مهندسان با استفاده از دو محاسبه اولیه، اندازه یک پمپ دندهای را تعیین میکنند. آنها ابتدا جابجایی مورد نیاز را از نرخ جریان سیستم (GPM) و سرعت محرک (RPM) تعیین میکنند. سپس، با استفاده از نرخ جریان و حداکثر فشار (PSI)، اسب بخار ورودی لازم را محاسبه میکنند. این مراحل اولیه قبل از اینکه شماخرید پمپ دنده ای.
فرمولهای تعیین اندازه هسته:
حجم (اینچ مکعب بر دور موتور) = (دبی (گالن در دقیقه) × ۲۳۱) / سرعت پمپ (دور در دقیقه)
اسب بخار (HP) = (نرخ جریان (GPM) x فشار (PSI)) / 1714
اندازه گیری پمپ دنده ای شما: محاسبات گام به گام
تعیین صحیح اندازه یک پمپ دندهای شامل یک فرآیند روشمند و گام به گام است. مهندسان این محاسبات اساسی را دنبال میکنند تا یک پمپ را با نیازهای خاص یک سیستم هیدرولیک مطابقت دهند. این امر تضمین میکند که تجهیزات به طور کارآمد و قابل اعتمادی عمل میکنند.
تعیین نرخ جریان مورد نیاز (GPM)
اولین قدم، تعیین نرخ جریان مورد نیاز است که بر حسب گالن در دقیقه اندازهگیری میشود (گالن در دقیقه). این مقدار نشان دهنده حجم سیالی است که پمپ باید برای به کار انداختن محرکهای سیستم، مانند سیلندرهای هیدرولیک یا موتورها، با سرعت مورد نظرشان، تحویل دهد.
یک مهندس موارد لازم را تعیین میکندگالن در دقیقهبا تجزیه و تحلیل الزامات عملکردی سیستم. عوامل کلیدی عبارتند از:
سرعت محرک: سرعت مطلوب برای باز یا بسته شدن سیلندر.
اندازه محرک: حجم سیلندر (قطر سوراخ و طول کورس).
سرعت موتور: تعداد دور هدف در دقیقه (دور در دقیقه) برای یک موتور هیدرولیک.
برای مثال، یک سیلندر پرس هیدرولیک بزرگ که باید سریع حرکت کند، نسبت به یک سیلندر کوچک که به آرامی کار میکند، به نرخ جریان بالاتری نیاز دارد.
سرعت کارکرد پمپ (RPM) را مشخص کنید
در مرحله بعد، یک مهندس سرعت عملکرد محرک پمپ را که بر حسب دور در دقیقه اندازهگیری میشود، مشخص میکند (دور در دقیقه). محرک منبع تغذیهای است که شفت پمپ را میچرخاند. این معمولاً یک موتور الکتریکی یا یک موتور احتراق داخلی است.
سرعت راننده یک ویژگی ثابت تجهیزات است.
موتورهای الکتریکی در ایالات متحده معمولاً با سرعت اسمی ۱۸۰۰ دور در دقیقه کار میکنند.
موتورهای گازی یا دیزلی محدوده سرعت متغیری دارند، اما پمپ بر اساس بهینهترین یا رایجترین حالت کارکرد موتور، اندازه گیری میشود.دور در دقیقه.
ایندور در دقیقهاین مقدار برای محاسبه جابجایی بسیار مهم است.
محاسبه جابجایی پمپ مورد نیاز
با دانستن دبی و سرعت پمپ، مهندس میتواند حجم جابجایی مورد نیاز پمپ را محاسبه کند. جابجایی، حجم سیالی است که پمپ در یک دور کامل جابجا میکند و بر حسب اینچ مکعب در هر دور اندازهگیری میشود (اینچ³/دور) این اندازه تئوری پمپ است.
فرمول جابجایی:حجم (اینچ مکعب بر دور موتور) = (دبی (گالن در دقیقه) × ۲۳۱) / سرعت پمپ (دور در دقیقه)
محاسبه مثال: یک سیستم به 10 گالن در دقیقه نیاز دارد و از یک موتور الکتریکی با سرعت 1800 دور در دقیقه استفاده میکند.
حجم جابجایی = (10 گالن در دقیقه × 231) / 1800 دور در دقیقه جابجایی = ۲۳۱۰ / ۱۸۰۰ جابجایی = ۱.۲۸ اینچ مکعب بر دور موتور
مهندس به دنبال پمپ دندهای با حجم تقریبی ۱.۲۸ اینچ مکعب بر دور موتور خواهد بود.
