصان المدخلة (HP) اللازمة لتشغيل المضخة. يضمن هذا الحساب أن المحرك الكهربائي أو المحرك المُختار لديه طاقة كافية لتلبية أقصى متطلبات النظام. سيؤدي نقص القدرة الحصانية إلى توقف السائق أو ارتفاع درجة حرارته.
صيغة قوة الحصان:قوة الحصان (HP) = (معدل التدفق (جالون في الدقيقة) × الضغط (PSI)) / 1714
مثال على الحساب: يتطلب نفس النظام 10 جالون في الدقيقة ويعمل عند ضغط أقصى يبلغ 2500 رطل لكل بوصة مربعة.
قوة الحصان = (10 جالون في الدقيقة × 2500 رطل لكل بوصة مربعة) / 1714 قوة الحصان = 25000 / 1714 قوة الحصان = 14.59 حصان
يتطلب النظام سائقًا قادرًا على توليد قوة لا تقل عن 14.59 حصانًا. ومن المرجح أن يختار المهندس الحجم القياسي التالي، مثل محرك بقوة 15 حصانًا.
ضبط عدم كفاءة المضخة
تفترض معادلات الإزاحة والقدرة الحصانية أن كفاءة المضخة ١٠٠٪. في الواقع، لا توجد مضخة مثالية. انخفاض الكفاءة الناتج عن التسرب الداخلي (الكفاءة الحجمية) والاحتكاك (الكفاءة الميكانيكية) يعني أن الطاقة المطلوبة أكبر من المحسوبة.
يجب على المهندسين تعديل حساب القدرة الحصانية لمراعاة ذلك. عادةً ما تتراوح الكفاءة الكلية للمضخة بين 80% و90%. وللتعويض عن ذلك، يُقسّمون القدرة الحصانية النظرية على الكفاءة الكلية المُقدّرة للمضخة.
نصيحة احترافية: الممارسة المحافظة والآمنة هي افتراض كفاءة إجمالية تبلغ 85% (أو 0.85) إذا لم تكن بيانات الشركة المصنعة متاحة.
القدرة الحصانية الفعلية = القدرة الحصانية النظرية / الكفاءة الكلية
باستخدام المثال السابق:نقاط الصحة الفعلية = 14.59 نقطة صحة / 0.85 نقاط الصحة الفعلية = 17.16 نقطة صحة
يوضح هذا التعديل متطلبات الطاقة الفعلية. يوضح الجدول التالي أهمية هذه الخطوة.
| نوع الحساب | القدرة الحصانية المطلوبة | المحرك الموصى به |
|---|---|---|
| نظري (100%) | 14.59 حصان | 15 حصان |
| الفعلي (85%) | 17.16 حصان | 20 حصان |
إن عدم مراعاة عدم الكفاءة سيدفع المهندس إلى اختيار محرك بقوة 15 حصانًا، وهو ما سيكون أقل من طاقته المطلوبة. الخيار الصحيح، بعد إجراء التعديلات، هو محرك بقوة 20 حصانًا.
تحسين اختيارك ومكان شراء مضخة التروس
تُقدِّم الحسابات الأولية حجمًا نظريًا للمضخة. إلا أن ظروف التشغيل العملية تتطلب مزيدًا من التحسين. يُراعي المهندسون عوامل مثل خصائص السوائل وكفاءة المكونات لضمان الأداء الأمثل للمضخة المُختارة. تُعدُّ هذه الفحوصات النهائية بالغة الأهمية قبل أن تُقرِّر المؤسسة شراء مضخة تروس.
كيف تؤثر لزوجة السوائل على الحجم
لزوجة السائل تصف مقاومة السائل للتدفق، وتُسمى عادةً سُمكه. تؤثر هذه الخاصية بشكل كبير على أداء المضخة وحجمها.
اللزوجة العالية (السائل السميك): يزيد السائل السميك، مثل الزيت الهيدروليكي البارد، من مقاومة التدفق. يجب أن تعمل المضخة بجهد أكبر لتحريك السائل، مما يؤدي إلى زيادة متطلبات القدرة الحصانية. قد يحتاج المهندس إلى اختيار محرك أقوى لمنع التوقف المفاجئ.
اللزوجة المنخفضة (السائل الرقيق): يزيد السائل الرقيق من التسرب الداخلي، أو "الانزلاق"، داخل المضخة. ينزلق المزيد من السائل عبر أسنان التروس من جانب مخرج الضغط العالي إلى جانب مدخل الضغط المنخفض، مما يقلل من التدفق الفعلي للمضخة.
ملاحظة: يجب على المهندس مراجعة مواصفات الشركة المصنعة. توضح ورقة البيانات نطاق اللزوجة المقبول لطراز مضخة معين. قد يؤدي تجاهل هذا إلى تآكل مبكر أو تعطل النظام. هذه المعلومات ضرورية عند الاستعداد لشراء مضخة تروس.
كيف تؤثر درجة حرارة التشغيل على الأداء
تؤثر درجة حرارة التشغيل بشكل مباشر على لزوجة السائل. فمع ارتفاع درجة حرارة النظام الهيدروليكي أثناء التشغيل، يصبح السائل أرق.
يجب على المهندس تحليل النطاق الحراري الكامل للتطبيق. فالنظام الذي يعمل في مناخ بارد ستكون ظروف تشغيله مختلفة تمامًا عن النظام الذي يعمل في مصنع ساخن.
| درجة حرارة | لزوجة السوائل | تأثير أداء المضخة |
|---|---|---|
| قليل | عالية (سميكة) | زيادة الطلب على القدرة الحصانية؛ خطر التجويف. |
| عالي | منخفض (رفيع) | زيادة الانزلاق الداخلي، وانخفاض الكفاءة الحجمية. |
يجب أن يراعي اختيار المضخة أدنى درجة لزوجة (أعلى درجة حرارة) لضمان استمرارها في توفير معدل التدفق المطلوب. يُعد هذا اعتبارًا أساسيًا لأي شخص يرغب في شراء مضخة تروس لبيئة عمل شاقة.
