Jak dobrać rozmiar pompy zębatej na podstawie natężenia przepływu i ciśnienia?

Inżynierowie dobierają rozmiar pompy zębatej, korzystając z dwóch podstawowych obliczeń. Najpierw określają wymaganą wydajność na podstawie natężenia przepływu (GPM) i prędkości obrotowej silnika (obr./min). Następnie obliczają wymaganą moc wejściową na podstawie natężenia przepływu i ciśnienia maksymalnego (PSI). Te wstępne kroki są niezbędne przed rozpoczęciem pracy.kupić pompę zębatą.
Wzory do określania wielkości rdzenia:
Pojemność skokowa (cal³/obr.) = (Przepływ (GPM) x 231) / Prędkość obrotowa pompy (obr./min)
Moc (KM) = (Przepływ (GPM) x Ciśnienie (PSI)) / 1714

Dobór wielkości pompy zębatej: obliczenia krok po kroku

Prawidłowy dobór wielkości pompy zębatej wymaga metodycznego, krok po kroku procesu. Inżynierowie postępują zgodnie z tymi podstawowymi obliczeniami, aby dopasować pompę do specyficznych wymagań układu hydraulicznego. Gwarantuje to wydajną i niezawodną pracę sprzętu.
Określ wymaganą szybkość przepływu (GPM)
Pierwszym krokiem jest ustalenie wymaganego natężenia przepływu mierzonego w galonach na minutę (GPM). Wartość ta przedstawia objętość cieczy, jaką pompa musi dostarczyć, aby uruchomić siłowniki układu, takie jak cylindry hydrauliczne lub silniki, z zamierzoną prędkością.
Inżynier określa niezbędneGPMpoprzez analizę wymagań funkcjonalnych systemu. Kluczowe czynniki obejmują:
Prędkość siłownika: Żądana prędkość wysuwania lub chowania cylindra.
Wielkość siłownika: objętość cylindra (średnica otworu i długość skoku).
Prędkość silnika: Docelowa liczba obrotów na minutę (obr./min) dla silnika hydraulicznego.
Na przykład duży cylinder prasy hydraulicznej, który musi poruszać się szybko, będzie wymagał większej szybkości przepływu niż mały cylinder pracujący powoli.
Określ prędkość roboczą pompy (obr./min)
Następnie inżynier określa prędkość roboczą napędu pompy, mierzoną w obrotach na minutę (obr./minNapęd to źródło napędu, które obraca wał pompy. Zazwyczaj jest to silnik elektryczny lub silnik spalinowy.
Prędkość kierowcy jest stałą cechą sprzętu.
Silniki elektryczne w Stanach Zjednoczonych zwykle pracują z nominalną prędkością 1800 obr./min.
Silniki gazowe lub wysokoprężne mają zmienny zakres prędkości, ale pompa jest dobierana na podstawie optymalnej lub najczęściej używanej prędkości silnika.obr./min.
Tenobr./minwartość ta ma kluczowe znaczenie dla obliczenia przemieszczenia.
Oblicz wymaganą wydajność pompy
Znając natężenie przepływu i prędkość obrotową pompy, inżynier może obliczyć wymaganą wydajność pompy. Wydajność to objętość cieczy, jaką pompa przemieszcza podczas jednego obrotu, mierzona w calach sześciennych na obrót (cal³/obr.). Jest to teoretyczny rozmiar pompy.
Wzór na przemieszczenie:Pojemność skokowa (cal³/obr.) = (Przepływ (GPM) x 231) / Prędkość obrotowa pompy (obr./min)
Przykładowe obliczenia: System wymaga 10 GPM i wykorzystuje silnik elektryczny pracujący z prędkością 1800 obr./min.
Pojemność skokowa = (10 GPM x 231) / 1800 obr./min Przemieszczenie = 2310 / 1800 Pojemność skokowa = 1,28 cala³/obr.
Inżynier miałby szukać pompy zębatej o wydajności około 1,28 in³/obr.
Określ maksymalne ciśnienie w układzie (PSI)
Ciśnienie mierzone w funtach na cal kwadratowy (PSI), reprezentuje opór przepływu w układzie hydraulicznym. Ważne jest, aby zrozumieć, że pompa nie wytwarza ciśnienia, lecz przepływ. Ciśnienie powstaje, gdy przepływ napotyka obciążenie lub ograniczenie.
Maksymalne ciśnienie w układzie jest ustalane na podstawie dwóch głównych czynników:
Obciążenie: siła niezbędna do przesunięcia obiektu (np. podniesienia ciężaru, zamocowania części).
Ustawienia zaworu bezpieczeństwa systemu: Zawór ten jest elementem bezpieczeństwa, który ogranicza ciśnienie do maksymalnego bezpiecznego poziomu w celu ochrony podzespołów.
Inżynier dobiera pompę o takiej mocy, aby mogła ona stale wytrzymywać maksymalne ciśnienie robocze.
Oblicz wymaganą moc wejściową
Ostateczne obliczenia podstawowe określają moc wejściową (HP) potrzebnej do napędzania pompy. To obliczenie zapewnia, że ​​wybrany silnik elektryczny lub silnik spalinowy ma wystarczającą moc, aby sprostać maksymalnym wymaganiom systemu. Niewystarczająca moc spowoduje zgaśnięcie silnika lub przegrzanie się silnika.
Wzór na moc w koniach mechanicznych:Moc (KM) = (Przepływ (GPM) x Ciśnienie (PSI)) / 1714
Przykładowe obliczenia: Ten sam system wymaga 10 GPM i działa przy maksymalnym ciśnieniu 2500 PSI.
Moc silnika = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 Moc silnika = 25000 / 1714 Moc = 14,59 KM
System wymaga kierowcy zdolnego do wygenerowania co najmniej 14,59 KM. Inżynier prawdopodobnie wybrałby silnik o mocy wyższej niż standardowa, na przykład 15 KM.
Dostosuj do nieefektywności pompy
Wzory na pojemność skokową i moc zakładają, że pompa ma 100% sprawności. W rzeczywistości żadna pompa nie jest idealna. Niesprawności wynikające z przecieków wewnętrznych (sprawność objętościowa) i tarcia (sprawność mechaniczna) oznaczają, że wymagana jest większa moc niż obliczono.
Inżynierowie muszą dostosować obliczenia mocy, aby to uwzględnić. Całkowita sprawność pompy wynosi zazwyczaj od 80% do 90%. Aby to zrekompensować, dzielą teoretyczną moc przez szacowaną całkowitą sprawność pompy.
Wskazówka: Konserwatywnym i bezpiecznym rozwiązaniem jest przyjęcie ogólnej sprawności na poziomie 85% (lub 0,85), jeśli dane producenta nie są dostępne.
Rzeczywista moc = Teoretyczna moc / Całkowita wydajność
Używając poprzedniego przykładu:Rzeczywiste HP = 14,59 HP / 0,85 Rzeczywista moc = 17,16 HP
Ta regulacja pokazuje rzeczywiste zapotrzebowanie na moc. Poniższa tabela ilustruje wagę tego kroku.

