A mérnökök két fő számítás alapján méretezik a fogaskerék-szivattyút. Először meghatározzák a szükséges lökettérfogatot a rendszer áramlási sebessége (GPM) és a meghajtási sebesség (RPM) alapján. Ezután kiszámítják a szükséges bemeneti teljesítményt az áramlási sebesség és a maximális nyomás (PSI) alapján. Ezek a kezdeti lépések elengedhetetlenek, mielőtt…vegyél egy fogaskerék-szivattyút.
Magméretezési képletek:
Lökettérfogat (in³/ford) = (Áramlási sebesség (GPM) x 231) / Szivattyú fordulatszáma (RPM)
Lóerő (LE) = (Áramlási sebesség (GPM) x Nyomás (PSI)) / 1714
A fogaskerék-szivattyú méretezése: lépésről lépésre történő számítások
A fogaskerék-szivattyú megfelelő méretezése egy módszeres, lépésről lépésre haladó folyamatot foglal magában. A mérnökök ezeket az alapvető számításokat követik, hogy a szivattyút a hidraulikus rendszer konkrét igényeihez igazítsák. Ez biztosítja, hogy a berendezés hatékonyan és megbízhatóan működjön.
Szükséges áramlási sebesség (GPM) meghatározása
Az első lépés a szükséges áramlási sebesség meghatározása, gallon/percben mérve (GPM). Ez az érték azt a folyadékmennyiséget jelöli, amelyet a szivattyúnak szállítania kell ahhoz, hogy a rendszer működtetői, például hidraulikus hengerek vagy motorok, a kívánt sebességgel működjenek.
Egy mérnök határozza meg a szükségesGPMa rendszer funkcionális követelményeinek elemzésével. A fő tényezők a következők:
Működtető sebessége: A henger kívánt ki- vagy behúzási sebessége.
Működtető mérete: A henger térfogata (furatátmérő és lökethossz).
Motorfordulatszám: A célzott percenkénti fordulatszám (FORDULAT) egy hidraulikus motorhoz.
Például egy nagyméretű hidraulikus préshenger, amelynek gyorsan kell mozognia, nagyobb áramlási sebességet igényel, mint egy lassan működő kis henger.
A szivattyú üzemi sebességének (RPM) meghatározása
Ezután egy mérnök meghatározza a szivattyú meghajtójának üzemi sebességét, percenkénti fordulatszámban mérve (FORDULAT). A meghajtó az az energiaforrás, amely forgatja a szivattyú tengelyét. Ez jellemzően egy villanymotor vagy egy belső égésű motor.
A vezető sebessége a berendezés rögzített jellemzője.
Az Egyesült Államokban az elektromos motorok általában 1800 ford/perc névleges fordulatszámon működnek.
A benzin- vagy dízelmotorok változtatható fordulatszám-tartománnyal rendelkeznek, de a szivattyú mérete a motor optimális vagy leggyakoribb üzemi körülményei alapján történik.FORDULAT.
EzFORDULATAz érték kritikus fontosságú az elmozdulás kiszámításához.
Szükséges szivattyú térfogatáram kiszámítása
Az áramlási sebesség és a szivattyú fordulatszámának ismeretében a mérnök kiszámíthatja a szükséges szivattyú térfogatát. A térfogatarány az a folyadékmennyiség, amelyet a szivattyú egyetlen fordulat alatt mozgat, köbhüvelykben/fordulatban mérve (hüvelyk/fordulat). Ez a szivattyú elméleti mérete.
Az elmozdulás képlete:Lökettérfogat (in³/ford) = (Áramlási sebesség (GPM) x 231) / Szivattyú fordulatszáma (RPM)
Példa számítás: Egy rendszer 10 GPM-et igényel, és egy 1800 ford/perc fordulatszámon forgó villanymotort használ.
Lökettérfogat = (10 GPM x 231) / 1800 RPM Vízkiszorítás = 2310 / 1800 Lökettérfogat = 1,28 hüvelyk/fordulat
A mérnök egy körülbelül 1,28 hüvelyk/fordulat lökettérfogatú fogaskerék-szivattyút keresne.
