Ingeniører dimensionerer en tandhjulspumpe ved hjælp af to primære beregninger. De bestemmer først den nødvendige forskydning ud fra systemets flowhastighed (GPM) og drivhastighed (RPM). Dernæst beregner de den nødvendige indgangseffekt ved hjælp af flowhastigheden og det maksimale tryk (PSI). Disse indledende trin er vigtige, før du...køb en tandhjulspumpe.
Formler for kernestørrelse:
Slagvolumen (in³/omdr.) = (Flowhastighed (GPM) x 231) / Pumpehastighed (RPM)
Hestekræfter (HK) = (Flowhastighed (GPM) x Tryk (PSI)) / 1714
Dimensionering af din tandhjulspumpe: Trinvise beregninger
Korrekt dimensionering af en tandhjulspumpe involverer en metodisk, trin-for-trin proces. Ingeniører følger disse grundlæggende beregninger for at matche en pumpe med de specifikke krav i et hydraulisk system. Dette sikrer, at udstyret fungerer effektivt og pålideligt.
Bestem den nødvendige flowhastighed (GPM)
Det første trin er at fastslå den nødvendige flowhastighed, målt i gallon pr. minut (GPMDenne værdi repræsenterer den mængde væske, som pumpen skal levere for at betjene systemets aktuatorer, såsom hydrauliske cylindre eller motorer, ved deres tilsigtede hastighed.
En ingeniør bestemmer det nødvendigeGPMved at analysere systemets funktionelle krav. Nøglefaktorer omfatter:
Aktuatorhastighed: Den ønskede hastighed for en cylinders ud- eller indtrækning.
Aktuatorstørrelse: Cylinderens volumen (boringsdiameter og slaglængde).
Motorhastighed: De ønskede omdrejninger pr. minut (Omdrejninger i minuttet) for en hydraulisk motor.
For eksempel vil en stor hydraulisk pressecylinder, der skal bevæge sig hurtigt, kræve en højere flowhastighed end en lille cylinder, der arbejder langsomt.
Identificer pumpens driftshastighed (RPM)
Dernæst identificerer en ingeniør driftshastigheden for pumpens driver, målt i omdrejninger i minuttet (Omdrejninger i minuttetDriveren er den kraftkilde, der drejer pumpens aksel. Dette er typisk en elmotor eller en forbrændingsmotor.
Førerens hastighed er en fast egenskab ved udstyret.
Elmotorer i USA opererer normalt med en nominel hastighed på 1800 omdr./min.
Benzin- eller dieselmotorer har et variabelt hastighedsområde, men pumpen dimensioneres baseret på motorens optimale eller hyppigste driftshastighed.Omdrejninger i minuttet.
DenneOmdrejninger i minuttetVærdien er afgørende for beregningen af forskydningen.
Beregn den nødvendige pumpevolumen
Når flowhastigheden og pumpehastigheden er kendt, kan ingeniøren beregne den nødvendige pumpeforskydning. Forskydningen er den mængde væske, en pumpe bevæger i en enkelt omdrejning, målt i kubiktommer pr. omdrejning (tommer³/omdr.Det er pumpens teoretiske størrelse.
Formel for forskydning:Slagvolumen (in³/omdr.) = (Flowhastighed (GPM) x 231) / Pumpehastighed (RPM)
Eksempel på beregning: Et system kræver 10 GPM og bruger en elektrisk motor, der kører med 1800 omdr./min.
Slagvolumen = (10 GPM x 231) / 1800 o/min Forskydning = 2310 / 1800 Slagvolumen = 1,28 tommer³/omdr.
Ingeniøren ville søge efter en tandhjulspumpe med en slagvolumen på cirka 1,28 in³/omdr.
Bestem maksimalt systemtryk (PSI)
Tryk, målt i pund pr. kvadrattomme (PSI), repræsenterer modstanden mod strømning i det hydrauliske system. Det er vigtigt at forstå, at en pumpe ikke skaber tryk; den skaber strømning. Tryk opstår, når denne strømning støder på en belastning eller begrænsning.
Det maksimale systemtryk bestemmes af to hovedfaktorer:
Belastning: Den kraft, der kræves for at bevæge objektet (f.eks. løfte en vægt, fastspænde en del).
Systemets indstilling af overtryksventil: Denne ventil er en sikkerhedskomponent, der begrænser trykket til et maksimalt sikkert niveau for at beskytte komponenterne.
Ingeniøren vælger en pumpe, der er klassificeret til at modstå dette maksimale driftstryk kontinuerligt.
