Inženieri nosaka zobratu sūkņa izmērus, izmantojot divus galvenos aprēķinus. Vispirms viņi nosaka nepieciešamo pārvietojumu no sistēmas plūsmas ātruma (GPM) un piedziņas ātruma (RPM). Pēc tam viņi aprēķina nepieciešamo ieejas jaudu, izmantojot plūsmas ātrumu un maksimālo spiedienu (PSI). Šie sākotnējie soļi ir svarīgi pirms jūsnopirkt zobratu sūkni.
Kodola izmēru formulas:
Darba tilpums (collas/apgr.) = (plūsmas ātrums (GPM) x 231) / sūkņa ātrums (RPM)
Zirgspēki (ZS) = (plūsmas ātrums (GPM) x spiediens (PSI)) / 1714
Zobratu sūkņa izmēru noteikšana: soli pa solim aprēķini
Pareiza zobratu sūkņa izmēra noteikšana ietver metodisku, pakāpenisku procesu. Inženieri ievēro šos pamata aprēķinus, lai pielāgotu sūkni hidrauliskās sistēmas īpašajām prasībām. Tas nodrošina, ka iekārta darbojas efektīvi un uzticami.
Nosakiet nepieciešamo plūsmas ātrumu (GPM)
Pirmais solis ir noteikt nepieciešamo plūsmas ātrumu, ko mēra galonos minūtē (GPM). Šī vērtība norāda šķidruma daudzumu, kas sūknim jāpiegādā, lai darbinātu sistēmas izpildmehānismus, piemēram, hidrauliskos cilindrus vai motorus, ar paredzēto ātrumu.
Inženieris nosaka nepieciešamoGPManalizējot sistēmas funkcionālās prasības. Galvenie faktori ir šādi:
Piedziņas ātrums: vēlamais ātrums, ar kādu cilindrs izstiepjas vai ievelkas.
Piedziņas izmērs: cilindra tilpums (urbuma diametrs un gājiena garums).
Motora ātrums: mērķa apgriezieni minūtē (RPM) hidrauliskajam motoram.
Piemēram, lielam hidrauliskajam preses cilindram, kam jāpārvietojas ātri, būs nepieciešams lielāks plūsmas ātrums nekā mazam cilindram, kas darbojas lēni.
Sūkņa darbības ātruma (RPM) noteikšana
Pēc tam inženieris nosaka sūkņa piedziņas darbības ātrumu, mērot apgriezienos minūtē (RPM). Piedziņa ir enerģijas avots, kas griež sūkņa vārpstu. Tas parasti ir elektromotors vai iekšdedzes dzinējs.
Vadītāja ātrums ir fiksēta iekārtas raksturlielums.
Elektromotori Amerikas Savienotajās Valstīs parasti darbojas ar nominālo ātrumu 1800 apgr./min.
Benzīna vai dīzeļdzinējiem ir maināms ātruma diapazons, bet sūkņa izmērs tiek noteikts, pamatojoties uz dzinēja optimālo vai biežāko darbības režīmu.RPM.
ŠisRPMvērtība ir kritiska pārvietojuma aprēķināšanai.
Aprēķiniet nepieciešamo sūkņa tilpumu
Zinot plūsmas ātrumu un sūkņa ātrumu, inženieris var aprēķināt nepieciešamo sūkņa pārvietošanās apjomu. Pārvietojums ir šķidruma tilpums, ko sūknis pārvieto vienā apgriezienā, mērot kubikcollās uz apgriezienu (collas³/apgr.). Tas ir sūkņa teorētiskais izmērs.
Pārvietojuma formula:Darba tilpums (collas/apgr.) = (plūsmas ātrums (GPM) x 231) / sūkņa ātrums (RPM)
Aprēķina piemērs: Sistēmai nepieciešami 10 GPM un tiek izmantots elektromotors, kas darbojas ar 1800 apgr./min.
Darba tilpums = (10 GPM x 231) / 1800 apgr./min Darba tilpums = 2310 / 1800 Darba tilpums = 1,28 collas/apgr.
Inženieris meklētu zobratu sūkni ar darba tilpumu aptuveni 1,28 collas³/apgr.
