Inginerii dimensionează o pompă cu angrenaje folosind două calcule principale. Mai întâi, ei determină deplasarea necesară din debitul sistemului (GPM) și viteza acționării (RPM). Apoi, calculează puterea de intrare necesară folosind debitul și presiunea maximă (PSI). Acești pași inițiali sunt esențiali înainte de a...cumpără o pompă cu angrenaje.
Formule de dimensionare a miezului:
Deplasare (in³/rotație) = (Debit (GPM) x 231) / Turație pompă (RPM)
Putere (CP) = (Debit (GPM) x Presiune (PSI)) / 1714
Dimensionarea pompei cu angrenaje: Calcule pas cu pas
Dimensionarea corectă a unei pompe cu angrenaje implică un proces metodic, pas cu pas. Inginerii urmează aceste calcule fundamentale pentru a adapta o pompă la cerințele specifice ale unui sistem hidraulic. Acest lucru asigură funcționarea eficientă și fiabilă a echipamentului.
Determinarea debitului necesar (GPM)
Primul pas este stabilirea debitului necesar, măsurat în galoane pe minut (GPM). Această valoare reprezintă volumul de fluid pe care pompa trebuie să îl furnizeze pentru a acționa actuatoarele sistemului, cum ar fi cilindrii hidraulici sau motoarele, la viteza dorită.
Un inginer stabilește necesarulGPMprin analizarea cerințelor funcționale ale sistemului. Factorii cheie includ:
Viteza actuatorului: Viteza dorită pentru ca un cilindru să se extindă sau să se retragă.
Dimensiunea actuatorului: Volumul cilindrului (diametrul alezajului și lungimea cursei).
Turația motorului: Numărul de rotații pe minut țintă (RPM) pentru un motor hidraulic.
De exemplu, un cilindru mare de presă hidraulică care trebuie să se miște rapid va necesita un debit mai mare decât un cilindru mic care funcționează lent.
Identificarea vitezei de funcționare a pompei (RPM)
Apoi, un inginer identifică viteza de funcționare a acționării pompei, măsurată în rotații pe minut (RPM). Acționarea este sursa de energie care rotește arborele pompei. Acesta este de obicei un motor electric sau un motor cu ardere internă.
Viteza șoferului este o caracteristică fixă a echipamentului.
Motoarele electrice din Statele Unite funcționează de obicei la o turație nominală de 1800 RPM.
Motoarele pe benzină sau diesel au o gamă de viteză variabilă, dar pompa este dimensionată în funcție de funcționarea optimă sau cea mai frecventă a motorului.RPM.
AcestRPMValoarea este critică pentru calculul deplasării.
Calculați deplasarea necesară a pompei
Cunoscând debitul și viteza pompei, inginerul poate calcula cilindreea necesară a pompei. Cilindrarea este volumul de fluid pe care o pompă îl mișcă într-o singură rotație, măsurat în inci cubi pe rotație (in³/rotație). Este dimensiunea teoretică a pompei.
Formula pentru deplasare:Deplasare (in³/rotație) = (Debit (GPM) x 231) / Turație pompă (RPM)
Exemplu de calcul: Un sistem necesită 10 GPM și utilizează un motor electric care funcționează la 1800 RPM.
Cilindree = (10 GPM x 231) / 1800 RPM Deplasare = 2310 / 1800 Cilindree = 1,28 in³/rotație
Inginerul ar căuta o pompă cu angrenaje cu o debit de aproximativ 1,28 in³/rotație.
Determinarea presiunii maxime a sistemului (PSI)
Presiune, măsurată în livre pe inch pătrat (PSI), reprezintă rezistența la curgere în sistemul hidraulic. Este important să înțelegem că o pompă nu creează presiune; creează debit. Presiunea apare atunci când debitul respectiv întâlnește o sarcină sau o restricție.
Presiunea maximă a sistemului este determinată de doi factori principali:
Sarcina: Forța necesară pentru a mișca obiectul (de exemplu, ridicarea unei greutăți, prinderea unei piese).
Reglarea supapei de siguranță a sistemului: Această supapă este o componentă de siguranță care limitează presiunea la un nivel maxim sigur pentru a proteja componentele.
Inginerul selectează o pompă capabilă să reziste continuu la această presiune maximă de funcționare.
Calculați puterea de intrare necesară
Calculul principal final determină puterea de intrare (HP) necesară pentru acționarea pompei. Acest calcul asigură că motorul electric sau motorul selectat are suficientă putere pentru a face față cerințelor maxime ale sistemului. O putere insuficientă va duce la oprirea sau supraîncălzirea șoferului.
