Ingeniører dimensjonerer en tannhjulspumpe ved hjelp av to primære beregninger. Først bestemmer de nødvendig forskyvning fra systemets strømningshastighet (GPM) og drivhastighet (RPM). Deretter beregner de nødvendig inngangseffekt ved hjelp av strømningshastighet og maksimalt trykk (PSI). Disse første trinnene er viktige før dukjøp en tannhjulspumpe.
Formler for kjernestørrelse:
Slagvolum (in³/omdreining) = (Gasmengde (GPM) x 231) / Pumpehastighet (RPM)
Hestekrefter (HK) = (Gasmengde (GPM) x Trykk (PSI)) / 1714
Dimensjonering av girpumpen din: Trinnvise beregninger
Riktig dimensjonering av en tannhjulspumpe innebærer en metodisk, trinnvis prosess. Ingeniører følger disse grunnleggende beregningene for å tilpasse en pumpe til de spesifikke kravene til et hydraulisk system. Dette sikrer at utstyret fungerer effektivt og pålitelig.
Bestem nødvendig strømningshastighet (GPM)
Det første trinnet er å fastslå den nødvendige strømningshastigheten, målt i gallon per minutt (GPMDenne verdien representerer væskevolumet pumpen må levere for å drive systemets aktuatorer, for eksempel hydrauliske sylindere eller motorer, med tiltenkt hastighet.
En ingeniør bestemmer det nødvendigeGPMved å analysere systemets funksjonelle krav. Viktige faktorer inkluderer:
Aktuatorhastighet: Ønsket hastighet for at en sylinder skal forlenges eller trekkes tilbake.
Aktuatorstørrelse: Sylinderens volum (boringsdiameter og slaglengde).
Motorhastighet: Målet for omdreininger per minutt (RPM) for en hydraulisk motor.
For eksempel vil en stor hydraulisk pressesylinder som må bevege seg raskt kreve en høyere strømningshastighet enn en liten sylinder som opererer sakte.
Identifiser pumpens driftshastighet (RPM)
Deretter identifiserer en ingeniør driftshastigheten til pumpens driver, målt i omdreininger per minutt (RPMDriveren er kraftkilden som dreier pumpens aksel. Dette er vanligvis en elektrisk motor eller en forbrenningsmotor.
Førerens hastighet er en fast egenskap ved utstyret.
Elektriske motorer i USA opererer vanligvis med en nominell hastighet på 1800 o/min.
Bensin- eller dieselmotorer har et variabelt hastighetsområde, men pumpen dimensjoneres basert på motorens optimale eller hyppigste driftstid.RPM.
DetteRPMVerdien er kritisk for beregningen av forskyvningen.
Beregn nødvendig pumpevolum
Med kjent strømningshastighet og pumpehastighet kan ingeniøren beregne den nødvendige pumpevolumet. Volumvolumet er volumet av væske en pumpe beveger seg i en enkelt omdreining, målt i kubikktommer per omdreining (tommer³/omdreining). Det er den teoretiske størrelsen på pumpen.
Formel for forskyvning:Slagvolum (in³/omdreining) = (Gasmengde (GPM) x 231) / Pumpehastighet (RPM)
Eksempelberegning: Et system krever 10 GPM og bruker en elektrisk motor som kjører på 1800 o/min.
Slagvolum = (10 GPM x 231) / 1800 o/min Forskyvning = 2310 / 1800 Slagvolum = 1,28 tommer³/omdreining
Ingeniøren ville lete etter en tannhjulspumpe med et slagvolum på omtrent 1,28 tommer³/omdreining.
Bestem maksimalt systemtrykk (PSI)
Trykk, målt i pund per kvadrattomme (PSI), representerer motstanden mot strømning i det hydrauliske systemet. Det er viktig å forstå at en pumpe ikke skaper trykk; den skaper strømning. Trykk oppstår når denne strømningen møter en belastning eller begrensning.
Maksimalt systemtrykk bestemmes av to hovedfaktorer:
Lasten: Kraften som kreves for å bevege objektet (f.eks. løfte en vekt, klemme fast en del).
Systemets innstilling for sikkerhetsventil: Denne ventilen er en sikkerhetskomponent som begrenser trykket til et maksimalt trygt nivå for å beskytte komponenter.
Ingeniøren velger en pumpe som er klassifisert til å tåle dette maksimale driftstrykket kontinuerlig.
Beregn nødvendig inngangshestekraft
Den endelige primære beregningen bestemmer inngangseffekten (HP) som trengs for å drive pumpen. Denne beregningen sikrer at den valgte elektriske motoren har nok kraft til å håndtere systemets maksimale krav. Utilstrekkelig hestekrefter vil føre til at føreren stopper eller overopphetes.