Typ obliczenia Wymagana moc Zalecany silnik
Teoretyczne (100%) 14,59 KM 15 KM
Rzeczywisty (85%) 17,16 KM 20 KM

Nieuwzględnienie nieefektywności doprowadziłoby do wyboru przez inżyniera silnika o mocy 15 KM, który byłby zbyt słaby do tego zastosowania. Prawidłowym wyborem, po dostosowaniu, jest silnik o mocy 20 KM.

Doprecyzowanie wyboru i gdzie kupić pompę zębatą

Wstępne obliczenia dają teoretyczny rozmiar pompy. Jednak rzeczywiste warunki pracy wymagają dalszych udoskonaleń. Inżynierowie biorą pod uwagę takie czynniki, jak właściwości cieczy i sprawność podzespołów, aby zapewnić optymalną wydajność wybranej pompy. Te końcowe kontrole są kluczowe, zanim firma zdecyduje się na zakup pompy zębatej.
Jak lepkość cieczy wpływa na rozmiarowanie
Lepkość cieczy opisuje opór stawiany przez ciecz przepływowi, często nazywany jej gęstością. Ta właściwość ma znaczący wpływ na wydajność i dobór wielkości pompy.

Wysoka lepkość (gęsta ciecz): Gęsta ciecz, taka jak zimny olej hydrauliczny, zwiększa opory przepływu. Pompa musi pracować ciężej, aby przemieścić ciecz, co prowadzi do większego zapotrzebowania na moc. Inżynier może potrzebować mocniejszego silnika, aby zapobiec gaśnięciu.
Niska lepkość (płyn o niskiej lepkości): Ciecz o niskiej lepkości zwiększa wewnętrzny wyciek, czyli „poślizg” w pompie. Większa ilość płynu przedostaje się przez zęby przekładni od strony wylotowej wysokiego ciśnienia do strony wlotowej niskiego ciśnienia. To zmniejsza rzeczywistą wydajność pompy.
Uwaga: Inżynier musi zapoznać się ze specyfikacją producenta. Karta katalogowa wskazuje dopuszczalny zakres lepkości dla konkretnego modelu pompy. Zignorowanie tego może prowadzić do przedwczesnego zużycia lub awarii systemu. Informacje te są kluczowe przy planowaniu zakupu pompy zębatej.
Jak temperatura robocza wpływa na wydajność
Temperatura pracy ma bezpośredni wpływ na lepkość płynu. W miarę nagrzewania się układu hydraulicznego podczas pracy, płyn staje się rzadszy.
Inżynier musi przeanalizować cały zakres temperatur aplikacji. System pracujący w zimnym klimacie będzie miał zupełnie inne warunki początkowe niż system w gorącej fabryce.

Temperatura Lepkość płynu Wpływ na wydajność pompy
Niski Wysoki (Gruby) Zwiększone zapotrzebowanie na moc; ryzyko kawitacji.
Wysoki Niski (cienki) Zwiększony poślizg wewnętrzny; zmniejszona wydajność objętościowa.