Formula pentru cai putere:Putere (CP) = (Debit (GPM) x Presiune (PSI)) / 1714
Exemplu de calcul: Același sistem necesită 10 GPM și funcționează la o presiune maximă de 2500 PSI.
Cai putere = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 Cai putere = 25000 / 1714 Cai putere = 14,59 CP
Sistemul necesită un driver capabil să furnizeze cel puțin 14,59 CP. Inginerul ar selecta probabil următoarea dimensiune standard mai mare, cum ar fi un motor de 15 CP.
Ajustarea pentru ineficiența pompei
Formulele pentru deplasare și putere presupun că pompa are o eficiență de 100%. În realitate, nicio pompă nu este perfectă. Ineficiențele cauzate de scurgerile interne (randamentul volumetric) și frecarea (randamentul mecanic) înseamnă că este necesară o putere mai mare decât cea calculată.
Inginerii trebuie să ajusteze calculul puterii pentru a ține cont de acest lucru. Randamentul general al unei pompe este de obicei între 80% și 90%. Pentru a compensa, ei împart puterea teoretică la randamentul general estimat al pompei.
Sfat de la profesionist: O practică conservatoare și sigură este să presupunem o eficiență generală de 85% (sau 0,85) dacă datele producătorului nu sunt disponibile.
Putere CP reală = Putere CP teoretică / Eficiență generală
Folosind exemplul anterior:Putere reală = 14,59 CP / 0,85 Putere reală = 17,16 CP
Această ajustare arată necesarul real de putere. Tabelul următor ilustrează importanța acestui pas.
| Tip de calcul | Putere necesară | Motor recomandat |
|---|---|---|
| Teoretic (100%) | 14,59 CP | 15 CP |
| Real (85%) | 17,16 CP | 20 CP |
Neevaluarea ineficienței l-ar determina pe inginer să aleagă un motor de 15 CP, care ar fi insuficient de puternic pentru aplicație. Alegerea corectă, după ajustare, este un motor de 20 CP.
Rafinarea selecției și de unde să cumpărați o pompă cu angrenaje
Calculele inițiale oferă o dimensiune teoretică a pompei. Cu toate acestea, condițiile reale de funcționare necesită o rafinare suplimentară. Inginerii iau în considerare factori precum proprietățile fluidelor și eficiența componentelor pentru a se asigura că pompa selectată funcționează optim. Aceste verificări finale sunt cruciale înainte ca o organizație să decidă să cumpere o pompă cu angrenaje.
Cum afectează vâscozitatea fluidelor dimensionarea
Vâscozitatea fluidului descrie rezistența unui fluid la curgere, adesea numită grosimea sa. Această proprietate are un impact semnificativ asupra performanței și dimensionării pompei.
Vâscozitate ridicată (fluid gros): Un fluid gros, precum uleiul hidraulic rece, crește rezistența la curgere. Pompa trebuie să lucreze mai mult pentru a mișca fluidul, ceea ce duce la o nevoie mai mare de putere de intrare. Un inginer ar putea fi nevoit să selecteze un motor mai puternic pentru a preveni blocarea.
Vâscozitate scăzută (fluid subțire): Un fluid subțire crește scurgerile interne sau „alunecarea” din interiorul pompei. Mai mult fluid alunecă printre dinții angrenajului de la ieșirea de înaltă presiune la intrarea de joasă presiune. Acest lucru reduce debitul real al pompei.
Notă: Un inginer trebuie să consulte specificațiile producătorului. Fișa tehnică va afișa intervalul de vâscozitate acceptabil pentru un anumit model de pompă. Ignorarea acestui aspect poate duce la uzură prematură sau la defectarea sistemului. Aceste informații sunt vitale atunci când vă pregătiți să cumpărați o pompă cu angrenaje.
Cum influențează temperatura de funcționare performanța
Temperatura de funcționare influențează direct vâscozitatea fluidului. Pe măsură ce sistemul hidraulic se încălzește în timpul funcționării, fluidul devine mai subțire.
Un inginer trebuie să analizeze întregul interval de temperatură al aplicației. Un sistem care funcționează într-un climat rece va avea condiții de pornire foarte diferite față de unul dintr-o fabrică cu temperaturi ridicate.
| Temperatură | Vâscozitatea fluidului | Impactul performanței pompei |
|---|---|---|
| Scăzut | Gros (înalt) | Cerere crescută de putere; risc de cavitație. |
| Ridicat | Scăzut (Subțire) | Alunecare internă crescută; randament volumetric redus. |
Alegerea pompei trebuie să ia în considerare cea mai mică vâscozitate (cea mai mare temperatură) pentru a asigura furnizarea debitului necesar. Aceasta este o considerație cheie pentru oricine dorește să cumpere o pompă cu angrenaje pentru un mediu solicitant.
