엔지니어는 두 가지 주요 계산을 통해 기어 펌프의 크기를 결정합니다. 먼저 시스템의 유량(GPM)과 구동 속도(RPM)를 통해 필요한 토출량을 결정합니다. 다음으로, 유량과 최대 압력(PSI)을 사용하여 필요한 입력 마력을 계산합니다. 이러한 초기 단계는 펌프를 설계하기 전에 필수적입니다.기어 펌프를 사다.
코어 사이징 공식:
변위(in³/rev) = (유량(GPM) x 231) / 펌프 속도(RPM)
마력(HP) = (유량(GPM) x 압력(PSI)) / 1714
기어 펌프 크기 조정: 단계별 계산
기어 펌프의 크기를 정확하게 결정하는 데는 체계적이고 단계적인 과정이 필요합니다. 엔지니어는 이러한 기본적인 계산을 통해 유압 시스템의 특정 요구 사항에 맞춰 펌프를 설계합니다. 이를 통해 장비의 효율적이고 안정적인 작동이 보장됩니다.
필요한 유량(GPM) 결정
첫 번째 단계는 분당 갤런 단위로 측정되는 필요한 유량을 설정하는 것입니다.지피엠). 이 값은 펌프가 시스템의 액추에이터(예: 유압 실린더 또는 모터)를 의도한 속도로 작동시키기 위해 공급해야 하는 유체의 양을 나타냅니다.
엔지니어는 필요한 것을 결정합니다.지피엠시스템의 기능적 요구 사항을 분석하여. 주요 요소는 다음과 같습니다.
액추에이터 속도: 실린더가 확장되거나 축소되는 데 필요한 속도입니다.
액추에이터 크기: 실린더의 부피(보어 직경 및 스트로크 길이).
모터 속도: 분당 목표 회전수(분당 회전수) 유압 모터용.
예를 들어, 빠르게 움직여야 하는 대형 유압 프레스 실린더는 느리게 작동하는 소형 실린더보다 더 높은 유량이 필요합니다.
펌프 작동 속도(RPM) 식별
다음으로 엔지니어는 분당 회전수로 측정되는 펌프 구동 장치의 작동 속도를 식별합니다.분당 회전수). 구동 장치는 펌프의 축을 돌리는 동력원입니다. 일반적으로 전기 모터나 내연 기관입니다.
운전자의 속도는 장비의 고정된 특성입니다.
미국에서 사용되는 전기 모터는 일반적으로 1800RPM의 정격 속도로 작동합니다.
가스 또는 디젤 엔진은 가변 속도 범위를 갖지만 펌프 크기는 엔진의 최적 또는 가장 빈번한 작동에 따라 결정됩니다.분당 회전수.
이것분당 회전수변위 계산에는 값이 중요합니다.
필요한 펌프 변위 계산
유량과 펌프 속도를 알면 엔지니어는 필요한 펌프 토출량을 계산할 수 있습니다. 토출량은 펌프가 한 회전할 때 이동하는 유체의 양으로, 회전당 세제곱인치(cm³) 단위로 측정합니다.in³/회전). 이는 펌프의 이론적인 크기입니다.
변위 공식:변위(in³/rev) = (유량(GPM) x 231) / 펌프 속도(RPM)
계산 예시: 시스템에 10GPM이 필요하고 1800RPM으로 작동하는 전기 모터를 사용합니다.
배기량 = (10 GPM x 231) / 1800 RPM 배수량 = 2310 / 1800 배수량 = 1.28 in³/rev
엔지니어는 약 1.28 in³/rev의 변위량을 가진 기어 펌프를 찾을 것입니다.
최대 시스템 압력(PSI) 결정
압력은 제곱인치당 파운드로 측정됩니다(프사이), 유압 시스템 내 흐름에 대한 저항을 나타냅니다. 펌프는 압력을 생성하는 것이 아니라 흐름을 생성한다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 압력은 흐름이 부하나 제한에 부딪힐 때 발생합니다.
최대 시스템 압력은 두 가지 주요 요인에 의해 결정됩니다.
하중: 물체를 옮기는 데 필요한 힘(예: 무게를 들어올리거나 부품을 고정하는 것).
시스템의 압력 릴리프 밸브 설정: 이 밸브는 구성 요소를 보호하기 위해 압력을 최대 안전 수준으로 제한하는 안전 구성 요소입니다.
엔지니어는 이 최대 작동 압력을 지속적으로 견딜 수 있는 정격 펌프를 선택합니다.
필요한 입력 마력 계산
최종 1차 계산은 입력 마력(HP) 펌프 구동에 필요한 전력입니다. 이 계산은 선택된 전기 모터 또는 엔진이 시스템의 최대 요구량을 처리할 수 있는 충분한 전력을 확보하도록 보장합니다. 마력 부족은 운전자의 시동 꺼짐이나 과열을 유발합니다.
