Инженеры рассчитывают шестеренчатый насос, используя два основных расчёта. Сначала они определяют требуемый рабочий объём, исходя из расхода системы (галлонов в минуту) и скорости вращения привода (об/мин). Затем они рассчитывают необходимую входную мощность, используя расход и максимальное давление (фунты на кв. дюйм). Эти начальные шаги важны, прежде чем вы…купить шестеренчатый насос.
Формулы определения размера сердечника:
Рабочий объем (дюйм³/об) = (Расход (галлоны в минуту) x 231) / Скорость насоса (об/мин)
Лошадиная мощность (л.с.) = (Расход (галлоны в минуту) x Давление (фунты на кв. дюйм)) / 1714
Выбор шестеренчатого насоса: пошаговые расчеты
Правильный подбор шестерёнчатого насоса — это методичный, пошаговый процесс. Инженеры следуют этим фундаментальным расчётам, чтобы подобрать насос под конкретные требования гидравлической системы. Это гарантирует эффективную и надёжную работу оборудования.
Определить требуемый расход (галлонов в минуту)
Первым шагом является установление необходимого расхода, измеряемого в галлонах в минуту (ГПМ). Это значение представляет собой объем жидкости, который должен подавать насос для работы исполнительных механизмов системы, таких как гидравлические цилиндры или двигатели, с заданной скоростью.
Инженер определяет необходимыеГПМАнализируя функциональные требования системы. Ключевые факторы включают:
Скорость привода: желаемая скорость выдвижения или втягивания цилиндра.
Размер привода: объем цилиндра (диаметр отверстия и длина хода поршня).
Скорость двигателя: целевое число оборотов в минуту (об/мин) для гидравлического двигателя.
Например, большой цилиндр гидравлического пресса, который должен двигаться быстро, потребует более высокого расхода, чем небольшой цилиндр, работающий медленно.
Определить рабочую скорость насоса (об/мин)
Затем инженер определяет рабочую скорость привода насоса, измеряемую в оборотах в минуту (об/мин). Привод — это источник энергии, вращающий вал насоса. Обычно это электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания.
Скорость водителя является фиксированной характеристикой оборудования.
Электродвигатели в США обычно работают с номинальной скоростью 1800 об/мин.
Бензиновые или дизельные двигатели имеют переменный диапазон скорости, но насос подбирается в зависимости от оптимальной или наиболее частой работы двигателя.об/мин.
Этотоб/минзначение имеет решающее значение для расчета смещения.
Рассчитать требуемый рабочий объем насоса
Зная расход и скорость насоса, инженер может рассчитать требуемый рабочий объём насоса. Рабочий объём — это объём жидкости, перекачиваемой насосом за один оборот, измеряемый в кубических дюймах на оборот (см.дюйм³/об). Это теоретический размер насоса.
Формула смещения:Рабочий объем (дюйм³/об) = (Расход (галлоны в минуту) x 231) / Скорость насоса (об/мин)
Пример расчета: Системе требуется 10 галлонов в минуту и используется электродвигатель, работающий со скоростью 1800 об/мин.
Рабочий объем = (10 галлонов в минуту x 231) / 1800 об/мин Водоизмещение = 2310 / 1800 Рабочий объем = 1,28 дюйм³/об
Инженер будет искать шестеренчатый насос с рабочим объемом приблизительно 1,28 дюйм³/об.
Определить максимальное давление в системе (PSI)
Давление, измеряемое в фунтах на квадратный дюйм (ПСИ), представляет собой сопротивление потоку в гидравлической системе. Важно понимать, что насос не создаёт давление, а создаёт поток. Давление возникает, когда поток сталкивается с нагрузкой или ограничением.
Максимальное давление в системе определяется двумя основными факторами:
Нагрузка: сила, необходимая для перемещения объекта (например, подъема груза, зажима детали).
Настройка предохранительного клапана системы: этот клапан является предохранительным компонентом, который ограничивает давление на максимальном безопасном уровне для защиты компонентов.
Инженер выбирает насос, способный выдерживать это максимальное рабочее давление в непрерывном режиме.
Рассчитать требуемую входную мощность в лошадиных силах
Окончательный первичный расчет определяет входную мощность (HP), необходимого для привода насоса. Этот расчёт гарантирует, что выбранный электродвигатель или двигатель будет иметь достаточную мощность для удовлетворения максимальных потребностей системы. Недостаточная мощность приведёт к остановке двигателя или перегреву.
