Ingenieurs dimensioneren een tandwielpomp met behulp van twee primaire berekeningen. Eerst bepalen ze de benodigde verplaatsing op basis van het debiet (GPM) en de snelheid van de aandrijving (RPM). Vervolgens berekenen ze het benodigde ingangsvermogen op basis van het debiet en de maximale druk (PSI). Deze eerste stappen zijn essentieel voordat ueen tandwielpomp kopen.
Kernmaatformules:
Verplaatsing (in³/omw) = (stroomsnelheid (GPM) x 231) / pompsnelheid (RPM)
Paardenkracht (PK) = (Stroomsnelheid (GPM) x Druk (PSI)) / 1714
De grootte van uw tandwielpomp bepalen: stapsgewijze berekeningen
Het correct dimensioneren van een tandwielpomp vereist een methodisch, stapsgewijs proces. Ingenieurs volgen deze fundamentele berekeningen om een pomp af te stemmen op de specifieke eisen van een hydraulisch systeem. Dit garandeert dat de apparatuur efficiënt en betrouwbaar presteert.
Bepaal de vereiste stroomsnelheid (GPM)
De eerste stap is het vaststellen van de benodigde stroomsnelheid, gemeten in gallons per minuut (GPM). Deze waarde geeft het volume vloeistof aan dat de pomp moet leveren om de actuatoren van het systeem, zoals hydraulische cilinders of motoren, op de gewenste snelheid te laten werken.
Een ingenieur bepaalt de benodigdeGPMDoor de functionele vereisten van het systeem te analyseren. Belangrijke factoren zijn onder meer:
Actuatorsnelheid: De gewenste snelheid waarmee een cilinder uitschuift of inschuift.
Actuatorgrootte: Het volume van de cilinder (boringdiameter en slaglengte).
Motorsnelheid: Het doeltoerental per minuut (toerental) voor een hydraulische motor.
Een grote hydraulische perscilinder die snel moet bewegen, heeft bijvoorbeeld een hogere stroomsnelheid nodig dan een kleine cilinder die langzaam moet bewegen.
Identificeer de pompsnelheid (RPM)
Vervolgens identificeert een ingenieur de werksnelheid van de aandrijving van de pomp, gemeten in omwentelingen per minuut (toerentalDe aandrijving is de krachtbron die de as van de pomp aandrijft. Dit is meestal een elektromotor of een verbrandingsmotor.
De snelheid van de bestuurder is een vast kenmerk van het materieel.
Elektromotoren in de Verenigde Staten werken doorgaans met een nominale snelheid van 1800 RPM.
Gas- of dieselmotoren hebben een variabel toerentalbereik, maar de pomp wordt gedimensioneerd op basis van de optimale of meest frequente werking van de motor.toerental.
Dittoerentalwaarde is cruciaal voor de verplaatsingsberekening.
Bereken de benodigde pompverplaatsing
Met het debiet en de pompsnelheid bekend, kan de ingenieur de benodigde pompverplaatsing berekenen. Verplaatsing is het volume vloeistof dat een pomp in één omwenteling verplaatst, gemeten in kubieke inches per omwenteling (in³/rev). Het is de theoretische grootte van de pomp.
Formule voor verplaatsing:Verplaatsing (in³/omw) = (stroomsnelheid (GPM) x 231) / pompsnelheid (RPM)
Voorbeeldberekening: Een systeem vereist 10 GPM en maakt gebruik van een elektromotor die draait met 1800 RPM.
Verplaatsing = (10 GPM x 231) / 1800 RPM Verplaatsing = 2310 / 1800 Verplaatsing = 1,28 in³/omwenteling
De ingenieur zou op zoek gaan naar een tandwielpomp met een cilinderinhoud van ongeveer 1,28 in³/omw.
Bepaal de maximale systeemdruk (PSI)
Druk, gemeten in pond per vierkante inch (PSI) geeft de weerstand tegen stroming in het hydraulische systeem weer. Het is belangrijk om te begrijpen dat een pomp geen druk creëert; hij creëert stroming. Druk ontstaat wanneer die stroming een belasting of beperking ondervindt.
De maximale systeemdruk wordt bepaald door twee hoofdfactoren:
De last: De kracht die nodig is om een object te verplaatsen (bijvoorbeeld een gewicht optillen, een onderdeel vastklemmen).
Instelling van de overdrukklep van het systeem: Deze klep is een veiligheidsonderdeel dat de druk beperkt tot een maximaal veilig niveau om componenten te beschermen.
De ingenieur selecteert een pomp die bestand is tegen deze maximale werkdruk gedurende een langere periode.
Bereken het benodigde invoervermogen
De uiteindelijke primaire berekening bepaalt het ingangsvermogen (HP) nodig om de pomp aan te drijven. Deze berekening zorgt ervoor dat de geselecteerde elektromotor of motor voldoende vermogen heeft om aan de maximale eisen van het systeem te voldoen. Onvoldoende vermogen kan ervoor zorgen dat de bestuurder afslaat of oververhit raakt.