Formel for hestekrefter:Hestekrefter (HK) = (Gasmengde (GPM) x Trykk (PSI)) / 1714
Eksempelberegning: Det samme systemet krever 10 GPM og opererer med et maksimalt trykk på 2500 PSI.
Hestekrefter = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 Hestekrefter = 25000 / 1714 Hestekrefter = 14,59 hk
Systemet krever en driver som kan levere minst 14,59 hk. Ingeniøren vil sannsynligvis velge den neste standardstørrelsen, for eksempel en 15 hk motor.
Juster for pumpens ineffektivitet
Formlene for forskyvning og hestekrefter forutsetter at pumpen er 100 % effektiv. I virkeligheten er ingen pumpe perfekt. Ineffektivitet fra intern lekkasje (volumetrisk effektivitet) og friksjon (mekanisk effektivitet) betyr at det kreves mer kraft enn beregnet.
Ingeniører må justere hestekrefterberegningen for å ta hensyn til dette. En pumpes totale virkningsgrad er vanligvis mellom 80 % og 90 %. For å kompensere deler de den teoretiske hestekraften med pumpens estimerte totale virkningsgrad.
Profftips: En konservativ og trygg praksis er å anta en total effektivitet på 85 % (eller 0,85) hvis produsentens data ikke er tilgjengelige.
Faktisk HP = Teoretisk HP / Total effektivitet
Ved å bruke det forrige eksemplet:Faktisk HK = 14,59 HK / 0,85 Faktisk HK = 17,16 HK
Denne justeringen viser det faktiske strømbehovet. Tabellen nedenfor illustrerer viktigheten av dette trinnet.
| Beregningstype | Nødvendig hestekrefter | Anbefalt motor |
|---|---|---|
| Teoretisk (100 %) | 14,59 hk | 15 hk |
| Faktisk (85 %) | 17,16 hk | 20 hk |
Hvis man ikke tar hensyn til ineffektivitet, vil ingeniøren velge en 15 hk motor, som vil ha for lite kraft til bruksområdet. Det riktige valget, etter justering, er en 20 hk motor.
Avgrens valget ditt og hvor du kan kjøpe en girpumpe
Innledende beregninger gir en teoretisk pumpestørrelse. Imidlertid krever driftsforhold i den virkelige verden ytterligere forbedring. Ingeniører vurderer faktorer som væskeegenskaper og komponenteffektivitet for å sikre at den valgte pumpen yter optimalt. Disse siste kontrollene er avgjørende før en organisasjon bestemmer seg for å kjøpe en tannhjulspumpe.
Hvordan væskeviskositet påvirker størrelsen
Væskeviskositet beskriver en væskes motstand mot strømning, ofte kalt tykkelse. Denne egenskapen påvirker pumpens ytelse og dimensjonering betydelig.
Høy viskositet (tykk væske): En tykk væske, som kald hydraulikkolje, øker strømningsmotstanden. Pumpen må jobbe hardere for å bevege væsken, noe som fører til et høyere behov for inngangseffekt. En ingeniør må kanskje velge en kraftigere motor for å forhindre stans.
Lav viskositet (tynn væske): En tynn væske øker intern lekkasje, eller "slipp", i pumpen. Mer væske glir forbi girtennene fra høytrykksutløpssiden til lavtrykksinnløpssiden. Dette reduserer pumpens faktiske strømningsutgang.
Merk: En ingeniør må konsultere produsentens spesifikasjoner. Databladet viser det akseptable viskositetsområdet for en bestemt pumpemodell. Å ignorere dette kan føre til for tidlig slitasje eller systemfeil. Denne informasjonen er viktig når du forbereder deg på å kjøpe en girpumpe.
Hvordan driftstemperatur påvirker ytelsen
Driftstemperaturen påvirker direkte væskens viskositet. Etter hvert som det hydrauliske systemet varmes opp under drift, blir væsken tynnere.
En ingeniør må analysere hele temperaturområdet til applikasjonen. Et system som opererer i et kaldt klima vil ha svært forskjellige startforhold enn et i en varm fabrikk.
| Temperatur | Væskeviskositet | Påvirkning av pumpens ytelse |
|---|---|---|
| Lav | Høy (tykk) | Økt hestekrefterbehov; risiko for kavitasjon. |
| Høy | Lav (tynn) | Økt intern slipp; redusert volumetrisk effektivitet. |
Pumpevalget må tilpasses den laveste viskositeten (høyeste temperatur) for å sikre at den fortsatt leverer den nødvendige strømningshastigheten. Dette er en viktig faktor for alle som ønsker å kjøpe en tannhjulspumpe for et krevende miljø.