حداکثر فشار سیستم (PSI) را تعیین کنید
فشار، اندازهگیری شده بر حسب پوند بر اینچ مربع (پی اس آی)، نشان دهنده مقاومت در برابر جریان در سیستم هیدرولیک است. درک این نکته مهم است که پمپ فشار ایجاد نمیکند؛ بلکه جریان ایجاد میکند. فشار زمانی ایجاد میشود که آن جریان با بار یا محدودیتی مواجه شود.
حداکثر فشار سیستم توسط دو عامل اصلی تعیین میشود:
بار: نیروی مورد نیاز برای جابجایی جسم (مثلاً بلند کردن وزنه، بستن یک قطعه).
تنظیم شیر اطمینان سیستم: این شیر یک قطعه ایمنی است که فشار را در حداکثر سطح ایمن برای محافظت از قطعات نگه میدارد.
مهندس پمپی را انتخاب میکند که بتواند این حداکثر فشار عملیاتی را به طور مداوم تحمل کند.
محاسبه اسب بخار ورودی مورد نیاز
محاسبه اولیه نهایی، اسب بخار ورودی را تعیین میکند (HP) برای به حرکت درآوردن پمپ مورد نیاز است. این محاسبه تضمین میکند که موتور الکتریکی یا موتور انتخاب شده قدرت کافی برای پاسخگویی به حداکثر نیازهای سیستم را دارد. اسب بخار ناکافی باعث میشود که موتور از کار بیفتد یا بیش از حد داغ کند.
فرمول اسب بخار:اسب بخار (HP) = (نرخ جریان (GPM) x فشار (PSI)) / 1714
محاسبه مثال: همان سیستم به 10 گالن در دقیقه نیاز دارد و با حداکثر فشار 2500 PSI کار میکند.
اسب بخار = (10 گالن در دقیقه × 2500 PSI) / 1714 اسب بخار = 25000 / 1714 اسب بخار = ۱۴.۵۹ اسب بخار
این سیستم به درایوری نیاز دارد که بتواند حداقل ۱۴.۵۹ اسب بخار نیرو تولید کند. مهندس احتمالاً سایز استاندارد بعدی، مثلاً یک موتور ۱۵ اسب بخار، را انتخاب خواهد کرد.
تنظیم برای ناکارآمدی پمپ
فرمولهای مربوط به جابجایی و اسب بخار، فرض میکنند که پمپ ۱۰۰٪ راندمان دارد. در واقعیت، هیچ پمپی کامل نیست. ناکارآمدیهای ناشی از نشت داخلی (راندمان حجمی) و اصطکاک (راندمان مکانیکی) به این معنی است که به توان بیشتری نسبت به مقدار محاسبه شده نیاز است.
مهندسان باید محاسبه اسب بخار را برای در نظر گرفتن این موضوع تنظیم کنند. راندمان کلی یک پمپ معمولاً بین ۸۰ تا ۹۰ درصد است. برای جبران، آنها اسب بخار تئوری را بر راندمان کلی تخمینی پمپ تقسیم میکنند.
نکته حرفهای: یک روش محافظهکارانه و ایمن این است که اگر دادههای سازنده در دسترس نیست، راندمان کلی را ۸۵٪ (یا ۰.۸۵) فرض کنیم.
HP واقعی = HP نظری / راندمان کلی
با استفاده از مثال قبلی:اسب بخار واقعی = ۱۴.۵۹ اسب بخار / ۰.۸۵ قدرت واقعی اسب بخار = ۱۷.۱۶ اسب بخار
این تنظیم، نیاز واقعی به برق را نشان میدهد. جدول زیر اهمیت این مرحله را نشان میدهد.
| نوع محاسبه | اسب بخار مورد نیاز | موتور توصیه شده |
|---|---|---|
| نظری (100%) | ۱۴.۵۹ اسب بخار | ۱۵ اسب بخار |
| واقعی (۸۵٪) | ۱۷.۱۶ اسب بخار | ۲۰ اسب بخار |
عدم در نظر گرفتن ناکارآمدی، مهندس را به انتخاب یک موتور ۱۵ اسب بخار سوق میدهد که برای کاربرد مورد نظر، توان کافی نخواهد داشت. انتخاب صحیح، پس از تنظیم، یک موتور ۲۰ اسب بخار است.