마력 공식:마력(HP) = (유량(GPM) x 압력(PSI)) / 1714
계산 예시: 동일한 시스템에는 10GPM이 필요하고 최대 2500PSI의 압력에서 작동합니다.
마력 = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 마력 = 25000 / 1714 마력 = 14.59 HP
이 시스템에는 최소 14.59마력을 낼 수 있는 드라이버가 필요합니다. 엔지니어는 아마도 15마력 모터와 같이 한 단계 더 높은 표준 크기를 선택할 것입니다.
펌프 비효율성 조정
토출량과 마력 공식은 펌프 효율이 100%라고 가정합니다. 하지만 실제로 완벽한 펌프는 없습니다. 내부 누출(체적 효율)과 마찰(기계 효율)로 인한 비효율은 계산된 것보다 더 많은 동력이 필요하다는 것을 의미합니다.
엔지니어는 이를 고려하여 마력 계산을 조정해야 합니다. 펌프의 전체 효율은 일반적으로 80%에서 90% 사이입니다. 이를 보완하기 위해 이론 마력을 펌프의 예상 전체 효율로 나눕니다.
전문가 조언: 제조업체의 데이터를 사용할 수 없는 경우 보수적이고 안전한 방법으로 전체 효율성을 85%(또는 0.85)로 가정하는 것이 좋습니다.
실제 HP = 이론 HP / 전체 효율성
이전 예를 사용하면:실제 HP = 14.59 HP / 0.85 실제 HP = 17.16 HP
이 조정은 실제 전력 요구 사항을 보여줍니다. 다음 표는 이 단계의 중요성을 보여줍니다.
| 계산 유형 | 필요 마력 | 추천 모터 |
|---|---|---|
| 이론(100%) | 14.59마력 | 15마력 |
| 실제(85%) | 17.16마력 | 20마력 |
비효율성을 고려하지 않으면 엔지니어는 해당 용도에 비해 출력이 부족한 15마력 모터를 선택하게 됩니다. 조정 후 올바른 선택은 20마력 모터입니다.
기어 펌프 선택 및 구매처
초기 계산을 통해 이론적인 펌프 크기를 얻을 수 있습니다. 그러나 실제 작동 조건에서는 추가적인 정밀화가 필요합니다. 엔지니어는 선택한 펌프가 최적의 성능을 발휘하도록 유체 특성 및 구성 요소의 효율과 같은 요소를 고려합니다. 이러한 최종 점검은 기업이 기어 펌프 구매를 결정하기 전에 매우 중요합니다.
유체 점도가 크기에 미치는 영향
유체 점도는 유체의 흐름 저항을 나타내며, 흔히 점도라고 합니다. 이 특성은 펌프 성능과 크기에 큰 영향을 미칩니다.
고점도(진한 유체): 차가운 유압 오일처럼 진하고 끈적한 유체는 유동 저항을 증가시킵니다. 펌프는 유체를 이동시키기 위해 더 많은 힘을 필요로 하므로, 더 높은 입력 마력이 필요합니다. 엔지니어는 정지 현상을 방지하기 위해 더 강력한 모터를 선택해야 할 수도 있습니다.
저점도(묽은 유체): 묽은 유체는 펌프 내부 누출, 즉 "슬립"을 증가시킵니다. 더 많은 유체가 기어 톱니를 지나 고압 출구 쪽에서 저압 입구 쪽으로 미끄러져 들어갑니다. 이로 인해 펌프의 실제 유량이 감소합니다.
참고: 엔지니어는 제조업체의 사양을 확인해야 합니다. 데이터시트에는 특정 펌프 모델의 허용 점도 범위가 나와 있습니다. 이를 무시하면 조기 마모 또는 시스템 고장으로 이어질 수 있습니다. 기어 펌프 구매를 준비할 때 이 정보는 매우 중요합니다.
작동 온도가 성능에 미치는 영향
작동 온도는 유체 점도에 직접적인 영향을 미칩니다. 작동 중 유압 시스템이 가열되면 유체의 점도가 낮아집니다.
엔지니어는 응용 분야의 전체 온도 범위를 분석해야 합니다. 추운 기후에서 작동하는 시스템은 더운 공장에서 작동하는 시스템과 매우 다른 시동 조건을 갖습니다.
| 온도 | 유체 점도 | 펌프 성능 영향 |
|---|---|---|
| 낮은 | 높음(두꺼움) | 마력 수요 증가, 캐비테이션 위험. |
| 높은 | 낮음(얇음) | 내부 미끄러짐이 증가하고 체적 효율이 감소합니다. |
펌프는 필요한 유량을 충분히 공급하기 위해 최저 점도(최고 온도)를 고려해야 합니다. 이는 까다로운 환경에 적합한 기어 펌프를 구매하려는 모든 사람에게 중요한 고려 사항입니다.