Nosakiet maksimālo sistēmas spiedienu (PSI)
Spiediens, mērīts mārciņās uz kvadrātcollu (PSI), apzīmē plūsmas pretestību hidrauliskajā sistēmā. Ir svarīgi saprast, ka sūknis nerada spiedienu; tas rada plūsmu. Spiediens rodas, kad šī plūsma saskaras ar slodzi vai ierobežojumu.
Maksimālo sistēmas spiedienu nosaka divi galvenie faktori:
Slodze: spēks, kas nepieciešams objekta pārvietošanai (piemēram, svara pacelšanai, detaļas nostiprināšanai).
Sistēmas pārspiediena vārsta iestatījums: šis vārsts ir drošības sastāvdaļa, kas ierobežo spiedienu līdz maksimālajam drošajam līmenim, lai aizsargātu sastāvdaļas.
Inženieris izvēlas sūkni, kas paredzēts, lai nepārtraukti izturētu šo maksimālo darba spiedienu.
Aprēķiniet nepieciešamo ievades jaudu
Galīgais primārais aprēķins nosaka ieejas jaudu (HP), kas nepieciešamas sūkņa darbināšanai. Šis aprēķins nodrošina, ka izvēlētajam elektromotoram vai dzinējam ir pietiekama jauda, lai apstrādātu sistēmas maksimālās prasības. Nepietiekama jauda izraisīs piedziņas apstāšanos vai pārkaršanu.
Zirgspēku formula:Zirgspēki (ZS) = (plūsmas ātrums (GPM) x spiediens (PSI)) / 1714
Aprēķina piemērs: tai pašai sistēmai nepieciešami 10 GPM, un tā darbojas ar maksimālo spiedienu 2500 PSI.
Zirgspēki = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 Zirgspēki = 25000 / 1714 Zirgspēki = 14,59 ZS
Sistēmai ir nepieciešams draiveris, kas spēj nodrošināt vismaz 14,59 ZS. Inženieris, visticamāk, izvēlētos nākamo standarta izmēru, kas lielāks par standarta izmēru, piemēram, 15 ZS motoru.
Pielāgojiet sūkņa neefektivitātei
Darba tilpuma un jaudas formulas pieņem, ka sūknis ir 100% efektīvs. Patiesībā neviens sūknis nav perfekts. Neefektivitāte iekšējās noplūdes (tilpuma efektivitāte) un berzes (mehāniskā efektivitāte) dēļ nozīmē, ka ir nepieciešama lielāka jauda nekā aprēķināts.
Inženieriem ir jāpielāgo zirgspēku aprēķins, lai to ņemtu vērā. Sūkņa kopējā efektivitāte parasti ir no 80% līdz 90%. Lai to kompensētu, viņi dala teorētisko zirgspēku skaitu ar sūkņa aprēķināto kopējo efektivitāti.
Profesionāls padoms: konservatīva un droša prakse ir pieņemt kopējo efektivitāti 85% (vai 0,85), ja ražotāja dati nav pieejami.
Faktiskā ZS = Teorētiskā ZS / Kopējā efektivitāte
Izmantojot iepriekšējo piemēru:Faktiskā jauda = 14,59 ZS / 0,85 Faktiskā jauda = 17,16 ZS
Šī regulēšana parāda patieso jaudas nepieciešamību. Nākamajā tabulā ir parādīta šī soļa nozīme.
| Aprēķina veids | Nepieciešamā zirgspēku jauda | Ieteicamais motors |
|---|---|---|
| Teorētiski (100%) | 14,59 ZS | 15 ZS |
| Faktiskais (85%) | 17,16 ZS | 20 ZS |
Neņemot vērā neefektivitāti, inženieris izvēlētos 15 ZS motoru, kura jauda konkrētajam pielietojumam būtu nepietiekama. Pareizā izvēle pēc regulēšanas ir 20 ZS motors.