Formule voor paardenkracht:Paardenkracht (PK) = (Stroomsnelheid (GPM) x Druk (PSI)) / 1714
Voorbeeldberekening: Hetzelfde systeem vereist 10 GPM en werkt bij een maximale druk van 2500 PSI.
Paardenkracht = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 Paardenkracht = 25000 / 1714 Paardenkracht = 14,59 pk
Het systeem vereist een driver die minimaal 14,59 pk kan leveren. De ingenieur zou waarschijnlijk een standaardmaat groter kiezen, zoals een motor van 15 pk.
Aanpassen voor pompinefficiëntie
De formules voor cilinderinhoud en vermogen gaan ervan uit dat de pomp 100% efficiënt is. In werkelijkheid is geen enkele pomp perfect. Inefficiënties door interne lekkage (volumetrische efficiëntie) en wrijving (mechanische efficiëntie) betekenen dat er meer vermogen nodig is dan berekend.
Ingenieurs moeten de berekening van het vermogen aanpassen om hiermee rekening te houden. Het totale rendement van een pomp ligt doorgaans tussen de 80% en 90%. Om dit te compenseren, delen ze het theoretische vermogen door het geschatte totale rendement van de pomp.
Professionele tip: Een conservatieve en veilige praktijk is om uit te gaan van een algehele efficiëntie van 85% (of 0,85) als de gegevens van de fabrikant niet beschikbaar zijn.
Werkelijke PK = Theoretische PK / Algehele efficiëntie
Gebruikmakend van het vorige voorbeeld:Werkelijke HP = 14,59 HP / 0,85 Werkelijke HP = 17,16 HP
Deze aanpassing toont het werkelijke vermogensverbruik. De volgende tabel illustreert het belang van deze stap.
| Berekeningstype | Benodigd vermogen | Aanbevolen motor |
|---|---|---|
| Theoretisch (100%) | 14,59 pk | 15 pk |
| Werkelijk (85%) | 17,16 pk | 20 pk |
Als er geen rekening wordt gehouden met inefficiëntie, zou de ingenieur een motor van 15 pk kiezen, wat te weinig vermogen zou opleveren voor de toepassing. Na aanpassing is een motor van 20 pk de juiste keuze.
Uw selectie verfijnen en waar u een tandwielpomp kunt kopen
De eerste berekeningen geven een theoretische pompgrootte. De praktijkomstandigheden vereisen echter verdere verfijning. Ingenieurs houden rekening met factoren zoals vloeistofeigenschappen en componentrendementen om ervoor te zorgen dat de geselecteerde pomp optimaal presteert. Deze laatste controles zijn cruciaal voordat een organisatie besluit een tandwielpomp aan te schaffen.
Hoe de viscositeit van vloeistoffen de maatvoering beïnvloedt
De viscositeit van een vloeistof beschrijft de stromingsweerstand van een vloeistof, vaak de dikte genoemd. Deze eigenschap heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties en de dimensionering van de pomp.
Hoge viscositeit (dikke vloeistof): Een dikke vloeistof, zoals koude hydraulische olie, verhoogt de stromingsweerstand. De pomp moet harder werken om de vloeistof te verplaatsen, wat leidt tot een hoger vereist vermogen. Een ingenieur moet mogelijk een krachtigere motor selecteren om afslaan te voorkomen.
Lage viscositeit (dunne vloeistof): Een dunne vloeistof verhoogt de interne lekkage, oftewel "slip", in de pomp. Er stroomt meer vloeistof langs de tandwielen van de hogedrukuitlaat naar de lagedrukinlaat. Dit vermindert het werkelijke debiet van de pomp.
Let op: Een ingenieur moet de specificaties van de fabrikant raadplegen. De datasheet toont het acceptabele viscositeitsbereik voor een specifiek pompmodel. Negeren hiervan kan leiden tot voortijdige slijtage of systeemstoringen. Deze informatie is essentieel bij de voorbereiding op de aankoop van een tandwielpomp.
Hoe de bedrijfstemperatuur de prestaties beïnvloedt
De bedrijfstemperatuur heeft een directe invloed op de viscositeit van de vloeistof. Naarmate het hydraulische systeem tijdens bedrijf opwarmt, wordt de vloeistof dunner.
Een ingenieur moet het volledige temperatuurbereik van de toepassing analyseren. Een systeem dat in een koud klimaat werkt, heeft heel andere startomstandigheden dan een systeem in een warme fabriek.
| Temperatuur | Vloeistofviscositeit | Impact op pompprestaties |
|---|---|---|
| Laag | Hoog (dik) | Toenemende vraag naar paardenkracht; risico op cavitatie. |
| Hoog | Laag (Dun) | Verhoogde interne slip; verminderde volumetrische efficiëntie. |
De pompkeuze moet geschikt zijn voor de laagste viscositeit (hoogste temperatuur) om ervoor te zorgen dat de vereiste stroomsnelheid nog steeds wordt geleverd. Dit is een belangrijke overweging voor iedereen die een tandwielpomp wil kopen voor een veeleisende omgeving.