체적 효율 설명
토출량 공식은 펌프의 이론 출력을 계산합니다. 체적 효율은 실제 출력을 나타냅니다. 이는 펌프가 공급하는 실제 유량과 이론 유량의 비율입니다.
실제 유량(GPM) = 이론 유량(GPM) x 체적 효율
체적 효율은 내부 누출로 인해 100%가 될 수 없습니다. 시스템 압력이 증가함에 따라 압력이 높아질수록 더 많은 유체가 기어 사이를 빠져나가기 때문에 효율은 감소합니다. 일반적인 신형 기어 펌프는 정격 압력에서 90~95%의 체적 효율을 보입니다.
예: 펌프의 이론 출력이 10 GPM이고, 작동 압력에서의 체적 효율은 93%(0.93)입니다.
실제 흐름 = 10 GPM x 0.93 실제 흐름 = 9.3 GPM
시스템은 10GPM이 아닌 9.3GPM만 받게 됩니다. 엔지니어는 이 손실을 보상하고 목표 유량을 달성하기 위해 약간 더 큰 용량의 펌프를 선택해야 합니다. 이러한 조정은 기어 펌프를 구매하기 전에 반드시 거쳐야 할 단계입니다.
최고 평점 제조업체 및 공급업체
평판이 좋은 제조업체의 펌프를 선택하면 품질, 신뢰성, 그리고 상세한 기술 데이터에 대한 접근성이 보장됩니다. 엔지니어들은 견고한 성능과 포괄적인 지원을 제공하는 이러한 브랜드를 신뢰합니다. 기어 펌프를 구매할 때는 이러한 브랜드를 선택하는 것이 현명한 전략입니다.
주요 기어 펌프 제조업체:
• 파커 해니핀: 내구성으로 유명한 다양한 주철 및 알루미늄 기어 펌프를 제공합니다.
• 이튼: 까다로운 모바일 및 산업용 애플리케이션을 위해 설계된 모델을 포함하여 고효율 기어 펌프를 제공합니다.
• 보쉬 렉스로스: 고성능과 긴 수명을 제공하는 정밀하게 설계된 외부 기어 펌프로 유명합니다.
• HONYTA: 성능과 비용 효율성의 균형을 맞춘 다양한 기어 펌프를 제공하는 공급업체입니다.
• Permco: 고압 유압 기어 펌프와 모터를 전문으로 합니다.
이러한 제조업체는 성능 곡선, 효율 등급, 치수 도면이 포함된 광범위한 데이터시트를 제공합니다.
구매를 위한 주요 기준
최종 구매 결정은 단순히 배기량과 마력을 맞추는 것 이상의 의미를 지닙니다. 엔지니어는 호환성과 장기적인 성공을 보장하기 위해 몇 가지 핵심 기준을 검증해야 합니다. 이러한 세부 사항을 철저히 확인하는 것이 기어 펌프 구매 전 마지막 단계입니다.
성능 등급 확인: 펌프의 최대 연속 압력 등급이 시스템에 필요한 압력을 초과하는지 다시 한번 확인하세요.
물리적 사양 확인: 펌프의 장착 플랜지, 샤프트 유형(예: 키형, 스플라인형), 포트 크기가 시스템 설계와 일치하는지 확인하세요.
유체 호환성 확인: 펌프의 씰 재료(예: Buna-N, Viton)가 사용되는 유압 유체와 호환되는지 확인하세요.
제조업체 데이터시트 검토: 성능 곡선을 분석합니다. 이 그래프는 속도와 압력에 따라 유량과 효율이 어떻게 변하는지 보여주며, 펌프 성능에 대한 정확한 정보를 제공합니다.
작동 주기를 고려하세요. 24시간 내내 연속적으로 작동하는 펌프는 간헐적인 작업에 사용되는 펌프보다 더 견고해야 할 수도 있습니다.
이러한 사항들을 면밀히 검토하면 올바른 부품을 선택할 수 있습니다. 이러한 철저한 검토를 통해 기어 펌프 구매 후 발생하는 값비싼 오류와 시스템 가동 중단을 방지할 수 있습니다.
기어 펌프의 크기를 정확하게 조정하는 것은 최적의 유압 시스템 성능과 수명을 위해 매우 중요합니다. 엔지니어는 이를 달성하기 위해 명확한 프로세스를 따릅니다.
먼저 필요한 배기량과 마력을 계산합니다.
다음으로, 그들은 효율성, 점도, 온도에 대한 계산을 세부화합니다.
마지막으로, 그들은 HONYTA나 Parker와 같이 정확한 사양에 맞는 평판 좋은 공급업체로부터 펌프를 구매합니다.
게시 시간: 2025년 10월 29일