Các kỹ sư định cỡ bơm bánh răng bằng hai phép tính chính. Đầu tiên, họ xác định dung tích cần thiết từ lưu lượng hệ thống (GPM) và tốc độ động cơ (RPM). Tiếp theo, họ tính toán mã lực đầu vào cần thiết bằng lưu lượng và áp suất tối đa (PSI). Những bước ban đầu này rất cần thiết trước khi bạn...mua một máy bơm bánh răng.
Công thức tính kích thước lõi:
Lưu lượng (in³/vòng) = (Lưu lượng (GPM) x 231) / Tốc độ bơm (RPM)
Mã lực (HP) = (Lưu lượng (GPM) x Áp suất (PSI)) / 1714
Xác định kích thước bơm bánh răng của bạn: Tính toán từng bước
Việc định cỡ bơm bánh răng chính xác đòi hỏi một quy trình bài bản, từng bước. Các kỹ sư tuân theo những tính toán cơ bản này để lựa chọn bơm phù hợp với nhu cầu cụ thể của hệ thống thủy lực. Điều này đảm bảo thiết bị hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy.
Xác định lưu lượng yêu cầu (GPM)
Bước đầu tiên là thiết lập lưu lượng cần thiết, được đo bằng gallon mỗi phút (GPM). Giá trị này biểu thị thể tích chất lỏng mà máy bơm phải cung cấp để vận hành bộ truyền động của hệ thống, chẳng hạn như xi lanh thủy lực hoặc động cơ, ở tốc độ mong muốn.
Một kỹ sư xác định những điều cần thiếtGPMbằng cách phân tích các yêu cầu chức năng của hệ thống. Các yếu tố chính bao gồm:
Tốc độ bộ truyền động: Tốc độ mong muốn để xi lanh mở rộng hoặc thu lại.
Kích thước bộ truyền động: Thể tích của xi lanh (đường kính lỗ và chiều dài hành trình).
Tốc độ động cơ: Mục tiêu vòng quay mỗi phút (vòng quay mỗi phút) cho động cơ thủy lực.
Ví dụ, một xi lanh ép thủy lực lớn phải di chuyển nhanh sẽ đòi hỏi lưu lượng cao hơn so với một xi lanh nhỏ hoạt động chậm.
Xác định tốc độ hoạt động của bơm (RPM)
Tiếp theo, một kỹ sư xác định tốc độ hoạt động của bộ điều khiển máy bơm, được đo bằng vòng quay mỗi phút (vòng quay mỗi phút). Bộ truyền động là nguồn điện làm quay trục bơm. Thông thường, đây là động cơ điện hoặc động cơ đốt trong.
Tốc độ của người lái là đặc điểm cố định của thiết bị.
Động cơ điện ở Hoa Kỳ thường hoạt động ở tốc độ danh nghĩa là 1800 vòng/phút.
Động cơ xăng hoặc động cơ diesel có phạm vi tốc độ thay đổi, nhưng kích thước của bơm được xác định dựa trên hoạt động tối ưu hoặc thường xuyên nhất của động cơ.vòng quay mỗi phút.
Cái nàyvòng quay mỗi phútgiá trị này rất quan trọng đối với việc tính toán độ dịch chuyển.
Tính toán lưu lượng bơm cần thiết
Với lưu lượng và tốc độ bơm đã biết, kỹ sư có thể tính toán được lưu lượng bơm cần thiết. Lưu lượng bơm là thể tích chất lỏng mà bơm di chuyển trong một vòng quay, được đo bằng inch khối trên một vòng quay (trong³/vòng). Đây là kích thước lý thuyết của máy bơm.
Công thức tính độ dịch chuyển:Lưu lượng (in³/vòng) = (Lưu lượng (GPM) x 231) / Tốc độ bơm (RPM)
Ví dụ tính toán: Một hệ thống cần 10 GPM và sử dụng động cơ điện chạy ở tốc độ 1800 vòng/phút.
Lưu lượng dịch chuyển = (10 GPM x 231) / 1800 vòng/phút Độ dịch chuyển = 2310 / 1800 Độ dịch chuyển = 1,28 in³/vòng
Người kỹ sư sẽ tìm kiếm một máy bơm bánh răng có lưu lượng dịch chuyển khoảng 1,28 in³/vòng quay.