Izvēles pilnveidošana un kur iegādāties zobratu sūkni
Sākotnējie aprēķini sniedz teorētisku sūkņa izmēru. Tomēr reālie ekspluatācijas apstākļi prasa turpmāku precizēšanu. Inženieri ņem vērā tādus faktorus kā šķidruma īpašības un komponentu efektivitāte, lai nodrošinātu izvēlētā sūkņa optimālu darbību. Šīs pēdējās pārbaudes ir ļoti svarīgas, pirms organizācija nolemj iegādāties zobratu sūkni.
Kā šķidruma viskozitāte ietekmē izmēru noteikšanu
Šķidruma viskozitāte raksturo šķidruma pretestību plūsmai, ko bieži sauc par tā biezumu. Šī īpašība būtiski ietekmē sūkņa veiktspēju un izmērus.
Augsta viskozitāte (biezs šķidrums): Biezs šķidrums, piemēram, auksta hidrauliskā eļļa, palielina plūsmas pretestību. Sūknim ir jāstrādā intensīvāk, lai pārvietotu šķidrumu, kā rezultātā ir nepieciešama lielāka ieejas jauda. Inženierim, iespējams, būs jāizvēlas jaudīgāks motors, lai novērstu apstāšanos.
Zema viskozitāte (šķidrs šķidrums): Šķidrs šķidrums palielina iekšējo noplūdi jeb "slīdēšanu" sūknī. Vairāk šķidruma slīd garām zobrata zobratiem no augstspiediena izejas puses uz zemspiediena ieplūdes pusi. Tas samazina sūkņa faktisko plūsmas jaudu.
Piezīme: Inženierim jāiepazīstas ar ražotāja specifikācijām. Datu lapā būs norādīts pieņemamais viskozitātes diapazons konkrētam sūkņa modelim. Tā ignorēšana var izraisīt priekšlaicīgu nodilumu vai sistēmas atteici. Šī informācija ir ļoti svarīga, gatavojoties iegādāties zobratu sūkni.
Kā darba temperatūra ietekmē veiktspēju
Darba temperatūra tieši ietekmē šķidruma viskozitāti. Hidrauliskajai sistēmai darbības laikā uzkarstot, šķidrums kļūst šķidrāks.
Inženierim ir jāanalizē viss lietojumprogrammas temperatūras diapazons. Sistēmai, kas darbojas aukstā klimatā, būs ļoti atšķirīgi iedarbināšanas apstākļi nekā karstā rūpnīcā.
| Temperatūra | Šķidruma viskozitāte | Sūkņa veiktspējas ietekme |
|---|---|---|
| Zems | Augsts (biezs) | Palielināts jaudas pieprasījums; kavitācijas risks. |
| Augsts | Zems (plāns) | Palielināta iekšējā slīdēšana; samazināta tilpuma efektivitāte. |
Sūkņa izvēlei jāatbilst zemākajai viskozitātei (augstākajai temperatūrai), lai nodrošinātu nepieciešamo plūsmas ātrumu. Tas ir galvenais apsvērums ikvienam, kurš vēlas iegādāties zobratu sūkni darbam sarežģītā vidē.
Tilpuma efektivitātes uzskaite
Darba tilpuma formula aprēķina sūkņa teorētisko jaudu. Tilpuma efektivitāte atklāj tā faktisko jaudu. Tā ir sūkņa piegādātās faktiskās plūsmas attiecība pret tā teorētisko plūsmu.
Faktiskā plūsma (GPM) = Teorētiskā plūsma (GPM) x Tilpuma efektivitāte
Tilpuma efektivitāte nekad nav 100% iekšējās noplūdes dēļ. Šī efektivitāte samazinās, palielinoties sistēmas spiedienam, jo augstāks spiediens liek vairāk šķidruma slīdēt garām zobratiem. Tipiskam jaunam zobratu sūknim ir 90–95% tilpuma efektivitāte pie nominālā spiediena.
Piemērs: Sūkņa teorētiskā jauda ir 10 GPM. Tā tilpuma efektivitāte darba spiedienā ir 93% (0,93).
Faktiskā plūsma = 10 GPM x 0,93 Faktiskā plūsma = 9,3 GPM
Sistēma saņems tikai 9,3 GPM, nevis pilnus 10 GPM. Inženierim jāizvēlas nedaudz lielāks darba tilpuma sūknis, lai kompensētu šo zudumu un sasniegtu mērķa plūsmas ātrumu. Šī regulēšana ir neapspriežama darbība pirms zobratu sūkņa iegādes.