Формула для расчета лошадиной силы:Лошадиная мощность (л.с.) = (Расход (галлоны в минуту) x Давление (фунты на кв. дюйм)) / 1714
Пример расчета: та же система потребляет 10 галлонов в минуту и работает при максимальном давлении 2500 фунтов на кв. дюйм.
Лошадиная сила = (10 галлонов в минуту x 2500 фунтов на кв. дюйм) / 1714 Лошадиная сила = 25000 / 1714 Мощность = 14,59 л.с.
Для этой системы требуется двигатель мощностью не менее 14,59 л.с. Инженер, скорее всего, выберет двигатель следующего стандарта, например, мощностью 15 л.с.
Регулировка с учетом неэффективности насоса
Формулы для расчёта рабочего объёма и мощности предполагают 100% КПД насоса. В действительности ни один насос не идеален. Неэффективность, вызванная внутренними утечками (объёмный КПД) и трением (механический КПД), приводит к тому, что требуется больше мощности, чем рассчитано.
Инженерам приходится корректировать расчёт мощности, чтобы учесть это. Общий КПД насоса обычно составляет от 80% до 90%. Для компенсации теоретической мощности делят на расчётный общий КПД насоса.
Совет: консервативный и безопасный подход — принять общую эффективность равной 85% (или 0,85), если данные производителя недоступны.
Фактическая мощность = Теоретическая мощность / Общая эффективность
Используя предыдущий пример:Фактическая мощность = 14,59 л.с. / 0,85 Фактическая мощность = 17,16 л.с.
Эта корректировка отображает реальную потребность в мощности. Следующая таблица иллюстрирует важность этого шага.
| Тип расчета | Требуемая мощность | Рекомендуемый двигатель |
|---|---|---|
| Теоретический (100%) | 14,59 л.с. | 15 л.с. |
| Фактически (85%) | 17,16 л.с. | 20 л.с. |
Не учтя неэффективность, инженер выбрал двигатель мощностью 15 л.с., что было бы недостаточно для данной задачи. Правильным выбором после корректировки будет двигатель мощностью 20 л.с.
Уточнение выбора и где купить шестеренчатый насос
Первоначальные расчёты дают теоретический размер насоса. Однако реальные условия эксплуатации требуют дальнейшего уточнения. Инженеры учитывают такие факторы, как свойства жидкости и эффективность компонентов, чтобы гарантировать оптимальную работу выбранного насоса. Эти окончательные проверки имеют решающее значение перед принятием организацией решения о покупке шестерёнчатого насоса.
Как вязкость жидкости влияет на размер
Вязкость жидкости характеризует её сопротивление потоку, часто называемое её густотой. Эта характеристика существенно влияет на производительность и размер насоса.
Высокая вязкость (густая жидкость): густая жидкость, например, холодное гидравлическое масло, увеличивает гидравлическое сопротивление. Насосу приходится прилагать больше усилий для перекачки жидкости, что приводит к повышению потребляемой мощности. Инженеру может потребоваться выбрать более мощный двигатель, чтобы предотвратить остановку.
Низкая вязкость (жидкая жидкость): жидкая жидкость увеличивает внутренние утечки, или «проскальзывание», в насосе. Больше жидкости проскальзывает мимо зубьев шестерен со стороны высокого давления на сторону низкого давления на выходе. Это снижает фактическую производительность насоса.
Примечание: Инженер должен ознакомиться со спецификациями производителя. В техническом описании указан допустимый диапазон вязкости для конкретной модели насоса. Несоблюдение этого требования может привести к преждевременному износу или выходу системы из строя. Эта информация крайне важна при планировании покупки шестерёнчатого насоса.
Как рабочая температура влияет на производительность
Рабочая температура напрямую влияет на вязкость жидкости. По мере нагревания гидравлической системы во время работы жидкость становится более жидкой.
Инженер должен проанализировать весь температурный диапазон применения. Начальные условия системы, работающей в холодном климате, будут существенно отличаться от условий, существующих на заводе с высокой температурой.
| Температура | Вязкость жидкости | Влияние на производительность насоса |
|---|---|---|
| Низкий | Высокий (толстый) | Повышенная потребность в мощности; риск кавитации. |
| Высокий | Низкий (тонкий) | Повышенное внутреннее скольжение; снижение объемной эффективности. |
Насос должен быть выбран с учётом минимальной вязкости (максимальной температуры), чтобы обеспечить необходимую производительность. Это важный фактор при выборе шестерёнчатого насоса для работы в сложных условиях.