Xác định áp suất hệ thống tối đa (PSI)
Áp suất, đo bằng pound trên inch vuông (PSI), biểu thị lực cản dòng chảy trong hệ thống thủy lực. Điều quan trọng cần hiểu là bơm không tạo ra áp suất; nó tạo ra dòng chảy. Áp suất phát sinh khi dòng chảy gặp tải trọng hoặc bị hạn chế.
Áp suất hệ thống tối đa được xác định bởi hai yếu tố chính:
Tải trọng: Lực cần thiết để di chuyển vật thể (ví dụ, nâng vật nặng, kẹp một bộ phận).
Cài đặt van xả áp của hệ thống: Van này là bộ phận an toàn có chức năng giới hạn áp suất ở mức an toàn tối đa để bảo vệ các bộ phận.
Kỹ sư lựa chọn một máy bơm có khả năng chịu được áp suất vận hành tối đa này liên tục.
Tính toán mã lực đầu vào cần thiết
Tính toán chính cuối cùng xác định mã lực đầu vào (HP) cần thiết để vận hành máy bơm. Tính toán này đảm bảo động cơ điện hoặc động cơ được chọn có đủ công suất để đáp ứng nhu cầu tối đa của hệ thống. Công suất không đủ sẽ khiến máy bơm chết máy hoặc quá nhiệt.
Công thức tính mã lực:Mã lực (HP) = (Lưu lượng (GPM) x Áp suất (PSI)) / 1714
Ví dụ tính toán: Hệ thống tương tự cần 10 GPM và hoạt động ở áp suất tối đa là 2500 PSI.
Mã lực = (10 GPM x 2500 PSI) / 1714 Mã lực = 25000 / 1714 Mã lực = 14,59 HP
Hệ thống này yêu cầu một bộ điều khiển có khả năng cung cấp công suất ít nhất 14,59 mã lực. Kỹ sư có thể sẽ chọn kích thước tiêu chuẩn cao hơn, chẳng hạn như động cơ 15 mã lực.
Điều chỉnh cho máy bơm không hiệu quả
Các công thức tính lưu lượng và mã lực giả định máy bơm có hiệu suất 100%. Trên thực tế, không có máy bơm nào là hoàn hảo. Sự thiếu hiệu quả do rò rỉ bên trong (hiệu suất thể tích) và ma sát (hiệu suất cơ học) đồng nghĩa với việc cần nhiều công suất hơn so với tính toán.
Các kỹ sư phải điều chỉnh phép tính mã lực để tính đến điều này. Hiệu suất tổng thể của máy bơm thường nằm trong khoảng từ 80% đến 90%. Để bù trừ, họ chia mã lực lý thuyết cho hiệu suất tổng thể ước tính của máy bơm.
Mẹo chuyên nghiệp: Một cách thực hành an toàn và thận trọng là giả định hiệu suất tổng thể là 85% (hoặc 0,85) nếu không có dữ liệu của nhà sản xuất.
Công suất thực tế = Công suất lý thuyết / Hiệu suất tổng thể
Sử dụng ví dụ trước:Công suất thực tế = 14,59 HP / 0,85 Công suất thực tế = 17,16 HP
Việc điều chỉnh này cho thấy nhu cầu công suất thực tế. Bảng sau minh họa tầm quan trọng của bước này.
| Loại tính toán | Mã lực cần thiết | Động cơ được đề xuất |
|---|---|---|
| Lý thuyết (100%) | 14,59 mã lực | 15 mã lực |
| Thực tế (85%) | 17,16 mã lực | 20 mã lực |
Nếu không tính đến yếu tố kém hiệu quả, kỹ sư sẽ chọn động cơ 15 mã lực, vốn không đủ công suất cho ứng dụng. Lựa chọn đúng đắn, sau khi điều chỉnh, là động cơ 20 mã lực.
Tinh chỉnh lựa chọn của bạn và nơi mua bơm bánh răng
Các tính toán ban đầu cung cấp kích thước bơm lý thuyết. Tuy nhiên, điều kiện vận hành thực tế đòi hỏi sự tinh chỉnh hơn nữa. Các kỹ sư xem xét các yếu tố như đặc tính chất lỏng và hiệu suất linh kiện để đảm bảo bơm được chọn hoạt động tối ưu. Những kiểm tra cuối cùng này rất quan trọng trước khi một tổ chức quyết định mua bơm bánh răng.