Regnskap for volumetrisk effektivitet
Fortrengningsformelen beregner en pumpe sin teoretiske ytelse. Volumetrisk virkningsgrad viser dens faktiske ytelse. Det er forholdet mellom den faktiske strømmen som pumpen leverer og dens teoretiske strømning.
Faktisk strømning (GPM) = Teoretisk strømning (GPM) x Volumetrisk effektivitet
Volumetrisk virkningsgrad er aldri 100 % på grunn av intern lekkasje. Denne virkningsgraden avtar når systemtrykket øker, fordi høyere trykk tvinger mer væske til å gli forbi girene. En typisk ny girpumpe har en volumetrisk virkningsgrad på 90–95 % ved nominelt trykk.
Eksempel: En pumpe har en teoretisk ytelse på 10 GPM. Den volumetriske virkningsgraden ved driftstrykket er 93 % (0,93).
Faktisk strømning = 10 GPM x 0,93 Faktisk strømning = 9,3 GPM
Systemet vil bare motta 9,3 GPM, ikke hele 10 GPM. En ingeniør må velge en litt større fortrengningspumpe for å kompensere for dette tapet og oppnå målstrømningshastigheten. Denne justeringen er et ikke-forhandlingsbart trinn før du kjøper en tannhjulspumpe.
Topprangerte produsenter og leverandører
Å velge en pumpe fra en anerkjent produsent sikrer kvalitet, pålitelighet og tilgang til detaljerte tekniske data. Ingeniører stoler på disse merkene for deres robuste ytelse og omfattende støtte. Når det er på tide å kjøpe en girpumpe, er det en god strategi å starte med disse navnene.
Ledende produsenter av girpumper:
• Parker Hannifin: Tilbyr et bredt utvalg av tannhjulspumper i støpejern og aluminium, kjent for sin holdbarhet.
• Eaton: Tilbyr høyeffektive tannhjulspumper, inkludert modeller designet for krevende mobile og industrielle applikasjoner.
• Bosch Rexroth: Kjent for presisjonskonstruerte utvendige tannhjulspumper som gir høy ytelse og lang levetid.
• HONYTA: En leverandør som tilbyr et utvalg av tannhjulspumper som balanserer ytelse med kostnadseffektivitet.
• Permco: Spesialiserer seg på hydrauliske girpumper og motorer for høyt trykk.
Disse produsentene tilbyr omfattende datablad med ytelseskurver, effektivitetsvurderinger og dimensjonstegninger.
Viktige kriterier for kjøp
Å ta den endelige kjøpsbeslutningen innebærer mer enn bare å matche slagvolum og hestekrefter. En ingeniør må bekrefte flere viktige kriterier for å garantere kompatibilitet og langsiktig suksess. En grundig sjekk av disse detaljene er det siste trinnet før du kjøper en tannhjulspumpe.
Bekreft ytelsesvurderinger: Dobbeltsjekk at pumpens maksimale kontinuerlige trykkvurdering overstiger systemets nødvendige trykk.
Sjekk fysiske spesifikasjoner: Sørg for at pumpens monteringsflens, akseltype (f.eks. med kile, med rille) og portstørrelser samsvarer med systemets design.
Kontroller væskekompatibilitet: Bekreft at pumpens tetningsmaterialer (f.eks. Buna-N, Viton) er kompatible med den hydrauliske væsken som brukes.
Se gjennom produsentens datablad: Analyser ytelseskurvene. Disse grafene viser hvordan strømning og effektivitet endres med hastighet og trykk, og gir et korrekt bilde av pumpens kapasitet.
Vurder driftssyklusen: En pumpe for kontinuerlig drift døgnet rundt må kanskje være mer robust enn en som brukes til periodiske oppgaver.
En nøye gjennomgang av disse punktene sikrer at riktig komponent velges. Denne nøye gjennomgangen forhindrer kostbare feil og systemnedetid etter at du har kjøpt en girpumpe.
Riktig dimensjonering av en tannhjulspumpe er avgjørende for optimal ytelse og levetid for det hydrauliske systemet. En ingeniør følger en tydelig prosess for å oppnå dette.
De beregner først nødvendig slagvolum og hestekrefter.
Deretter forbedrer de disse beregningene for effektivitet, viskositet og temperatur.
Til slutt kjøper de en pumpe fra en anerkjent leverandør som HONYTA eller Parker som samsvarer nøyaktig med spesifikasjonene.
Publisert: 29. oktober 2025