Beregn den nødvendige input hestekræfter
Den endelige primære beregning bestemmer den indgående hestekræfter (HP) der er nødvendig for at drive pumpen. Denne beregning sikrer, at den valgte elmotor har tilstrækkelig kraft til at håndtere systemets maksimale krav. Utilstrækkelig hestekraft vil få føreren til at gå i stå eller overophede.
Formel for hestekræfter:Hestekræfter (HK) = (Flowhastighed (GPM) x Tryk (PSI)) / 1714
Eksempel på beregning: Det samme system kræver 10 GPM og fungerer ved et maksimalt tryk på 2500 PSI.
Hestekræfter = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 Hestekræfter = 25000 / 1714 Hestekræfter = 14,59 HK
Systemet kræver en fører, der kan levere mindst 14,59 hk. Ingeniøren ville sandsynligvis vælge den næste standardstørrelse, såsom en 15 hk motor.
Juster for pumpens ineffektivitet
Formlerne for slagvolumen og hestekræfter antager, at pumpen er 100 % effektiv. I virkeligheden er ingen pumpe perfekt. Ineffektivitet fra intern lækage (volumetrisk effektivitet) og friktion (mekanisk effektivitet) betyder, at der kræves mere effekt end beregnet.
Ingeniører skal justere hestekræftberegningen for at tage højde for dette. En pumpes samlede virkningsgrad er typisk mellem 80 % og 90 %. For at kompensere dividerer de den teoretiske hestekraft med pumpens estimerede samlede virkningsgrad.
Pro-tip: En konservativ og sikker praksis er at antage en samlet effektivitet på 85 % (eller 0,85), hvis producentens data ikke er tilgængelige.
Faktisk HP = Teoretisk HP / Samlet effektivitet
Ved hjælp af det foregående eksempel:Faktisk HP = 14,59 HP / 0,85 Faktisk HK = 17,16 HK
Denne justering viser det faktiske effektbehov. Følgende tabel illustrerer vigtigheden af dette trin.
| Beregningstype | Nødvendige hestekræfter | Anbefalet motor |
|---|---|---|
| Teoretisk (100%) | 14,59 HK | 15 HK |
| Faktisk (85%) | 17,16 HK | 20 HK |
Hvis man ikke tager højde for ineffektivitet, vil ingeniøren vælge en 15 HK motor, som ville have for lidt effekt til applikationen. Det korrekte valg, efter justering, er en 20 HK motor.
Forfin dit valg og hvor du kan købe en tandhjulspumpe
Indledende beregninger giver en teoretisk pumpestørrelse. Imidlertid kræver driftsforhold i den virkelige verden yderligere forfining. Ingeniører overvejer faktorer som væskeegenskaber og komponenteffektivitet for at sikre, at den valgte pumpe fungerer optimalt. Disse sidste kontroller er afgørende, før en organisation beslutter sig for at købe en tandhjulspumpe.
Hvordan væskeviskositet påvirker størrelsen
Væskeviskositet beskriver en væskes strømningsmodstand, ofte kaldet dens tykkelse. Denne egenskab påvirker pumpens ydeevne og dimensionering betydeligt.
Høj viskositet (tyk væske): En tyk væske, som f.eks. kold hydraulikolie, øger strømningsmodstanden. Pumpen skal arbejde hårdere for at flytte væsken, hvilket fører til et højere behov for indgående hestekræfter. En ingeniør skal muligvis vælge en kraftigere motor for at forhindre motorstop.
Lav viskositet (tynd væske): En tynd væske øger intern lækage, eller "slip", i pumpen. Mere væske glider forbi tandhjulene fra højtryksudløbssiden til lavtryksindløbssiden. Dette reducerer pumpens faktiske flowoutput.
Bemærk: En ingeniør skal konsultere producentens specifikationer. Databladet viser det acceptable viskositetsområde for en specifik pumpemodel. Ignorering af dette kan føre til for tidligt slid eller systemfejl. Disse oplysninger er vigtige, når man forbereder sig på at købe en tandhjulspumpe.
Hvordan driftstemperatur påvirker ydeevnen
Driftstemperaturen påvirker direkte væskens viskositet. Efterhånden som det hydrauliske system opvarmes under drift, bliver væsken tyndere.
En ingeniør skal analysere hele temperaturområdet for applikationen. Et system, der opererer i et koldt klima, vil have meget forskellige startforhold end et i en varm fabrik.
| Temperatur | Væskeviskositet | Pumpens ydeevnepåvirkning |
|---|---|---|
| Lav | Høj (Tyk) | Øget hestekraftbehov; risiko for kavitation. |
| Høj | Lav (tynd) | Øget intern slip; reduceret volumetrisk effektivitet. |
Pumpevalget skal tage højde for den laveste viskositet (højeste temperatur) for at sikre, at den stadig leverer den nødvendige flowhastighed. Dette er en vigtig overvejelse for alle, der ønsker at købe en tandhjulspumpe til et krævende miljø.