Độ nhớt của chất lỏng ảnh hưởng đến kích thước như thế nào
Độ nhớt của chất lỏng mô tả khả năng chống chảy của chất lỏng, thường được gọi là độ đặc. Đặc tính này ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất và kích thước của bơm.
Độ nhớt cao (Chất lỏng đặc): Chất lỏng đặc, chẳng hạn như dầu thủy lực lạnh, làm tăng lực cản dòng chảy. Bơm phải hoạt động mạnh hơn để di chuyển chất lỏng, dẫn đến yêu cầu công suất đầu vào cao hơn. Kỹ sư có thể cần chọn động cơ mạnh hơn để tránh hiện tượng chết máy.
Độ nhớt thấp (Chất lỏng loãng): Chất lỏng loãng làm tăng rò rỉ bên trong, hay còn gọi là "trượt", bên trong bơm. Nhiều chất lỏng hơn sẽ trượt qua các răng bánh răng từ phía đầu ra áp suất cao sang phía đầu vào áp suất thấp. Điều này làm giảm lưu lượng thực tế của bơm.
Lưu ý: Kỹ sư phải tham khảo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Bảng dữ liệu kỹ thuật sẽ hiển thị phạm vi độ nhớt chấp nhận được cho từng model bơm cụ thể. Việc bỏ qua thông tin này có thể dẫn đến hao mòn sớm hoặc hỏng hệ thống. Thông tin này rất quan trọng khi chuẩn bị mua bơm bánh răng.
Nhiệt độ hoạt động ảnh hưởng đến hiệu suất như thế nào
Nhiệt độ vận hành ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt của chất lỏng. Khi hệ thống thủy lực nóng lên trong quá trình vận hành, chất lỏng sẽ loãng hơn.
Kỹ sư phải phân tích toàn bộ phạm vi nhiệt độ của ứng dụng. Một hệ thống hoạt động trong điều kiện khí hậu lạnh sẽ có điều kiện khởi động rất khác so với hệ thống trong nhà máy nóng.
| Nhiệt độ | Độ nhớt của chất lỏng | Tác động đến hiệu suất của máy bơm |
|---|---|---|
| Thấp | Cao (Dày) | Nhu cầu mã lực tăng; nguy cơ xảy ra hiện tượng rỗ khí. |
| Cao | Thấp (Mỏng) | Tăng độ trượt bên trong; giảm hiệu suất thể tích. |
Việc lựa chọn bơm phải phù hợp với độ nhớt thấp nhất (nhiệt độ cao nhất) để đảm bảo vẫn cung cấp lưu lượng cần thiết. Đây là một cân nhắc quan trọng cho bất kỳ ai muốn mua bơm bánh răng cho môi trường khắc nghiệt.
Kế toán cho hiệu suất thể tích
Công thức dịch chuyển tính toán sản lượng lý thuyết của máy bơm. Hiệu suất thể tích cho biết sản lượng thực tế của máy bơm. Đó là tỷ lệ giữa lưu lượng thực tế mà máy bơm cung cấp với lưu lượng lý thuyết.
Lưu lượng thực tế (GPM) = Lưu lượng lý thuyết (GPM) x Hiệu suất thể tích
Hiệu suất thể tích không bao giờ đạt 100% do rò rỉ bên trong. Hiệu suất này giảm khi áp suất hệ thống tăng vì áp suất cao hơn buộc nhiều chất lỏng hơn phải trượt qua các bánh răng. Một bơm bánh răng mới thông thường có hiệu suất thể tích từ 90-95% ở áp suất định mức.
Ví dụ: Một máy bơm có công suất lý thuyết là 10 GPM. Hiệu suất thể tích của nó ở áp suất vận hành là 93% (0,93).
Lưu lượng thực tế = 10 GPM x 0,93 Lưu lượng thực tế = 9,3 GPM
Hệ thống sẽ chỉ nhận được 9,3 GPM, chứ không phải 10 GPM. Kỹ sư phải chọn bơm có lưu lượng lớn hơn một chút để bù đắp cho sự mất mát này và đạt được lưu lượng mục tiêu. Việc điều chỉnh này là một bước không thể thương lượng trước khi bạn mua bơm bánh răng.