Maximális rendszernyomás (PSI) meghatározása
Nyomás, font/négyzethüvelykben mérve (PSI), a hidraulikus rendszeren belüli áramlási ellenállást jelöli. Fontos megérteni, hogy a szivattyú nem nyomást hoz létre, hanem áramlást. Nyomás akkor keletkezik, amikor az áramlás terhelésbe vagy korlátozásba ütközik.
A maximális rendszernyomást két fő tényező határozza meg:
Teher: Az az erő, amely egy tárgy mozgatásához szükséges (pl. súly felemeléséhez, alkatrész rögzítéséhez).
A rendszer nyomáscsökkentő szelepének beállítása: Ez a szelep egy biztonsági alkatrész, amely a nyomást a maximális biztonságos szintre korlátozza az alkatrészek védelme érdekében.
A mérnök olyan szivattyút választ, amely képes folyamatosan ellenállni ennek a maximális üzemi nyomásnak.
Számítsa ki a szükséges bemeneti lóerőt
A végső elsődleges számítás meghatározza a bemeneti lóerőt (HP) a szivattyú meghajtásához szükséges. Ez a számítás biztosítja, hogy a kiválasztott villanymotor vagy dízelmotor elegendő teljesítménnyel rendelkezzen a rendszer maximális igényeinek kielégítéséhez. A nem elegendő teljesítmény a meghajtó lefulladását vagy túlmelegedését okozza.
Lóerő képlete:Lóerő (LE) = (Áramlási sebesség (GPM) x Nyomás (PSI)) / 1714
Példa számítás: Ugyanez a rendszer 10 GPM-et igényel, és maximális nyomáson 2500 PSI-t üzemel.
Lóerő = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 Lóerő = 25000 / 1714 Lóerő = 14,59 LE
A rendszerhez legalább 14,59 LE teljesítmény leadására képes meghajtóra van szükség. A mérnök valószínűleg a következő szabványméretű, nagyobb motort választaná, például egy 15 LE-s motort.
Állítsa be a szivattyú hatástalanságát
A lökettérfogat és a lóerő képletei azt feltételezik, hogy a szivattyú 100%-os hatásfokú. A valóságban egyetlen szivattyú sem tökéletes. A belső szivárgásból (térfogati hatásfok) és a súrlódásból (mechanikai hatásfok) eredő hatástalanságok azt jelentik, hogy a számítottnál nagyobb teljesítményre van szükség.
A mérnököknek ennek figyelembevételével kell módosítaniuk a lóerő-számítást. Egy szivattyú összhatásfoka jellemzően 80% és 90% között van. Ennek kompenzálására az elméleti lóerőt elosztják a szivattyú becsült összhatásfokával.
Profi tipp: Konzervatív és biztonságos gyakorlatként 85%-os (vagy 0,85-ös) összhatásfokot feltételezünk, ha a gyártó adatai nem állnak rendelkezésre.
Tényleges LE = Elméleti LE / Teljes hatásfok
Az előző példa felhasználásával:Tényleges LE = 14,59 LE / 0,85 Tényleges LE = 17,16 LE
Ez a beállítás a valódi teljesítményigényt mutatja. A következő táblázat szemlélteti ennek a lépésnek a fontosságát.
| Számítási típus | Szükséges lóerő | Ajánlott motor |
|---|---|---|
| Elméleti (100%) | 14,59 LE | 15 LE |
| Tényleges (85%) | 17,16 LE | 20 LE |
A hatásfok hiányának figyelmen kívül hagyása miatt a mérnök egy 15 lóerős motort választana, amely az alkalmazáshoz képest alulteljesítene. A helyes választás, beállítás után, egy 20 lóerős motor.
A választék finomítása és hol lehet fogaskerék-szivattyút vásárolni
A kezdeti számítások elméleti szivattyúméretet adnak. A valós üzemi körülmények azonban további finomítást igényelnek. A mérnökök olyan tényezőket vesznek figyelembe, mint a folyadék tulajdonságai és az alkatrészek hatékonysága, hogy biztosítsák a kiválasztott szivattyú optimális teljesítményét. Ezek a végső ellenőrzések kulcsfontosságúak, mielőtt egy szervezet döntene egy fogaskerék-szivattyú vásárlásáról.