انتخاب خود را اصلاح کنید و از کجا پمپ دندهای بخرید
محاسبات اولیه، اندازه تئوری پمپ را ارائه میدهند. با این حال، شرایط عملیاتی در دنیای واقعی نیاز به اصلاح بیشتری دارد. مهندسان عواملی مانند خواص سیال و راندمان اجزا را در نظر میگیرند تا از عملکرد بهینه پمپ انتخاب شده اطمینان حاصل کنند. این بررسیهای نهایی قبل از اینکه یک سازمان تصمیم به خرید پمپ دندهای بگیرد، بسیار مهم هستند.
چگونه ویسکوزیته سیال بر اندازه گیری تأثیر می گذارد
ویسکوزیته سیال، مقاومت سیال در برابر جریان را توصیف میکند که اغلب به آن ضخامت میگویند. این ویژگی به طور قابل توجهی بر عملکرد و اندازه پمپ تأثیر میگذارد.
ویسکوزیته بالا (سیال غلیظ): یک سیال غلیظ، مانند روغن هیدرولیک سرد، مقاومت در برابر جریان را افزایش میدهد. پمپ باید برای جابجایی سیال سختتر کار کند و منجر به نیاز به اسب بخار ورودی بالاتر میشود. یک مهندس ممکن است برای جلوگیری از توقف، نیاز به انتخاب یک موتور قدرتمندتر داشته باشد.
ویسکوزیته پایین (سیال رقیق): یک سیال رقیق، نشت داخلی یا "لغزش" را در داخل پمپ افزایش میدهد. سیال بیشتری از سمت خروجی پرفشار به سمت ورودی کمفشار از روی دندانههای چرخدنده میلغزد. این امر باعث کاهش جریان خروجی واقعی پمپ میشود.
نکته: یک مهندس باید مشخصات سازنده را بررسی کند. برگه اطلاعات، محدوده ویسکوزیته قابل قبول برای یک مدل پمپ خاص را نشان میدهد. نادیده گرفتن این موضوع میتواند منجر به سایش زودرس یا خرابی سیستم شود. این اطلاعات هنگام آماده شدن برای خرید پمپ دندهای حیاتی است.
چگونه دمای عملیاتی بر عملکرد تأثیر میگذارد
دمای عملیاتی مستقیماً بر ویسکوزیته سیال تأثیر میگذارد. با گرم شدن سیستم هیدرولیک در حین کار، سیال رقیقتر میشود.
یک مهندس باید کل محدوده دمایی کاربرد را تجزیه و تحلیل کند. سیستمی که در آب و هوای سرد کار میکند، شرایط شروع بسیار متفاوتی نسبت به سیستمی که در یک کارخانه گرم کار میکند، خواهد داشت.
| دما | ویسکوزیته سیال | تأثیر عملکرد پمپ |
|---|---|---|
| کم | زیاد (ضخیم) | افزایش تقاضای اسب بخار؛ خطر کاویتاسیون |
| بالا | کم (نازک) | افزایش لغزش داخلی؛ کاهش راندمان حجمی. |
انتخاب پمپ باید کمترین ویسکوزیته (بالاترین دما) را در نظر بگیرد تا اطمینان حاصل شود که همچنان نرخ جریان مورد نیاز را ارائه میدهد. این یک نکته کلیدی برای هر کسی است که به دنبال خرید پمپ دندهای برای یک محیط دشوار است.
محاسبه راندمان حجمی
فرمول جابجایی، خروجی تئوری پمپ را محاسبه میکند. راندمان حجمی، خروجی واقعی آن را نشان میدهد. این نسبت جریان واقعی تحویل داده شده توسط پمپ به جریان تئوری آن است.
جریان واقعی (GPM) = جریان نظری (GPM) × راندمان حجمی
راندمان حجمی به دلیل نشتی داخلی هرگز ۱۰۰٪ نیست. این راندمان با افزایش فشار سیستم کاهش مییابد زیرا فشار بالاتر، سیال بیشتری را مجبور به لغزش از روی چرخدندهها میکند. یک پمپ دندهای جدید معمولی در فشار نامی خود، راندمان حجمی ۹۰ تا ۹۵٪ دارد.
مثال: یک پمپ دارای خروجی تئوری 10 گالن در دقیقه است. راندمان حجمی آن در فشار عملیاتی 93٪ (0.93) است.