Rekening houden met volumetrische efficiëntie
De verplaatsingsformule berekent het theoretische debiet van een pomp. Het volumetrisch rendement geeft het werkelijke debiet weer. Het is de verhouding tussen het werkelijke debiet van de pomp en het theoretische debiet.
Werkelijke stroom (GPM) = theoretische stroom (GPM) x volumetrische efficiëntie
Het volumetrisch rendement is nooit 100% vanwege interne lekkage. Dit rendement neemt af naarmate de systeemdruk toeneemt, omdat hogere druk meer vloeistof langs de tandwielen laat glippen. Een typische nieuwe tandwielpomp heeft een volumetrisch rendement van 90-95% bij de nominale druk.
Voorbeeld: Een pomp heeft een theoretisch debiet van 10 GPM. Het volumetrisch rendement bij de werkdruk is 93% (0,93).
Werkelijke stroom = 10 GPM x 0,93 Werkelijke stroom = 9,3 GPM
Het systeem ontvangt slechts 9,3 GPM, niet de volledige 10 GPM. Een technicus moet een pomp met een iets grotere cilinderinhoud selecteren om dit verlies te compenseren en het gewenste debiet te bereiken. Deze aanpassing is een niet-onderhandelbare stap voordat u een tandwielpomp koopt.
Topbeoordeelde fabrikanten en leveranciers
Het kiezen van een pomp van een gerenommeerde fabrikant garandeert kwaliteit, betrouwbaarheid en toegang tot gedetailleerde technische gegevens. Ingenieurs vertrouwen op deze merken vanwege hun robuuste prestaties en uitgebreide ondersteuning. Wanneer het tijd is om een tandwielpomp te kopen, is het een verstandige strategie om met deze merken te beginnen.
Toonaangevende fabrikanten van tandwielpompen:
• Parker Hannifin: biedt een breed assortiment tandwielpompen van gietijzer en aluminium, die bekend staan om hun duurzaamheid.
• Eaton: levert tandwielpompen met een hoog rendement, waaronder modellen die zijn ontworpen voor veeleisende mobiele en industriële toepassingen.
• Bosch Rexroth: bekend om nauwkeurig ontworpen externe tandwielpompen die hoge prestaties en een lange levensduur leveren.
• HONYTA: Leverancier van verschillende tandwielpompen die prestaties en kosteneffectiviteit met elkaar in evenwicht brengen.
• Permco: Gespecialiseerd in hogedrukhydraulische tandwielpompen en motoren.
Deze fabrikanten leveren uitgebreide datasheets met prestatiecurves, efficiëntieclassificaties en maatschetsen.
Belangrijkste criteria voor aankoop
De uiteindelijke aankoopbeslissing is meer dan alleen het afstemmen van cilinderinhoud en vermogen. Een ingenieur moet verschillende belangrijke criteria controleren om compatibiliteit en succes op lange termijn te garanderen. Een grondige controle van deze details is de laatste stap voordat u een tandwielpomp koopt.
Controleer de prestatiebeoordelingen: controleer nogmaals of de maximale continue druk van de pomp hoger is dan de vereiste druk van het systeem.
Controleer de fysieke specificaties: zorg ervoor dat de montageflens van de pomp, het type as (bijv. met spiebaan, met spiebaan) en de poortgroottes overeenkomen met het ontwerp van het systeem.
Controleer de compatibiliteit van de vloeistof: bevestig dat de afdichtingsmaterialen van de pomp (bijv. Buna-N, Viton) compatibel zijn met de gebruikte hydraulische vloeistof.
Bekijk de datasheets van de fabrikant: analyseer de prestatiecurven. Deze grafieken laten zien hoe debiet en efficiëntie veranderen met snelheid en druk, en geven een realistisch beeld van de mogelijkheden van de pomp.
Houd rekening met de bedrijfscyclus: een pomp voor continu gebruik, 24 uur per dag, 7 dagen per week, moet mogelijk robuuster zijn dan een pomp voor intermitterende taken.
Een zorgvuldige beoordeling van deze punten zorgt ervoor dat de juiste component wordt geselecteerd. Deze zorgvuldigheid voorkomt kostbare fouten en systeemuitval na aankoop van een tandwielpomp.
Het correct dimensioneren van een tandwielpomp is cruciaal voor optimale prestaties en een lange levensduur van het hydraulische systeem. Een engineer volgt hiervoor een duidelijk proces.
Eerst berekenen ze de benodigde cilinderinhoud en het benodigde vermogen.
Vervolgens verfijnen ze deze berekeningen voor efficiëntie, viscositeit en temperatuur.
Ten slotte kopen ze een pomp van een gerenommeerde leverancier zoals HONYTA of Parker die aan de exacte specificaties voldoet.
Plaatsingstijd: 29-10-2025