คุณจะกำหนดขนาดปั๊มเกียร์ตามอัตราการไหลและแรงดันได้อย่างไร

วิศวกรกำหนดขนาดของปั๊มเฟืองโดยใช้การคำนวณหลักสองวิธี ขั้นแรก พวกเขาจะคำนวณปริมาตรกระบอกสูบที่ต้องการจากอัตราการไหล (GPM) ของระบบ และความเร็วรอบของตัวขับเคลื่อน (RPM) ขั้นต่อไป พวกเขาจะคำนวณแรงม้าอินพุตที่จำเป็นโดยใช้อัตราการไหลและแรงดันสูงสุด (PSI) ขั้นตอนเริ่มต้นเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งก่อนที่คุณจะซื้อปั๊มเกียร์.
สูตรการกำหนดขนาดแกน:
ปริมาตรกระบอกสูบ (นิ้ว³/รอบ) = (อัตราการไหล (GPM) x 231) / ความเร็วปั๊ม (RPM)
แรงม้า (HP) = (อัตราการไหล (GPM) x แรงดัน (PSI)) / 1714

การกำหนดขนาดปั๊มเกียร์ของคุณ: การคำนวณทีละขั้นตอน

การกำหนดขนาดปั๊มเฟืองให้ถูกต้องต้องอาศัยกระบวนการที่เป็นระบบและขั้นตอนอย่างละเอียด วิศวกรจะคำนวณพื้นฐานเหล่านี้เพื่อจับคู่ปั๊มให้ตรงกับความต้องการเฉพาะของระบบไฮดรอลิก เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้
กำหนดอัตราการไหลที่ต้องการ (GPM)
ขั้นตอนแรกคือการกำหนดอัตราการไหลที่ต้องการ โดยวัดเป็นแกลลอนต่อนาที (จีพีเอ็ม) ค่านี้แสดงถึงปริมาตรของของเหลวที่ปั๊มจะต้องจ่ายเพื่อควบคุมการทำงานของตัวกระตุ้นระบบ เช่น กระบอกไฮดรอลิกหรือมอเตอร์ ตามความเร็วที่ต้องการ
วิศวกรจะกำหนดความจำเป็นจีพีเอ็มโดยการวิเคราะห์ความต้องการด้านการทำงานของระบบ ปัจจัยสำคัญประกอบด้วย:
ความเร็วตัวกระตุ้น: ความเร็วที่ต้องการสำหรับกระบอกสูบที่จะขยายหรือหดกลับ
ขนาดตัวกระตุ้น: ปริมาตรของกระบอกสูบ (เส้นผ่านศูนย์กลางของกระบอกสูบและความยาวช่วงชัก)
ความเร็วมอเตอร์: รอบเป้าหมายต่อนาที (รอบต่อนาที) สำหรับมอเตอร์ไฮดรอลิก
ตัวอย่างเช่น กระบอกสูบเครื่องอัดไฮดรอลิกขนาดใหญ่ที่ต้องเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วจะต้องการอัตราการไหลที่สูงกว่ากระบอกสูบขนาดเล็กที่ทำงานช้า
ระบุความเร็วการทำงานของปั๊ม (RPM)
จากนั้นวิศวกรจะระบุความเร็วในการทำงานของไดรเวอร์ของปั๊ม โดยวัดเป็นรอบต่อนาที (รอบต่อนาที) ไดรเวอร์คือแหล่งพลังงานที่หมุนเพลาของปั๊ม โดยทั่วไปจะเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์สันดาปภายใน
ความเร็วของผู้ขับขี่ถือเป็นคุณลักษณะคงที่ของอุปกรณ์
มอเตอร์ไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกาโดยทั่วไปทำงานที่ความเร็วประมาณ 1,800 รอบต่อนาที
เครื่องยนต์แก๊สหรือดีเซลมีช่วงความเร็วที่แปรผันได้ แต่ขนาดปั๊มจะขึ้นอยู่กับการทำงานที่เหมาะสมหรือบ่อยที่สุดของเครื่องยนต์รอบต่อนาที.
นี้รอบต่อนาทีค่าเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการคำนวณการเคลื่อนตัว
คำนวณการเคลื่อนที่ของปั๊มที่ต้องการ
เมื่อทราบอัตราการไหลและความเร็วของปั๊มแล้ว วิศวกรสามารถคำนวณปริมาตรการเคลื่อนที่ของปั๊มที่ต้องการได้ ปริมาตรการเคลื่อนที่คือปริมาตรของของไหลที่ปั๊มเคลื่อนที่ในหนึ่งรอบ ซึ่งวัดเป็นลูกบาศก์นิ้วต่อรอบ (นิ้ว/รอบ). เป็นขนาดเชิงทฤษฎีของปั๊ม
สูตรสำหรับการแทนที่:ปริมาตรกระบอกสูบ (นิ้ว³/รอบ) = (อัตราการไหล (GPM) x 231) / ความเร็วปั๊ม (RPM)