Hogyan befolyásolja a folyadék viszkozitása a méretezést
A folyadék viszkozitása a folyadék áramlási ellenállását írja le, amelyet gyakran vastagságnak is neveznek. Ez a tulajdonság jelentősen befolyásolja a szivattyú teljesítményét és méretezését.
Nagy viszkozitású (sűrű folyadék): A sűrű folyadék, mint például a hideg hidraulikaolaj, növeli az áramlási ellenállást. A szivattyúnak keményebben kell dolgoznia a folyadék mozgatásához, ami nagyobb bemeneti teljesítményigényt eredményez. Előfordulhat, hogy a mérnöknek erősebb motort kell választania a leállás elkerülése érdekében.
Alacsony viszkozitású (híg folyadék): A híg folyadék növeli a belső szivárgást, vagyis a „csúszást” a szivattyún belül. Több folyadék csúszik át a fogaskerék fogai között a nagynyomású kimeneti oldalról az alacsony nyomású bemeneti oldalra. Ez csökkenti a szivattyú tényleges áramlási teljesítményét.
Megjegyzés: A mérnöknek konzultálnia kell a gyártó specifikációival. Az adatlap mutatja az adott szivattyúmodell elfogadható viszkozitási tartományát. Ennek figyelmen kívül hagyása idő előtti kopáshoz vagy rendszerhibához vezethet. Ez az információ létfontosságú a fogaskerék-szivattyú vásárlásának előkészítése során.
Hogyan befolyásolja az üzemi hőmérséklet a teljesítményt
Az üzemi hőmérséklet közvetlenül befolyásolja a folyadék viszkozitását. Ahogy a hidraulikus rendszer üzem közben felmelegszik, a folyadék hígabbá válik.
Egy mérnöknek elemeznie kell az alkalmazás teljes hőmérsékleti tartományát. Egy hideg éghajlaton működő rendszer indítási feltételei egészen mások lesznek, mint egy forró gyárban lévő rendszeré.
| Hőmérséklet | Folyékony viszkozitás | A szivattyú teljesítményének hatása |
|---|---|---|
| Alacsony | Magas (Vastag) | Megnövekedett teljesítményigény; kavitáció veszélye. |
| Magas | Alacsony (Vékony) | Megnövekedett belső csúszás; csökkent térfogati hatásfok. |
A szivattyú kiválasztásának figyelembe kell vennie a legalacsonyabb viszkozitást (legmagasabb hőmérsékletet) annak érdekében, hogy továbbra is biztosítsa a kívánt áramlási sebességet. Ez egy kulcsfontosságú szempont mindazok számára, akik igényes környezetbe keresnek fogaskerék-szivattyút.
A térfogati hatékonyság elszámolása
A térfogatkiszorítási képlet kiszámítja a szivattyú elméleti teljesítményét. A térfogati hatásfok megmutatja a tényleges teljesítményt. Ez a szivattyú által szállított tényleges áramlás és az elméleti áramlás aránya.
Tényleges áramlás (GPM) = Elméleti áramlás (GPM) x Térfogati hatásfok
A térfogati hatásfok soha nem 100% a belső szivárgás miatt. Ez a hatásfok csökken a rendszernyomás növekedésével, mivel a nagyobb nyomás több folyadékot kényszerít át a fogaskerekek között. Egy tipikus új fogaskerék-szivattyú névleges nyomásán 90-95%-os térfogati hatásfokkal rendelkezik.
Példa: Egy szivattyú elméleti teljesítménye 10 GPM. Térfogati hatásfoka üzemi nyomáson 93% (0,93).
Tényleges áramlás = 10 GPM x 0,93 Tényleges áramlás = 9,3 GPM
A rendszer csak 9,3 GPM-et fog kapni, nem a teljes 10 GPM-et. A mérnöknek egy valamivel nagyobb térfogatskiszorítású szivattyút kell választania a veszteség kompenzálására és a célzott áramlási sebesség elérésére. Ez a beállítás egy nem alku tárgya lévő lépés, mielőtt fogaskerék-szivattyút vásárolna.