Учет объемной эффективности
Формула рабочего объёма рассчитывает теоретическую производительность насоса. Объёмный КПД показывает его фактическую производительность. Он представляет собой отношение фактической производительности насоса к его теоретической производительности.
Фактический расход (галлонов в минуту) = Теоретический расход (галлонов в минуту) x Объемная эффективность
Объёмный КПД никогда не достигает 100% из-за внутренних утечек. Этот КПД снижается с ростом давления в системе, поскольку более высокое давление заставляет больше жидкости проходить через шестерни. Типичный новый шестерёнчатый насос имеет объёмный КПД 90–95% при номинальном давлении.
Пример: Теоретическая производительность насоса составляет 10 галлонов в минуту. Его объёмный КПД при рабочем давлении составляет 93% (0,93).
Фактический расход = 10 галлонов в минуту x 0,93 Фактический расход = 9,3 галлона в минуту
Система будет получать только 9,3 галлона в минуту, а не полные 10 галлонов в минуту. Инженеру необходимо выбрать насос с чуть большим рабочим объёмом, чтобы компенсировать эти потери и достичь целевой производительности. Эта корректировка является обязательным шагом перед покупкой шестерёнчатого насоса.
Лучшие производители и поставщики
Выбор насоса от проверенного производителя гарантирует качество, надёжность и доступ к подробным техническим данным. Инженеры доверяют этим брендам за их надёжную работу и комплексную поддержку. При покупке шестерёнчатого насоса разумно начать с этих брендов.
Ведущие производители шестеренных насосов:
• Parker Hannifin: предлагает широкий ассортимент шестеренчатых насосов из чугуна и алюминия, известных своей долговечностью.
• Eaton: поставляет высокоэффективные шестеренные насосы, включая модели, предназначенные для требовательных мобильных и промышленных применений.
• Bosch Rexroth: Известен высокоточными внешними шестеренными насосами, обеспечивающими высокую производительность и длительный срок службы.
• HONYTA: Поставщик, предлагающий широкий ассортимент шестеренчатых насосов, сочетающих в себе производительность и экономическую эффективность.
• Permco: специализируется на гидравлических шестеренчатых насосах и двигателях высокого давления.
Эти производители предоставляют подробные технические описания с кривыми производительности, показателями эффективности и размерными чертежами.
Ключевые критерии покупки
Принятие окончательного решения о покупке — это не просто сопоставление рабочего объёма и мощности. Инженер должен проверить несколько ключевых критериев, чтобы гарантировать совместимость и долгосрочную эффективность. Тщательная проверка этих параметров — последний шаг перед покупкой шестерёнчатого насоса.
Подтверждение показателей производительности: дважды проверьте, что максимальное постоянное давление насоса превышает требуемое давление системы.
Проверьте физические характеристики: убедитесь, что монтажный фланец насоса, тип вала (например, шпоночный, шлицевой) и размеры портов соответствуют конструкции системы.
Проверка совместимости жидкости: убедитесь, что материалы уплотнений насоса (например, Buna-N, Viton) совместимы с используемой гидравлической жидкостью.
Ознакомьтесь с техническими паспортами производителя: проанализируйте кривые производительности. Эти графики показывают, как расход и эффективность меняются в зависимости от скорости и давления, давая истинное представление о возможностях насоса.
Учитывайте рабочий цикл: насос для непрерывной круглосуточной работы может потребоваться более надежный, чем тот, который используется для периодических задач.
Тщательный анализ этих аспектов гарантирует правильный выбор компонента. Это позволяет избежать дорогостоящих ошибок и простоев системы после покупки шестеренчатого насоса.
Правильный выбор шестерёнчатого насоса критически важен для оптимальной производительности и долговечности гидравлической системы. Для достижения этого инженер следует чёткой процедуре.
Сначала они рассчитывают необходимый рабочий объем и мощность двигателя.
Затем они уточняют эти расчеты с учетом эффективности, вязкости и температуры.
Наконец, они покупают насос у надежного поставщика, например HONYTA или Parker, который точно соответствует спецификациям.
Время публикации: 29 октября 2025 г.