Các nhà sản xuất và nhà cung cấp được đánh giá cao nhất
Việc lựa chọn máy bơm từ một nhà sản xuất uy tín đảm bảo chất lượng, độ tin cậy và khả năng tiếp cận dữ liệu kỹ thuật chi tiết. Các kỹ sư tin tưởng những thương hiệu này nhờ hiệu suất mạnh mẽ và dịch vụ hỗ trợ toàn diện. Khi đến lúc mua bơm bánh răng, việc bắt đầu với những thương hiệu này là một chiến lược đúng đắn.
Các nhà sản xuất bơm bánh răng hàng đầu:
• Parker Hannifin: Cung cấp nhiều loại bơm bánh răng bằng gang và nhôm nổi tiếng về độ bền.
• Eaton: Cung cấp máy bơm bánh răng hiệu suất cao, bao gồm các mẫu được thiết kế cho các ứng dụng di động và công nghiệp đòi hỏi khắt khe.
• Bosch Rexroth: Nổi tiếng với các loại bơm bánh răng ngoài được thiết kế chính xác, mang lại hiệu suất cao và tuổi thọ dài.
• HONYTA: Nhà cung cấp cung cấp nhiều loại bơm bánh răng cân bằng giữa hiệu suất và hiệu quả về chi phí.
• Permco: Chuyên sản xuất bơm bánh răng và động cơ thủy lực áp suất cao.
Các nhà sản xuất này cung cấp bảng dữ liệu chi tiết với đường cong hiệu suất, xếp hạng hiệu quả và bản vẽ kích thước.
Tiêu chí chính để mua hàng
Việc đưa ra quyết định mua hàng cuối cùng không chỉ đơn thuần là so sánh dung tích và mã lực. Một kỹ sư phải xác minh một số tiêu chí quan trọng để đảm bảo tính tương thích và hiệu quả lâu dài. Kiểm tra kỹ lưỡng các chi tiết này là bước cuối cùng trước khi bạn mua bơm bánh răng.
Xác nhận xếp hạng hiệu suất: Kiểm tra lại xem mức áp suất liên tục tối đa của máy bơm có vượt quá áp suất yêu cầu của hệ thống hay không.
Kiểm tra thông số kỹ thuật vật lý: Đảm bảo mặt bích lắp của máy bơm, loại trục (ví dụ: có then, có khía) và kích thước cổng phù hợp với thiết kế của hệ thống.
Xác minh khả năng tương thích của chất lỏng: Xác nhận rằng vật liệu làm kín của máy bơm (ví dụ: Buna-N, Viton) tương thích với chất lỏng thủy lực đang sử dụng.
Xem lại Bảng dữ liệu của nhà sản xuất: Phân tích các đường cong hiệu suất. Các biểu đồ này cho thấy lưu lượng và hiệu suất thay đổi như thế nào theo tốc độ và áp suất, cung cấp bức tranh chân thực về khả năng của máy bơm.
Xem xét chu kỳ hoạt động: Máy bơm hoạt động liên tục 24/7 có thể cần phải mạnh mẽ hơn máy bơm hoạt động không liên tục.
Việc xem xét kỹ lưỡng những điểm này sẽ đảm bảo bạn chọn đúng linh kiện. Sự cẩn trọng này giúp ngăn ngừa những sai sót tốn kém và thời gian ngừng hoạt động của hệ thống sau khi bạn mua bơm bánh răng.
Việc xác định đúng kích thước bơm bánh răng là rất quan trọng để hệ thống thủy lực hoạt động hiệu quả và bền bỉ. Một kỹ sư cần tuân thủ một quy trình rõ ràng để đạt được điều này.
Đầu tiên, họ tính toán dung tích xi lanh và mã lực cần thiết.
Tiếp theo, họ tinh chỉnh các phép tính này để đánh giá hiệu quả, độ nhớt và nhiệt độ.
Cuối cùng, họ mua máy bơm từ nhà cung cấp có uy tín như HONYTA hoặc Parker có thông số kỹ thuật chính xác.
Thời gian đăng: 29-10-2025