المحاسبة عن الكفاءة الحجمية
تحسب معادلة الإزاحة الناتج النظري للمضخة. وتكشف الكفاءة الحجمية عن ناتجها الفعلي. وهي نسبة التدفق الفعلي الذي تُنتجه المضخة إلى تدفقها النظري.
التدفق الفعلي (جالون في الدقيقة) = التدفق النظري (جالون في الدقيقة) × الكفاءة الحجمية
الكفاءة الحجمية لا تصل أبدًا إلى ١٠٠٪ بسبب التسرب الداخلي. تنخفض هذه الكفاءة مع زيادة ضغط النظام، لأن الضغط العالي يُجبر المزيد من السوائل على الانزلاق عبر التروس. وتتراوح الكفاءة الحجمية لمضخة التروس الجديدة النموذجية بين ٩٠٪ و٩٥٪ عند ضغطها المُصنّف.
مثال: تبلغ الطاقة الإنتاجية النظرية لمضخة ١٠ جالونات في الدقيقة. كفاءتها الحجمية عند ضغط التشغيل ٩٣٪ (٠.٩٣).
التدفق الفعلي = 10 جالون في الدقيقة × 0.93 التدفق الفعلي = 9.3 جالون في الدقيقة
سيستقبل النظام 9.3 جالونًا في الدقيقة فقط، وليس 10 جالونات في الدقيقة كاملةً. يجب على المهندس اختيار مضخة إزاحة أكبر قليلًا لتعويض هذا الفقد وتحقيق معدل التدفق المستهدف. هذا التعديل خطوة أساسية قبل شراء مضخة تروس.
أفضل الشركات المصنعة والموردين
يضمن اختيار مضخة من شركة مصنعة موثوقة الجودة والموثوقية والوصول إلى بيانات فنية مفصلة. يثق المهندسون بهذه العلامات التجارية لأدائها القوي ودعمها الشامل. عند شراء مضخة تروس، يُعدّ البدء بهذه الأسماء استراتيجية حكيمة.
الشركات الرائدة في تصنيع مضخات التروس:
• باركر هانيفين: تقدم مجموعة واسعة من مضخات التروس المصنوعة من الحديد الزهر والألومنيوم والمعروفة بمتانتها.
• إيتون: تقدم مضخات تروس عالية الكفاءة، بما في ذلك النماذج المصممة للتطبيقات المتنقلة والصناعية الصعبة.
• Bosch Rexroth: تشتهر بمضخات التروس الخارجية المصممة بدقة والتي توفر أداءً عاليًا وعمر خدمة طويل.
• HONYTA: مورد يقدم مجموعة متنوعة من المضخات التروسية التي توازن بين الأداء والفعالية من حيث التكلفة.
• بيرمكو: متخصصة في مضخات التروس والمحركات الهيدروليكية ذات الضغط العالي.
توفر هذه الشركات المصنعة أوراق بيانات موسعة تحتوي على منحنيات الأداء وتقييمات الكفاءة والرسومات الأبعادية.
المعايير الرئيسية للشراء
اتخاذ قرار الشراء النهائي لا يقتصر على مطابقة سعة المحرك وقوة حصانه فحسب. يجب على المهندس التحقق من عدة معايير رئيسية لضمان التوافق والنجاح على المدى الطويل. يُعدّ التدقيق الدقيق في هذه التفاصيل الخطوة الأخيرة قبل شراء مضخة تروس.
تأكيد تقييمات الأداء: تأكد مرة أخرى من أن أقصى تصنيف للضغط المستمر للمضخة يتجاوز الضغط المطلوب للنظام.
التحقق من المواصفات المادية: تأكد من أن شفة تركيب المضخة ونوع العمود (على سبيل المثال، مفتاحي أو مسنن) وأحجام المنافذ تتطابق مع تصميم النظام.
التحقق من توافق السوائل: تأكد من أن مواد ختم المضخة (على سبيل المثال، Buna-N، Viton) متوافقة مع السائل الهيدروليكي المستخدم.
راجع بيانات الشركة المصنعة: حلل منحنيات الأداء. توضح هذه الرسوم البيانية كيفية تغير التدفق والكفاءة مع السرعة والضغط، مما يوفر صورة دقيقة لإمكانيات المضخة.
خذ دورة العمل في الاعتبار: قد تحتاج المضخة المستخدمة في التشغيل المستمر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع إلى أن تكون أكثر قوة من تلك المستخدمة في المهام المتقطعة.
المراجعة الدقيقة لهذه النقاط تضمن اختيار المكوّن المناسب. هذا الحرص يمنع الأخطاء المكلفة وتوقف النظام بعد شراء مضخة تروس.
يُعدّ اختيار حجم مضخة التروس المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل للنظام الهيدروليكي وإطالة عمره. ويتبع المهندس عملية واضحة لتحقيق ذلك.
يقومون أولاً بحساب الإزاحة وقوة الحصان المطلوبة.
وبعد ذلك يقومون بتحسين هذه الحسابات من حيث الكفاءة واللزوجة ودرجة الحرارة.
وأخيرًا، يقومون بشراء مضخة من مورد حسن السمعة مثل HONYTA أو Parker والتي تتطابق مع المواصفات الدقيقة.
وقت النشر: ٢٩ أكتوبر ٢٠٢٥