جریان واقعی = 10 گالن در دقیقه × 0.93 جریان واقعی = 9.3 گالن در دقیقه
این سیستم فقط ۹.۳ گالن در دقیقه دریافت میکند، نه ۱۰ گالن در دقیقه کامل. یک مهندس باید یک پمپ با جابجایی کمی بزرگتر انتخاب کند تا این اتلاف را جبران کند و به نرخ جریان هدف برسد. این تنظیم یک گام غیرقابل مذاکره قبل از خرید پمپ دندهای است.
تولیدکنندگان و تأمینکنندگان برتر
انتخاب پمپ از یک تولیدکننده معتبر، کیفیت، قابلیت اطمینان و دسترسی به اطلاعات فنی دقیق را تضمین میکند. مهندسان به این برندها به دلیل عملکرد قوی و پشتیبانی جامعشان اعتماد دارند. وقتی زمان خرید پمپ دندهای فرا میرسد، شروع با این نامها یک استراتژی صحیح است.
تولیدکنندگان برتر پمپ دنده ای:
• پارکر هانیفین: طیف گستردهای از پمپهای دندهای چدنی و آلومینیومی را ارائه میدهد که به دلیل دوام بالایشان شناخته شدهاند.
• Eaton: پمپهای دندهای با راندمان بالا، از جمله مدلهایی که برای کاربردهای سیار و صنعتی طراحی شدهاند را ارائه میدهد.
• بوش رکسروت: به خاطر پمپهای دندهای خارجی مهندسیشدهی دقیق که عملکرد بالا و عمر طولانی ارائه میدهند، شناخته شده است.
• هونیتا: تأمینکنندهای که انواع پمپهای دندهای را ارائه میدهد که عملکرد را با مقرونبهصرفه بودن متعادل میکنند.
• پرمکو: متخصص در پمپها و موتورهای دندهای هیدرولیک فشار بالا.
این تولیدکنندگان، برگههای اطلاعاتی گستردهای شامل منحنیهای عملکرد، رتبهبندیهای راندمان و نقشههای ابعادی ارائه میدهند.
معیارهای کلیدی برای خرید
تصمیم گیری نهایی برای خرید چیزی بیش از تطبیق جابجایی و اسب بخار است. یک مهندس باید چندین معیار کلیدی را برای تضمین سازگاری و موفقیت طولانی مدت بررسی کند. بررسی کامل این جزئیات آخرین مرحله قبل از خرید پمپ دنده ای است.
تأیید رتبهبندیهای عملکرد: بررسی مجدد کنید که حداکثر رتبهبندی فشار مداوم پمپ از فشار مورد نیاز سیستم بیشتر باشد.
مشخصات فیزیکی را بررسی کنید: مطمئن شوید که فلنج نصب پمپ، نوع شفت (مثلاً کلیددار، مارپیچ) و اندازه پورتها با طراحی سیستم مطابقت دارند.
سازگاری سیال را تأیید کنید: تأیید کنید که مواد آببندی پمپ (مثلاً Buna-N، Viton) با سیال هیدرولیک مورد استفاده سازگار هستند.
بررسی برگههای اطلاعات سازنده: منحنیهای عملکرد را تجزیه و تحلیل کنید. این نمودارها نشان میدهند که چگونه جریان و راندمان با سرعت و فشار تغییر میکنند و تصویر واقعی از قابلیتهای پمپ ارائه میدهند.
چرخه کار را در نظر بگیرید: یک پمپ برای کار مداوم و 24 ساعته ممکن است نیاز به استحکام بیشتری نسبت به پمپی داشته باشد که برای کارهای متناوب استفاده میشود.
بررسی دقیق این نکات، انتخاب صحیح قطعه را تضمین میکند. این دقت از خطاهای پرهزینه و خرابی سیستم پس از خرید پمپ دندهای جلوگیری میکند.
انتخاب صحیح اندازه پمپ دندهای برای عملکرد بهینه سیستم هیدرولیک و طول عمر آن بسیار مهم است. یک مهندس برای دستیابی به این هدف، یک فرآیند مشخص را دنبال میکند.
آنها ابتدا جابجایی و اسب بخار مورد نیاز را محاسبه میکنند.
در مرحله بعد، آنها این محاسبات را برای راندمان، ویسکوزیته و دما اصلاح میکنند.
در نهایت، آنها پمپی را از یک تأمینکننده معتبر مانند HONYTA یا Parker خریداری میکنند که دقیقاً با مشخصات مطابقت دارد.
زمان ارسال: ۲۹ اکتبر ۲۰۲۵