ตัวอย่างการคำนวณ: ระบบต้องใช้ 10 GPM และใช้มอเตอร์ไฟฟ้าที่ทำงานที่ 1,800 RPM
ปริมาตรกระบอกสูบ = (10 GPM x 231) / 1800 RPM การกระจัด = 2310 / 1800 ปริมาตรกระบอกสูบ = 1.28 นิ้ว/รอบ
วิศวกรจะค้นหาปั๊มเฟืองที่มีอัตราการเคลื่อนที่ประมาณ 1.28 นิ้ว/รอบ
กำหนดแรงดันระบบสูงสุด (PSI)
ความดันวัดเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว (พีเอสไอ) หมายถึงความต้านทานการไหลภายในระบบไฮดรอลิก สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าปั๊มไม่ได้สร้างแรงดัน แต่สร้างการไหล แรงดันเกิดขึ้นเมื่อการไหลนั้นเผชิญกับภาระหรือข้อจำกัด
แรงดันระบบสูงสุดจะถูกกำหนดโดยปัจจัยหลักสองประการ:
แรงโหลด: แรงที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายวัตถุ (เช่น ยกน้ำหนัก หนีบชิ้นส่วน)
การตั้งค่าวาล์วระบายแรงดันของระบบ: วาล์วนี้เป็นส่วนประกอบด้านความปลอดภัยที่ควบคุมแรงดันให้อยู่ในระดับสูงสุดที่ปลอดภัยเพื่อป้องกันส่วนประกอบต่างๆ
วิศวกรเลือกปั๊มที่มีความสามารถในการทนต่อแรงดันการทำงานสูงสุดนี้อย่างต่อเนื่อง
คำนวณแรงม้าอินพุตที่ต้องการ
การคำนวณเบื้องต้นขั้นสุดท้ายจะกำหนดแรงม้าอินพุต (HP) ที่จำเป็นต่อการขับเคลื่อนปั๊ม การคำนวณนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์ที่เลือกมีกำลังเพียงพอที่จะรองรับความต้องการสูงสุดของระบบ แรงม้าที่ไม่เพียงพอจะทำให้คนขับดับหรือเครื่องยนต์ร้อนเกินไป
สูตรคำนวณแรงม้า :แรงม้า (HP) = (อัตราการไหล (GPM) x แรงดัน (PSI)) / 1714
ตัวอย่างการคำนวณ: ระบบเดียวกันนี้ต้องการ 10 GPM และทำงานที่แรงดันสูงสุด 2,500 PSI
แรงม้า = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 แรงม้า = 25000 / 1714 แรงม้า = 14.59 แรงม้า
ระบบนี้ต้องการไดรเวอร์ที่สามารถส่งกำลังได้อย่างน้อย 14.59 แรงม้า วิศวกรอาจเลือกขนาดมาตรฐานถัดไป เช่น มอเตอร์ 15 แรงม้า
ปรับให้เหมาะสมกับความไม่มีประสิทธิภาพของปั๊ม
สูตรคำนวณปริมาตรกระบอกสูบและแรงม้าสมมติว่าปั๊มมีประสิทธิภาพ 100% แต่ในความเป็นจริงแล้ว ไม่มีปั๊มใดที่สมบูรณ์แบบ ความไม่มีประสิทธิภาพจากการรั่วไหลภายใน (ประสิทธิภาพเชิงปริมาตร) และแรงเสียดทาน (ประสิทธิภาพเชิงกล) หมายความว่าต้องใช้พลังงานมากกว่าที่คำนวณได้
วิศวกรต้องปรับการคำนวณแรงม้าเพื่อให้สอดคล้องกับเรื่องนี้ ประสิทธิภาพโดยรวมของปั๊มโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 80% ถึง 90% เพื่อชดเชย พวกเขาจึงนำแรงม้าเชิงทฤษฎีมาหารด้วยประสิทธิภาพโดยรวมโดยประมาณของปั๊ม
เคล็ดลับ: แนวทางปฏิบัติที่ปลอดภัยและอนุรักษ์นิยมคือการถือว่าประสิทธิภาพโดยรวมอยู่ที่ 85% (หรือ 0.85) หากไม่มีข้อมูลของผู้ผลิต
แรงม้าที่แท้จริง = แรงม้าตามทฤษฎี / ประสิทธิภาพโดยรวม
โดยใช้ตัวอย่างก่อนหน้านี้:แรงม้าจริง = 14.59 แรงม้า / 0.85 แรงม้าจริง = 17.16 แรงม้า
การปรับนี้แสดงให้เห็นถึงความต้องการพลังงานที่แท้จริง ตารางต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของขั้นตอนนี้