Legjobbra értékelt gyártók és beszállítók
Egy jó hírű gyártótól származó szivattyú kiválasztása biztosítja a minőséget, a megbízhatóságot és a részletes műszaki adatokhoz való hozzáférést. A mérnökök megbíznak ezekben a márkákban a robusztus teljesítményük és az átfogó támogatásuk miatt. Amikor eljön az ideje egy fogaskerék-szivattyú vásárlásának, érdemes ezekkel a nevekkel kezdeni.
Vezető fogaskerék-szivattyú gyártók:
• Parker Hannifin: Széles választékban kínál öntöttvas és alumínium fogaskerék-szivattyúkat, amelyek tartósságukról ismertek.
• Eaton: Nagy hatékonyságú fogaskerék-szivattyúkat kínál, beleértve az igényes mobil és ipari alkalmazásokhoz tervezett modelleket is.
• Bosch Rexroth: Ismert precíziósan megtervezett külső fogaskerék-szivattyúiról, amelyek nagy teljesítményt és hosszú élettartamot biztosítanak.
• HONYTA: Egy beszállító, amely különféle fogaskerék-szivattyúkat kínál, amelyek a teljesítményt és a költséghatékonyságot ötvözik.
• Permco: Nagynyomású hidraulikus fogaskerék-szivattyúkra és motorokra specializálódott.
Ezek a gyártók kiterjedt adatlapokat biztosítanak teljesítménygörbékkel, hatékonysági besorolásokkal és méretrajzokkal.
A vásárlás fő kritériumai
A végső vásárlási döntés meghozatala nem csupán a lökettérfogat és a lóerő egyeztetéséből áll. Egy mérnöknek számos kulcsfontosságú kritériumot kell ellenőriznie a kompatibilitás és a hosszú távú siker garantálása érdekében. Ezen részletek alapos ellenőrzése az utolsó lépés a fogaskerék-szivattyú vásárlása előtt.
Teljesítményértékelések ellenőrzése: Ellenőrizze kétszeresen, hogy a szivattyú maximális folyamatos nyomásértéke meghaladja-e a rendszer által előírt nyomást.
Fizikai adatok ellenőrzése: Győződjön meg arról, hogy a szivattyú rögzítőkarimája, tengelytípusa (pl. reteszes, bordás) és csatlakozóméretei megfelelnek a rendszer kialakításának.
Folyadékkompatibilitás ellenőrzése: Győződjön meg arról, hogy a szivattyú tömítőanyagai (pl. Buna-N, Viton) kompatibilisek a használt hidraulikafolyadékkal.
Gyártói adatlapok áttekintése: Elemezze a teljesítménygörbéket. Ezek a grafikonok azt mutatják, hogyan változik az áramlás és a hatásfok a sebesség és a nyomás függvényében, így valós képet adnak a szivattyú képességeiről.
Vegye figyelembe a munkaciklust: Egy folyamatos, 24/7-es működésre alkalmas szivattyúnak robusztusabbnak kell lennie, mint egy szakaszos feladatokra használtnak.
Ezen pontok gondos áttekintése biztosítja a megfelelő alkatrész kiválasztását. Ez a körültekintés megelőzi a költséges hibákat és a rendszer állásidejét a fogaskerék-szivattyú megvásárlása után.
A fogaskerék-szivattyú megfelelő méretezésének elengedhetetlen szerepe van az optimális hidraulikus rendszer teljesítményében és hosszú élettartamában. A mérnök egyértelmű folyamatot követ ennek eléréséhez.
Először kiszámítják a szükséges lökettérfogatot és lóerőt.
Ezután finomítják ezeket a számításokat a hatékonyság, a viszkozitás és a hőmérséklet tekintetében.
Végül egy megbízható beszállítótól, például a HONYTA-tól vagy a Parkertől vásárolnak egy szivattyút, amely pontosan megfelel a specifikációknak.
Közzététel ideje: 2025. október 29.