Regnskab for volumetrisk effektivitet
Forskydningsformlen beregner en pumpe's teoretiske ydelse. Volumetrisk virkningsgrad viser dens faktiske ydelse. Det er forholdet mellem den faktiske strømning leveret af pumpen og dens teoretiske flow.
Faktisk flow (GPM) = Teoretisk flow (GPM) x Volumetrisk effektivitet
Volumetrisk virkningsgrad er aldrig 100 % på grund af intern lækage. Denne virkningsgrad falder, når systemtrykket stiger, fordi højere tryk tvinger mere væske til at glide forbi tandhjulene. En typisk ny tandhjulspumpe har en volumetrisk virkningsgrad på 90-95 % ved dens nominelle tryk.
Eksempel: En pumpe har en teoretisk ydelse på 10 GPM. Dens volumetriske virkningsgrad ved driftstrykket er 93 % (0,93).
Faktisk flow = 10 GPM x 0,93 Faktisk flow = 9,3 GPM
Systemet modtager kun 9,3 GPM, ikke de fulde 10 GPM. En tekniker skal vælge en lidt større fortrængningspumpe for at kompensere for dette tab og opnå den ønskede flowhastighed. Denne justering er et ufravigeligt trin, før du køber en tandhjulspumpe.
Topbedømte producenter og leverandører
At vælge en pumpe fra en velrenommeret producent sikrer kvalitet, pålidelighed og adgang til detaljerede tekniske data. Ingeniører stoler på disse mærker for deres robuste ydeevne og omfattende support. Når det er tid til at købe en tandhjulspumpe, er det en god strategi at starte med disse navne.
Førende producenter af tandhjulspumper:
• Parker Hannifin: Tilbyder et bredt udvalg af tandhjulspumper i støbejern og aluminium, der er kendt for deres holdbarhed.
• Eaton: Leverer højeffektive tandhjulspumper, herunder modeller designet til krævende mobile og industrielle applikationer.
• Bosch Rexroth: Kendt for præcisionskonstruerede udvendige tandhjulspumper, der leverer høj ydeevne og lang levetid.
• HONYTA: En leverandør, der tilbyder en række tandhjulspumper, der balancerer ydeevne med omkostningseffektivitet.
• Permco: Specialiserer sig i hydrauliske højtrykspumper og motorer.
Disse producenter leverer omfattende datablade med ydelseskurver, effektivitetsvurderinger og dimensionstegninger.
Nøglekriterier for indkøb
Den endelige købsbeslutning involverer mere end blot at matche slagvolumen og hestekræfter. En ingeniør skal verificere flere nøglekriterier for at garantere kompatibilitet og langsigtet succes. En grundig kontrol af disse detaljer er det sidste skridt, før du køber en tandhjulspumpe.
Bekræft ydelsesvurderinger: Dobbelttjek, at pumpens maksimale kontinuerlige trykvurdering overstiger systemets krævede tryk.
Kontrollér de fysiske specifikationer: Sørg for, at pumpens monteringsflange, akseltype (f.eks. med kile, not) og portstørrelser matcher systemets design.
Bekræft væskekompatibilitet: Bekræft, at pumpens tætningsmaterialer (f.eks. Buna-N, Viton) er kompatible med den anvendte hydrauliske væske.
Gennemgå producentens datablade: Analysér ydelseskurverne. Disse grafer viser, hvordan flow og effektivitet ændrer sig med hastighed og tryk, hvilket giver et retvisende billede af pumpens kapacitet.
Overvej driftscyklussen: En pumpe til kontinuerlig drift døgnet rundt skal muligvis være mere robust end en, der bruges til periodiske opgaver.
En omhyggelig gennemgang af disse punkter sikrer, at den rigtige komponent vælges. Denne omhu forhindrer dyre fejl og systemnedetid, efter du har købt en tandhjulspumpe.
Korrekt dimensionering af en tandhjulspumpe er afgørende for optimal ydeevne og levetid for det hydrauliske system. En ingeniør følger en klar proces for at opnå dette.
De beregner først den nødvendige slagvolumen og hestekræfter.
Dernæst forfiner de disse beregninger for effektivitet, viskositet og temperatur.
Endelig køber de en pumpe fra en velrenommeret leverandør som HONYTA eller Parker, der matcher de nøjagtige specifikationer.
Opslagstidspunkt: 29. oktober 2025