ประเภทการคำนวณ แรงม้าที่ต้องการ มอเตอร์ที่แนะนำ
เชิงทฤษฎี (100%) 14.59 แรงม้า 15 แรงม้า
จริง (85%) 17.16 แรงม้า 20 แรงม้า

หากไม่คำนึงถึงความไม่มีประสิทธิภาพ วิศวกรอาจเลือกใช้มอเตอร์ 15 แรงม้า ซึ่งจะมีกำลังไม่เพียงพอต่อการใช้งาน ทางเลือกที่ถูกต้องหลังจากปรับแล้วคือมอเตอร์ 20 แรงม้า

การปรับปรุงการเลือกของคุณและสถานที่ซื้อปั๊มเกียร์

การคำนวณเบื้องต้นจะให้ขนาดปั๊มตามทฤษฎี อย่างไรก็ตาม สภาวะการทำงานจริงจำเป็นต้องมีการปรับปรุงเพิ่มเติม วิศวกรจะพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น คุณสมบัติของของไหลและประสิทธิภาพของส่วนประกอบต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าปั๊มที่เลือกจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด การตรวจสอบขั้นสุดท้ายเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งก่อนที่องค์กรจะตัดสินใจซื้อปั๊มเฟือง
ความหนืดของของเหลวส่งผลต่อการกำหนดขนาดอย่างไร
ความหนืดของของไหลอธิบายถึงความต้านทานการไหลของของไหล ซึ่งมักเรียกว่า ความหนา คุณสมบัตินี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพและขนาดของปั๊ม

ความหนืดสูง (ของเหลวข้น): ของเหลวข้น เช่น น้ำมันไฮดรอลิกเย็น จะเพิ่มความต้านทานการไหล ปั๊มต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อเคลื่อนย้ายของเหลว ส่งผลให้ต้องใช้แรงม้าเข้าที่สูงขึ้น วิศวกรอาจจำเป็นต้องเลือกมอเตอร์ที่มีกำลังแรงกว่าเพื่อป้องกันการหยุดทำงาน
ความหนืดต่ำ (ของเหลวบาง): ของเหลวบางจะเพิ่มการรั่วไหลภายใน หรือที่เรียกว่า "การลื่น" ภายในปั๊ม ของเหลวจะไหลผ่านฟันเฟืองจากด้านทางออกแรงดันสูงไปยังด้านทางเข้าแรงดันต่ำมากขึ้น ส่งผลให้อัตราการไหลจริงของปั๊มลดลง
หมายเหตุ: วิศวกรต้องตรวจสอบข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิต เอกสารข้อมูลจะแสดงช่วงความหนืดที่ยอมรับได้สำหรับปั๊มแต่ละรุ่น การละเลยข้อมูลนี้อาจนำไปสู่การสึกหรอก่อนเวลาอันควรหรือระบบล้มเหลว ข้อมูลนี้สำคัญมากเมื่อเตรียมซื้อปั๊มเฟือง
อุณหภูมิในการทำงานส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานอย่างไร
อุณหภูมิในการทำงานส่งผลโดยตรงต่อความหนืดของของไหล เมื่อระบบไฮดรอลิกร้อนขึ้นระหว่างการทำงาน ของไหลจะบางลง
วิศวกรต้องวิเคราะห์ช่วงอุณหภูมิทั้งหมดของการใช้งาน ระบบที่ทำงานในสภาพอากาศหนาวเย็นจะมีสภาวะเริ่มต้นการทำงานที่แตกต่างอย่างมากจากระบบที่ทำงานในโรงงานที่มีอากาศร้อน