Contabilizarea eficienței volumetrice
Formula debitului calculează debitul teoretic al unei pompe. Randamentul volumetric dezvăluie debitul său real. Este raportul dintre debitul real furnizat de pompă și debitul său teoretic.
Debit real (GPM) = Debit teoretic (GPM) x Eficiență volumetrică
Randamentul volumetric nu este niciodată 100% din cauza scurgerilor interne. Acest randament scade pe măsură ce presiunea sistemului crește, deoarece o presiune mai mare forțează o cantitate mai mare de fluid să alunece printre angrenaje. O pompă cu angrenaje nouă tipică are un randament volumetric de 90-95% la presiunea nominală.
Exemplu: O pompă are un debit teoretic de 10 GPM. Randamentul său volumetric la presiunea de funcționare este de 93% (0,93).
Debit real = 10 GPM x 0,93 Debit real = 9,3 GPM
Sistemul va primi doar 9,3 GPM, nu întregul debit de 10 GPM. Un inginer trebuie să selecteze o pompă cu o debitare puțin mai mare pentru a compensa această pierdere și a atinge debitul țintă. Această ajustare este un pas nenegociabil înainte de a cumpăra o pompă cu angrenaje.
Producători și furnizori de top
Alegerea unei pompe de la un producător reputat asigură calitate, fiabilitate și acces la date tehnice detaliate. Inginerii au încredere în aceste mărci pentru performanța lor robustă și asistența completă. Când vine momentul să cumpărați o pompă cu roți dințate, a începe cu aceste nume este o strategie solidă.
Principalii producători de pompe cu angrenaje:
• Parker Hannifin: Oferă o gamă largă de pompe cu angrenaje din fontă și aluminiu, cunoscute pentru durabilitatea lor.
• Eaton: Oferă pompe cu angrenaje de înaltă eficiență, inclusiv modele concepute pentru aplicații mobile și industriale solicitante.
• Bosch Rexroth: Cunoscută pentru pompele cu angrenaje externe proiectate cu precizie, care oferă performanțe ridicate și o durată lungă de viață.
• HONYTA: Un furnizor care oferă o varietate de pompe cu angrenaje care echilibrează performanța cu rentabilitatea.
• Permco: Specializată în pompe și motoare hidraulice cu angrenaje de înaltă presiune.
Acești producători oferă fișe tehnice extinse cu curbe de performanță, ratinguri de eficiență și desene dimensionale.
Criterii cheie pentru achiziționare
Luarea deciziei finale de cumpărare implică mai mult decât simpla potrivire a cilindreei și a puterii. Un inginer trebuie să verifice câteva criterii cheie pentru a garanta compatibilitatea și succesul pe termen lung. O verificare amănunțită a acestor detalii este ultimul pas înainte de a cumpăra o pompă cu roți dințate.
Confirmați performanțele nominale: Verificați de două ori dacă presiunea maximă continuă a pompei depășește presiunea necesară sistemului.
Verificați specificațiile fizice: Asigurați-vă că flanșa de montare a pompei, tipul arborelui (de exemplu, cu cheie, cu canelură) și dimensiunile orificiilor corespund cu designul sistemului.
Verificarea compatibilității fluidelor: Confirmați că materialele de etanșare ale pompei (de exemplu, Buna-N, Viton) sunt compatibile cu fluidul hidraulic utilizat.
Consultați fișele tehnice ale producătorului: Analizați curbele de performanță. Aceste grafice arată cum se modifică debitul și eficiența în funcție de viteză și presiune, oferind o imagine reală a capacităților pompei.
Luați în considerare ciclul de funcționare: O pompă pentru funcționare continuă, 24/7, ar putea necesita o robustă mai mare decât una utilizată pentru sarcini intermitente.
O analiză atentă a acestor aspecte asigură selectarea componentei potrivite. Această diligență previne erorile costisitoare și perioadele de nefuncționare a sistemului după achiziționarea unei pompe cu angrenaje.
Dimensionarea corectă a unei pompe cu angrenaje este esențială pentru performanța optimă și longevitatea sistemului hidraulic. Un inginer urmează un proces clar pentru a realiza acest lucru.
Mai întâi calculează cilindreea și puterea necesare.
Apoi, ei rafinează aceste calcule pentru eficiență, vâscozitate și temperatură.
În cele din urmă, aceștia achiziționează o pompă de la un furnizor reputat, precum HONYTA sau Parker, care corespunde exact specificațiilor.
Data publicării: 29 oct. 2025