Augstāk novērtētie ražotāji un piegādātāji
Izvēloties sūkni no cienījama ražotāja, tiek nodrošināta kvalitāte, uzticamība un piekļuve detalizētiem tehniskajiem datiem. Inženieri uzticas šiem zīmoliem to stabilās veiktspējas un visaptverošā atbalsta dēļ. Kad ir pienācis laiks iegādāties zobratu sūkni, sākt ar šiem nosaukumiem ir laba stratēģija.
Vadošie zobratu sūkņu ražotāji:
• Parker Hannifin: Piedāvā plašu čuguna un alumīnija zobratu sūkņu klāstu, kas pazīstami ar savu izturību.
• Eaton: Nodrošina augstas efektivitātes zobratu sūkņus, tostarp modeļus, kas paredzēti prasīgām mobilām un rūpnieciskām vajadzībām.
• Bosch Rexroth: Pazīstams ar precīzi konstruētiem ārējiem zobratu sūkņiem, kas nodrošina augstu veiktspēju un ilgu kalpošanas laiku.
• HONYTA: Piegādātājs, kas piedāvā dažādus zobratu sūkņus, kas apvieno veiktspēju ar izmaksu efektivitāti.
• Permco: specializējas augstspiediena hidraulisko pārnesumu sūkņu un motoru ražošanā.
Šie ražotāji nodrošina plašas datu lapas ar veiktspējas līknēm, efektivitātes vērtējumiem un izmēru rasējumiem.
Galvenie pirkšanas kritēriji
Galīgā pirkuma lēmuma pieņemšana ietver vairāk nekā tikai dzinēja tilpuma un jaudas saskaņošanu. Inženierim ir jāpārbauda vairāki galvenie kritēriji, lai garantētu saderību un ilgtermiņa panākumus. Rūpīga šo detaļu pārbaude ir pēdējais solis pirms zobratu sūkņa iegādes.
Apstipriniet veiktspējas vērtējumus: divreiz pārbaudiet, vai sūkņa maksimālais nepārtrauktais spiediena vērtējums pārsniedz sistēmai nepieciešamo spiedienu.
Pārbaudiet fiziskās specifikācijas: pārliecinieties, vai sūkņa montāžas atloks, vārpstas tips (piemēram, ar ķīļveida, rievotu) un portu izmēri atbilst sistēmas konstrukcijai.
Šķidruma saderības pārbaude: pārliecinieties, vai sūkņa blīvējuma materiāli (piemēram, Buna-N, Viton) ir saderīgi ar izmantoto hidraulisko šķidrumu.
Ražotāja datu lapu pārskatīšana: analizējiet veiktspējas līknes. Šīs diagrammas parāda, kā plūsma un efektivitāte mainās atkarībā no ātruma un spiediena, sniedzot patiesu priekšstatu par sūkņa iespējām.
Apsveriet darba ciklu: sūknim, kas paredzēts nepārtrauktai darbībai visu diennakti, var būt nepieciešams lielāks izturības līmenis nekā sūknim, kas paredzēts periodiskiem uzdevumiem.
Rūpīga šo punktu pārskatīšana nodrošina pareizā komponenta izvēli. Šī rūpība novērš dārgas kļūdas un sistēmas dīkstāvi pēc zobratu sūkņa iegādes.
Pareizs zobratu sūkņa izmērs ir ļoti svarīgs optimālai hidrauliskās sistēmas veiktspējai un ilgmūžībai. Inženieris ievēro skaidru procesu, lai to panāktu.
Vispirms viņi aprēķina nepieciešamo tilpumu un zirgspēku jaudu.
Pēc tam viņi precizē šos aprēķinus attiecībā uz efektivitāti, viskozitāti un temperatūru.
Visbeidzot, viņi iegādājas sūkni no cienījama piegādātāja, piemēram, HONYTA vai Parker, kas precīzi atbilst specifikācijām.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 29. oktobris