อุณหภูมิ ความหนืดของของไหล ผลกระทบต่อประสิทธิภาพของปั๊ม
ต่ำ สูง (หนา) ความต้องการแรงม้าที่เพิ่มขึ้น มีความเสี่ยงต่อการเกิดโพรงอากาศ
สูง ต่ำ (บาง) การลื่นภายในเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรลดลง

การเลือกปั๊มต้องรองรับความหนืดต่ำสุด (อุณหภูมิสูงสุด) เพื่อให้มั่นใจว่าปั๊มยังคงส่งอัตราการไหลตามที่ต้องการ นี่เป็นข้อพิจารณาสำคัญสำหรับผู้ที่ต้องการซื้อปั๊มเฟืองสำหรับสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย

การบัญชีสำหรับประสิทธิภาพเชิงปริมาตร
สูตรการกระจัดคำนวณผลลัพธ์เชิงทฤษฎีของปั๊ม ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรแสดงถึงผลลัพธ์จริง มันคืออัตราส่วนของอัตราการไหลจริงที่ปั๊มส่งออกต่ออัตราการไหลเชิงทฤษฎี
อัตราการไหลจริง (GPM) = อัตราการไหลเชิงทฤษฎี (GPM) x ประสิทธิภาพเชิงปริมาตร
ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรไม่ได้ 100% เนื่องมาจากการรั่วไหลภายใน ประสิทธิภาพนี้จะลดลงเมื่อความดันของระบบเพิ่มขึ้น เนื่องจากแรงดันที่สูงขึ้นจะดันของเหลวให้ไหลผ่านเฟืองได้มากขึ้น ปั๊มเฟืองรุ่นใหม่ทั่วไปมีประสิทธิภาพเชิงปริมาตร 90-95% ที่ความดันที่กำหนด
ตัวอย่าง: ปั๊มมีกำลังขับตามทฤษฎี 10 GPM ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรที่ความดันใช้งานคือ 93% (0.93)
อัตราการไหลจริง = 10 GPM x 0.93 อัตราการไหลจริง = 9.3 GPM
ระบบจะได้รับเพียง 9.3 GPM ไม่ใช่ 10 GPM เต็ม วิศวกรต้องเลือกปั๊มที่มีปริมาตรกระบอกสูบใหญ่กว่าเล็กน้อยเพื่อชดเชยการสูญเสียนี้และบรรลุอัตราการไหลตามเป้าหมาย การปรับเปลี่ยนนี้เป็นขั้นตอนที่ไม่สามารถต่อรองได้ก่อนที่คุณจะซื้อปั๊มเฟือง
ผู้ผลิตและซัพพลายเออร์ที่ได้รับการจัดอันดับสูงสุด
การเลือกปั๊มจากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงจะรับประกันคุณภาพ ความน่าเชื่อถือ และการเข้าถึงข้อมูลทางเทคนิคอย่างละเอียด วิศวกรไว้วางใจแบรนด์เหล่านี้ในด้านประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งและการสนับสนุนที่ครอบคลุม เมื่อถึงเวลาซื้อปั๊มเฟือง การเริ่มต้นด้วยชื่อเหล่านี้ถือเป็นกลยุทธ์ที่ดี
ผู้ผลิตปั๊มเกียร์ชั้นนำ:
- Parker Hannifin: นำเสนอปั๊มเฟืองเหล็กหล่อและอลูมิเนียมหลากหลายรุ่นซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องความทนทาน
- Eaton: นำเสนอปั๊มเฟืองประสิทธิภาพสูง รวมถึงรุ่นที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานเคลื่อนที่และอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง
- Bosch Rexroth: โดดเด่นในด้านปั๊มเฟืองภายนอกที่ได้รับการออกแบบอย่างแม่นยำซึ่งมอบประสิทธิภาพสูงและอายุการใช้งานยาวนาน
- HONYTA: ซัพพลายเออร์ที่นำเสนอปั๊มเฟืองหลากหลายประเภทที่สมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความคุ้มต้นทุน
- Permco: เชี่ยวชาญด้านปั๊มเกียร์ไฮดรอลิกแรงดันสูงและมอเตอร์
ผู้ผลิตเหล่านี้จัดทำเอกสารข้อมูลอย่างละเอียดพร้อมด้วยกราฟประสิทธิภาพ ระดับประสิทธิภาพ และภาพวาดมิติ
เกณฑ์สำคัญในการจัดซื้อ
การตัดสินใจซื้อขั้นสุดท้ายไม่ได้มีแค่เรื่องขนาดกระบอกสูบและแรงม้าที่ตรงกันเท่านั้น วิศวกรต้องตรวจสอบเกณฑ์สำคัญหลายประการเพื่อรับประกันความเข้ากันได้และความสำเร็จในระยะยาว การตรวจสอบรายละเอียดเหล่านี้อย่างละเอียดถี่ถ้วนถือเป็นขั้นตอนสุดท้ายก่อนตัดสินใจซื้อปั๊มเฟือง
ยืนยันระดับประสิทธิภาพ: ตรวจสอบซ้ำอีกครั้งว่าระดับแรงดันต่อเนื่องสูงสุดของปั๊มเกินแรงดันที่ระบบต้องการ
ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะทางกายภาพ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหน้าแปลนติดตั้งปั๊ม ประเภทของเพลา (เช่น มีลิ่ม มีร่องลิ่ม) และขนาดพอร์ตตรงกับการออกแบบของระบบ
ตรวจสอบความเข้ากันได้ของของเหลว: ยืนยันว่าวัสดุซีลของปั๊ม (เช่น Buna-N, Viton) เข้ากันได้กับของเหลวไฮดรอลิกที่ใช้อยู่
ตรวจสอบเอกสารข้อมูลของผู้ผลิต: วิเคราะห์กราฟประสิทธิภาพ กราฟเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการไหลและประสิทธิภาพเปลี่ยนแปลงไปตามความเร็วและแรงดันอย่างไร ซึ่งทำให้เห็นภาพความสามารถของปั๊มได้อย่างชัดเจน
พิจารณาถึงรอบการทำงาน: ปั๊มสำหรับการทำงานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันอาจต้องมีความทนทานมากกว่าปั๊มที่ใช้สำหรับงานที่ไม่ต่อเนื่อง
การตรวจสอบจุดเหล่านี้อย่างละเอียดจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าได้เลือกส่วนประกอบที่ถูกต้อง การตรวจสอบอย่างละเอียดนี้ช่วยป้องกันข้อผิดพลาดที่มีค่าใช้จ่ายสูงและการหยุดทำงานของระบบหลังจากที่คุณซื้อปั๊มเฟือง


การกำหนดขนาดปั๊มเฟืองที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของระบบไฮดรอลิกที่ดีที่สุด วิศวกรปฏิบัติตามกระบวนการที่ชัดเจนเพื่อให้บรรลุสิ่งนี้
ก่อนอื่นพวกเขาจะคำนวณการเคลื่อนที่และแรงม้าที่ต้องการ
จากนั้นพวกเขาจะปรับปรุงการคำนวณเหล่านี้สำหรับประสิทธิภาพ ความหนืด และอุณหภูมิ
สุดท้ายพวกเขาซื้อปั๊มจากซัพพลายเออร์ที่มีชื่อเสียง เช่น HONYTA หรือ Parker ที่ตรงตามคุณสมบัติที่กำหนดอย่างแน่นอน


เวลาโพสต์: 29 ต.ค. 2568