Wybór pompy musi uwzględniać najniższą lepkość (najwyższą temperaturę), aby zapewnić wymaganą wydajność przepływu. Jest to kluczowa kwestia dla każdego, kto rozważa zakup pompy zębatej do wymagających warunków.

Uwzględnianie wydajności objętościowej
Wzór na wydajność wyporową oblicza teoretyczną wydajność pompy. Sprawność objętościowa ujawnia jej rzeczywistą wydajność. Jest to stosunek rzeczywistego przepływu dostarczanego przez pompę do jej przepływu teoretycznego.
Rzeczywisty przepływ (GPM) = Teoretyczny przepływ (GPM) x Sprawność objętościowa
Sprawność objętościowa nigdy nie wynosi 100% z powodu nieszczelności wewnętrznej. Sprawność ta spada wraz ze wzrostem ciśnienia w układzie, ponieważ wyższe ciśnienie wymusza przepływ większej ilości płynu przez koła zębate. Typowa nowa pompa zębata ma sprawność objętościową na poziomie 90–95% przy ciśnieniu znamionowym.
Przykład: Pompa ma teoretyczną wydajność 10 GPM. Jej sprawność objętościowa przy ciśnieniu roboczym wynosi 93% (0,93).
Rzeczywisty przepływ = 10 GPM x 0,93 Rzeczywisty przepływ = 9,3 GPM
System będzie pobierał tylko 9,3 GPM, a nie pełne 10 GPM. Inżynier musi dobrać pompę o nieco większej wydajności, aby skompensować tę stratę i osiągnąć docelową wydajność przepływu. Ta regulacja jest niezbędna przed zakupem pompy zębatej.
Najwyżej oceniani producenci i dostawcy
Wybór pompy od renomowanego producenta gwarantuje jakość, niezawodność i dostęp do szczegółowych danych technicznych. Inżynierowie ufają tym markom ze względu na ich solidną wydajność i kompleksowe wsparcie. Wybierając pompę zębatą, warto zacząć od tych marek.
Wiodący producenci pomp zębatych:
 Parker Hannifin: Oferuje szeroką gamę pomp zębatych żeliwnych i aluminiowych, znanych ze swojej trwałości.
Eaton: Dostarcza pompy zębate o wysokiej wydajności, w tym modele przeznaczone do wymagających zastosowań mobilnych i przemysłowych.
 Bosch Rexroth: Firma znana z precyzyjnie zaprojektowanych pomp zębatych o zewnętrznym zębie, które charakteryzują się wysoką wydajnością i długą żywotnością.
HONYTA: Dostawca oferujący szeroką gamę pomp zębatych łączących wydajność z opłacalnością.
 Permco: Specjalizuje się w wysokociśnieniowych hydraulicznych pompach zębatych i silnikach.
Producenci udostępniają obszerne arkusze danych z wykresami wydajności, ocenami sprawności i rysunkami wymiarowymi.
Kluczowe kryteria zakupu
Podjęcie ostatecznej decyzji o zakupie wymaga czegoś więcej niż tylko dopasowania pojemności skokowej i mocy. Inżynier musi zweryfikować kilka kluczowych kryteriów, aby zagwarantować kompatybilność i długoterminowy sukces. Dokładna kontrola tych szczegółów to ostatni krok przed zakupem pompy zębatej.
Potwierdzenie parametrów wydajnościowych: Sprawdź dokładnie, czy maksymalne ciągłe ciśnienie pompy przekracza wymagane ciśnienie w układzie.
Sprawdź specyfikacje fizyczne: upewnij się, że kołnierz montażowy pompy, typ wału (np. klinowy, wielowypustowy) i rozmiary portów odpowiadają konstrukcji systemu.
Sprawdź zgodność płynu: Sprawdź, czy materiały uszczelnień pompy (np. Buna-N, Viton) są zgodne z używanym płynem hydraulicznym.
Zapoznaj się z kartami katalogowymi producenta: Przeanalizuj krzywe wydajności. Te wykresy pokazują, jak przepływ i wydajność zmieniają się w zależności od prędkości i ciśnienia, dając prawdziwy obraz możliwości pompy.
Weź pod uwagę cykl pracy: pompa przeznaczona do ciągłej pracy 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu może wymagać większej wytrzymałości niż ta używana do zadań przerywanych.
Dokładna analiza tych punktów gwarantuje wybór właściwego komponentu. Taka staranność zapobiega kosztownym błędom i przestojom systemu po zakupie pompy zębatej.


Prawidłowy dobór wielkości pompy zębatej ma kluczowe znaczenie dla optymalnej wydajności i trwałości układu hydraulicznego. Aby to osiągnąć, inżynier postępuje zgodnie z jasno określonym procesem.
Najpierw obliczają potrzebną pojemność skokową i moc.
Następnie dopracowują obliczenia pod kątem wydajności, lepkości i temperatury.
Na koniec kupują pompę od renomowanego dostawcy, np. HONYTA lub Parker, która dokładnie odpowiada ich specyfikacjom.


Czas publikacji: 29.10.2025